Отличия прокариотической клетки бактерии от эукариотических клеток растений и животных

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 18.09.2024

Сами названия "эукариоты" и "прокариоты" подчеркивают главное отличие, положенное в основу различения этих групп живых существ. Клетки эукариот (от др.-греч. "эу" - "хорошо, полностью, вполне", и "карион" - "орех, ядро") содержат клеточное ядро, изолирующее генетический материал (ДНК) от остального клеточного содержимого (цитоплазмы). ДНК внутри ядра не только разделена на определенное для каждого вида эукариот число хромосом (каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК - линейную, а не замкнутую в кольцо, как большинство молекул ДНК у прокариот), но и сложным образом организована и размещена благодаря множеству белков, которые образуются в цитоплазме, но транспортируются в ядро, чтобы провзаимодействовать с ДНК.

Клетки прокариот (от "про" - "перед, прежде") не содержат ядра, их ДНК не отделена от цитоплазмы. Для прокариот за небольшими исключениями вообще не характерно наличие мембранных органелл внутри клетки (к которым у эукариот, помимо ядра, относятся эндоплазматический ретикулум (ЭПР), аппарат Гольджи, лизосомы и пероксисомы, а также двумембранные органеллы, о которых отдельно ниже).

Также клетки эукариот и прокариот отличаются по многим другим морфологическим признакам. Обычно клетки эукариот в десятки раз больше (но не всегда, есть как очень небольшие эукариотические, так и очень большие прокариотические клетки). Среди клеток эукариот большее разнообразие форм и в целом они способны динамично изменять свою форму (вспомните амебу с её ложноножками) - распластываться, перетекать, образовывать и втягивать отростки и т.д., если не ограничены прочной клеточной стенкой. Прокариотическая клетка обычно имеет приблизительно один и тот же вид и пропорции, сравнительно простую форму (так, бактерии, относящиеся к прокариотам, часто группируются по форме - кокки (шаровидные), бациллы (палочки) и т.д.). Это связано с тем, что у эукариотических клеток развит цитоскелет - динамично перестраиваемый каркас из протяженных и тонких белковых структур. Долгое время считалось, что прокариоты вовсе не имеют цитоскелета, но, по всей видимости, это не вполне верно: и у бактерий, и, тем более, у архей (особых прокариот, "ложных бактерий", являющихся близкими родственниками эукариот) найдены цитоскелетные белки. Так что все перечисленные в этом абзаце отличия - размеры, форма, подвижность - не стоит возводить в абсолют. Пока для прокариот не показана, однако, способность к фагоцитозу (захвату и поглощению частиц с образованием впячиваний мембраны).

Практически однозначное отличие между про- и эукариотами, сопоставимое по важности с наличием ядра - это наличие у эукариот двумембранных органелл, к которым относятся митохондрии и пластиды. Эти органеллы происходят от захваченных предками эукариот прокариотических бактериальных клеток (чему есть явные доказательства). Митохондрии характерны для всех эукариотических клеток, кроме клеток тех организмов, предки которых утратили их.

Часто также говорят о различии между рибосомами про- и эукариот, но при этом обычно подразумевают рибосомы бактерий, забывая про архей, чьи рибосомы могут быть гораздо более похожи на рибосомы эукариот, чем на бактериальные.

АПД: Тем не менее, константа седиментации (величины, связанной с плотностью и площадью поверхности частицы) рибосом бактерий и архей (т.е. прокариот) близка значению 70S, рибосом эукариот - 80S.

Для всех организмов существует два вида клеток. Это прокариотические и эукариотические клетки. Они имеют существенные различия. Строение эукариотической клетки имеет ряд отличий от прокариотической. Поэтому в животном мире выделили два надцарства, которые назвали прокариотами и эукариотами.

