Në artikullin tonë do të shqyrtojmë strukturën e prokariotëve dhe eukariotëve. Këta organizma ndryshojnë dukshëm në nivelin e organizimit. Dhe arsyeja për këtë janë veçoritë e strukturës së informacionit gjenetik.
Veçoritë e strukturës së qelizave prokariote
Prokariotët janë të gjithë organizma të gjallë qelizat e të cilëve nuk përmbajnë një bërthamë. Nga përfaqësuesit e pesë mbretërive moderne të natyrës së gjallë, vetëm një u përket atyre - Bakteret. Prokariotët që po shqyrtojmë përfshijnë gjithashtu algat blu-jeshile dhe arkeat.
Pavarësisht mungesës së një bërthame të formuar në qelizat e tyre, ato përmbajnë material gjenetik. Kjo ju lejon të ruani dhe transmetoni informacione trashëgimore, por kufizon shumëllojshmërinë e metodave të riprodhimit. Të gjithë prokariotët riprodhohen duke i ndarë qelizat e tyre në dysh. Ata nuk janë të aftë për mitozë dhe mejozë.
Struktura e prokariotëve dhe eukariotëve
Veçoritë strukturore të prokariotëve dhe eukariotëve që i dallojnë ato janë mjaft domethënëse. Përveç strukturës së materialit gjenetik, kjo vlen edhe për shumë organele. Eukariotët, të cilët përfshijnë bimë, kërpudha dhe kafshë, përmbajnë në citoplazmëmitokondri, kompleksi Golgi, retikulumi endoplazmatik, shumë plastide. Prokariotët nuk i kanë ato. Muri qelizor, që kanë të dyja, ndryshon në përbërjen kimike. Te bakteret përbëhet nga karbohidratet komplekse pektina ose mureina, ndërsa te bimët me bazë celuloza, kurse te kërpudhat - kitina.
Historia e zbulimit
Veçoritë e strukturës dhe jetës së prokariotëve u bënë të njohura për shkencëtarët vetëm në shekullin e 17-të. Dhe kjo përkundër faktit se këto krijesa kanë ekzistuar në planet që nga fillimi i tij. Në 1676, ato u ekzaminuan për herë të parë përmes një mikroskopi optik nga krijuesi i tij Anthony van Leeuwenhoek. Ashtu si të gjithë organizmat mikroskopikë, shkencëtari i quajti ata "kafshë". Termi "baktere" u shfaq vetëm në fillim të shekullit të 19-të. Ai u propozua nga natyralisti i famshëm gjerman Christian Ehrenberg. Koncepti i "prokariotëve" lindi më vonë, në epokën e krijimit të mikroskopit elektronik. Dhe në fillim, shkencëtarët vërtetuan faktin e ndryshimeve në strukturën e aparatit gjenetik të qelizave të krijesave të ndryshme. E. Chatton në 1937 propozoi kombinimin e organizmave në dy grupe sipas kësaj veçorie: pro- dhe eukariote. Kjo ndarje ekziston edhe sot e kësaj dite. Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, u zbulua një dallim midis vetë prokariotëve: arkeat dhe bakteret.
Veçoritë e aparatit të sipërfaqes
Aparati sipërfaqësor i prokariotëve përbëhet nga një membranë dhe një mur qelizor. Secila prej këtyre pjesëve ka karakteristikat e veta. Membrana e tyre formohet nga një shtresë e dyfishtë lipidesh dhe proteinash. prokariote,struktura e të cilave është mjaft primitive, ato kanë dy lloje të strukturës së murit qelizor. Kështu, në bakteret gram-pozitive, ai përbëhet kryesisht nga peptidoglikan, ka një trashësi deri në 80 nm dhe është fort ngjitur me membranën. Një tipar karakteristik i kësaj strukture është prania në të e poreve përmes të cilave depërtojnë një numër molekulash. Muri qelizor i baktereve gram-negative është shumë i hollë - deri në maksimum 3 nm. Nuk ngjitet fort në membranë. Disa përfaqësues të prokariotëve kanë gjithashtu një kapsulë mukoze nga jashtë. Ai mbron organizmat nga tharja, dëmtimet mekanike dhe krijon një pengesë shtesë osmotike.
Organele prokariote
Struktura e qelizës së prokariotëve dhe eukarioteve ka dallimet e veta domethënëse, të cilat kryesisht konsistojnë në praninë e organeleve të caktuara. Këto struktura të përhershme përcaktojnë nivelin e zhvillimit të organizmave në tërësi. Shumica e tyre mungojnë te prokariotët. Sinteza e proteinave në këto qeliza ndodh nga ribozomet. Prokariotët ujorë përmbajnë aerozome. Këto janë zgavra gazi që sigurojnë lëvizje dhe rregullojnë shkallën e zhytjes së organizmave. Vetëm prokariotët përmbajnë mezozome. Këto palosje të membranës citoplazmike ndodhin vetëm gjatë përdorimit të metodave kimike të fiksimit gjatë përgatitjes së qelizave prokariote për mikroskopi. Organelet e lëvizjes së baktereve dhe arkeave janë cilia ose flagjela. Dhe ngjitja në substrat kryhet duke pirë. Këto struktura të formuara nga cilindra proteinash quhen gjithashtu villi dhe fimbrie.
Çfarë është një nukleoid
Por ndryshimi më domethënës është struktura e gjenit të prokariotëve dhe eukariotëve. Të gjithë këta organizma kanë informacion të trashëguar. Në eukariotët, ai ndodhet brenda bërthamës së formuar. Kjo organelë me dy membrana ka matricën e vet të quajtur nukleoplazmë, mbështjellës dhe kromatinë. Këtu kryhet jo vetëm ruajtja e informacionit gjenetik, por edhe sinteza e molekulave të ARN-së. Në bërthama, ato më pas formojnë njësi të ribozomeve - organele përgjegjëse për sintezën e proteinave.
Struktura e gjeneve prokariote është më e thjeshtë. Materiali i tyre trashëgues përfaqësohet nga rajoni nukleoid ose bërthamor. ADN-ja në prokariote nuk është e paketuar në kromozome, por ka një strukturë rrethore të mbyllur. Nukleoidi përmban gjithashtu molekula të ARN-së dhe proteinave. Këto të fundit janë të ngjashme në funksion me histonet eukariote. Ato janë të përfshira në dyfishimin e ADN-së, sintezën e ARN-së, riparimin e strukturës kimike dhe thyerjet e acidit nukleik.
Veçoritë e aktivitetit jetësor
Prokariotët, struktura e të cilëve nuk është komplekse, kryejnë procese mjaft komplekse të jetës. Ky është ushqimi, frymëmarrja, riprodhimi i llojit të tyre, lëvizja, metabolizmi… Dhe vetëm një qelizë mikroskopike është e aftë për të gjitha këto, madhësia e së cilës varion deri në 250 mikron! Pra, mund të flitet vetëm për primitivitetin relativisht.
Veçoritë e strukturës së prokariotëve përcaktojnë mekanizmat e fiziologjisë së tyre. Për shembull, ata janë në gjendje të marrin energji në tre mënyra. E para ështëfermentimi. Ajo kryhet nga disa baktere. Ky proces bazohet në reaksionet redoks, gjatë të cilave sintetizohen molekulat ATP. Ky është një përbërës kimik, gjatë ndarjes së të cilit lirohet energjia në disa faza. Ndaj jo më kot quhet “bateri qelizore”. Mënyra tjetër është frymëmarrja. Thelbi i këtij procesi është oksidimi i substancave organike. Disa prokariote janë të aftë për fotosintezë. Shembuj janë algat blu-jeshile dhe bakteret vjollcë, të cilat përmbajnë plastide në qelizat e tyre. Por arkeat janë të afta për fotosintezë pa klorofil. Gjatë këtij procesi, dioksidi i karbonit nuk fiksohet, por drejtpërdrejt formohen molekulat e ATP. Pra, në thelb, ky është fotofosforilim i vërtetë.
Lloji vakt
Bakteret dhe arkeat janë prokariote, struktura e të cilave u lejon atyre të kryejnë mënyra të ndryshme të të ushqyerit. Disa prej tyre janë autotrofe. Këta organizma vetë sintetizojnë substanca organike gjatë fotosintezës. Qelizat e prokariotëve të tillë përmbajnë klorofil. Disa baktere marrin energji duke zbërthyer disa përbërje organike. Lloji i të ushqyerit të tyre quhet kimiotrofik. Përfaqësues të këtij grupi janë bakteret e hekurit dhe squfurit. Të tjerët thithin vetëm komponime të gatshme. Ata quhen heterotrofë. Shumica e tyre udhëheqin një mënyrë jetese parazitare dhe jetojnë vetëm brenda qelizave të krijesave të tjera. Një shumëllojshmëri e këtij grupi janë edhe saprotrofe. Ata ushqehen me produkte të mbeturinave oselëndë organike në kalbje. Siç mund ta shihni, mënyra se si ushqehen prokariotët është mjaft e larmishme. Ky fakt kontribuoi në shpërndarjen e tyre të gjerë në të gjitha habitatet.
Format e riprodhimit
Prokariotët, struktura e të cilave përfaqësohet nga një qelizë, riprodhohen duke e ndarë atë në dy pjesë ose duke lulëzuar. Kjo veçori është edhe për shkak të strukturës së aparatit të tyre gjenetik. Procesi i ndarjes binare paraprihet nga dyfishimi, ose replikimi i ADN-së. Në këtë rast, molekula e acidit nukleik së pari zbërthehet, pas së cilës secila fillesë dyfishohet sipas parimit të komplementaritetit. Kromozomet e formuara si rezultat i kësaj devijojnë drejt poleve. Qelizat rriten në madhësi, midis tyre krijohet një shtrëngim dhe më pas ndodh izolimi përfundimtar i tyre. Disa baktere janë gjithashtu të afta të formojnë qeliza riprodhuese aseksuale - spore.
Bakteret dhe arkeat: veçoritë dalluese
Për një kohë të gjatë, arkeat, së bashku me bakteret, ishin përfaqësues të Mbretërisë së Drobyanka. Në të vërtetë, ato kanë shumë karakteristika të ngjashme strukturore. Kjo është kryesisht madhësia dhe forma e qelizave të tyre. Megjithatë, studimet biokimike kanë treguar se ato kanë një sërë ngjashmërish me eukariotët. Kjo është natyra e enzimave, nën ndikimin e të cilave ndodhin proceset e sintezës së ARN-së dhe molekulave të proteinave.
Sipas mënyrës së të ushqyerit shumica e tyre janë kimiotrofe. Për më tepër, substancat që zbërthehen në procesin e marrjes së energjisë nga arkea janë më të ndryshme. Këto janë të dyja karbohidratet komplekse dheamoniaku dhe komponimet metalike. Midis arkeave ka edhe autotrofe. Shumë shpesh ata hyjnë në një marrëdhënie simbiotike. Nuk ka parazitë midis arkeave. Më shpesh në natyrë, gjenden komenzalë dhe reciprokë. Në rastin e parë, arkeat ushqehen me substancat e trupit të bujtësit, por nuk e dëmtojnë atë. Ndryshe nga ky lloj simbiozë, në një marrëdhënie reciproke përfitojnë të dy organizmat. Disa prej tyre janë metagjene. Arkea të tilla banojnë në sistemin tretës të njerëzve dhe gjitarëve ripërtypës, duke shkaktuar formimin e tepërt të gazit në zorrët. Këta organizma riprodhohen me ndarje binare, me lulëzim ose fragmentim.
Arkeat kanë zotëruar pothuajse të gjitha habitatet. Ato janë veçanërisht të ndryshme në përbërjen e planktonit. Fillimisht, të gjitha arkeat u klasifikuan si ekstremofile, pasi ato mund të jetojnë në burime të nxehta, trupa ujorë me kripësi të lartë dhe në thellësi me presion të konsiderueshëm.
Rëndësia e prokariotëve në natyrë dhe jetën e njeriut
Roli i prokariotëve në natyrë është domethënës. Para së gjithash, ata janë organizmat e parë të gjallë që u ngritën në planet. Shkencëtarët kanë zbuluar se bakteret dhe arkeat kanë origjinën rreth 3.5 miliardë vjet më parë. Teoria e simbiogjenezës sugjeron se disa organele të qelizave eukariote gjithashtu kanë origjinën prej tyre. Në veçanti, ne po flasim për plastide dhe mitokondri.
Shumë prokariote përdoren në bioteknologji për të prodhuar ilaçe, antibiotikë, enzima, hormone, plehra, herbicide. Njeriu ka përdorur prej kohësh vetitë e dobishmebakteret e acidit laktik për prodhimin e djathit, kefirit, kosit, produkteve të fermentuara. Me ndihmën e këtyre organizmave bëhet pastrimi i trupave ujorë dhe dherave, pasurimi i xeheve të metaleve të ndryshme. Bakteret formojnë mikroflorën e zorrëve të njerëzve dhe shumë kafshëve. Së bashku me arkeat, ato qarkullojnë shumë substanca: azoti, hekuri, squfuri, hidrogjeni.
Nga ana tjetër, shumë baktere janë shkaktarë të sëmundjeve të rrezikshme, duke rregulluar popullatën e shumë specieve bimore dhe shtazore. Këto përfshijnë murtajën, sifilizin, kolerën, antraksin, difterinë.
Pra, prokariotët quhen organizma, qelizat e të cilëve nuk kanë një bërthamë të formuar. Materiali i tyre gjenetik përfaqësohet nga një nukleoid, i përbërë nga një molekulë rrethore e ADN-së. Nga organizmat modernë, bakteret dhe arkeat i përkasin prokariotëve.