Основное отличие

Строение эукариотической клетки отличается тем, что она имеет ядро, в котором находятся хромосомы, состоящие из ДНК. ДНК прокариотической клетки не организованы в хромосомы и не имеют ядра. Поэтому прокариотические организмы назвали доядерными, а эукариотические ― ядерными. Отличаются клетки и размерами. Эукариотические клетки намного больше, чем прокариотические. Доядерными организмами являются бактерии. К эукариотам принадлежат растения, грибы и животные. Следовательно, особенности строения эукариотической клетки состоят в наличии ядра. Конечно, есть и другие отличия между клетками, но они несущественны.

Строение и функции эукариотической клетки

Клетка ядерных организмов имеет множество органелл, отсутствующих у прокариотов. Клетка растений, грибов и животных состоит из цитоплазматической мембраны, защищающей клетку и придающей ей форму, и цитоплазмы. Цитоплазма объединяет все компоненты клетки, участвует во всех обменных процессах и служит скелетом клетки, благодаря наличию миротрубочек. В цитоплазме располагаются одномембранные, двумембранные и немембранные органеллы.

Одномембранные органоиды

Одномембранными органоидами называют эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли из-за того, что они покрыты одной мембраной. Эндоплазматическая сеть бывает гладкой и шероховатой, или гранулярной. Гладкая эндоплазматическая сетка образовывает углеводы и липиды. Шероховатая сетка синтезирует белки. Этим занимаются рибосомы, находящиеся на ней. Аппарат Гольджи сохраняет и транспортирует питательные вещества. Лизосомы обеспечивают расщепление белков, жиров и углеводов.

Двумембранные органоиды

Двумембранные органоиды имеют две мембраны: наружную и внутреннюю. К ним относят митохондрии и пластиды. Митохондрии участвуют в дыхании клетки и снабжают клетку энергией. Благодаря пластидам происходит фотосинтез.

Немембранные органоиды

Немембранными органеллами являются рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики. Рибосомы осуществляют синтез белка. Клеточный центр участвует в делении клеток. Реснички и жгутики ― органеллы, служащие для движения.

Отличия клеток растений, грибов и животных

Несмотря на единство общего плана, строение эукариотической клетки разных царств организмов имеет некоторые отличия. Растительные клетки не содержат лизосом и клеточного центра. Клетки животных и грибов характеризуются отсутствием пластид и вакуолей. Клеточная стенка грибов содержит хинин, а растений ― целлюлозу. В животных клеточной стенки нет, а в состав мембраны входит гликокаликс. Строение эукариотической клетки имеет отличие и в резервных питательных углеводах. В растительных клетках запасается крахмал, а в клетках грибов и животных ― гликоген.

Дополнительные отличия

Различается не только строение эукариотической клетки и прокариотической, но и способы их размножения. Количество бактерий увеличивается в результате образования перетяжки или почкования. Размножение эукариотических клеток происходит путем митоза. Многие процессы, свойственные эукариотической клетке (фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз), у прокариотов не наблюдаются. Для нормальной работы клеткам грибов, растений и животных необходима аскорбиновая кислота. Бактерии в ней не нуждаются.

В таблице сравниваются клетки бактерий, растений и животных по морфологическим признакам.

Все живущие на Земле организмы в зависимости от структуры их клеток относятся к одной из двух групп: прокариоты или эукариоты.

Деление организмов на прокариотические и эукариотические сохранялось довольно долго (до 1990-х гг.), пока американский микробиолог К.Вёзе не обнаружил, что в среде прокариотов находится большая группа особей с существенными генетическими различиями.

В этой связи он предложил разделить прокариотов на бактерии и археи. В настоящий момент разделение живых организмов на эукариотов, бактерии и археи считается общепризнанным.

Прокариоты — это.

Прокариоты – это одноклеточные живые организмы без оформленного клеточного ядра. Они не развиваются, не переходят в многоклеточную форму и способны к автономному существованию.

Прокариоты – самая представительная форма жизни на Земле по количеству видов. Например, 1 грамм плодородной почвы может содержать порядка 10 млрд.бактериальных клеток.

Как уже отмечено выше, к прокариотам относятся бактерии (в том числе цианобактерии или сине-зелёные водоросли) и археи.

У прокариотов молекула органического вещества не отделена от цитоплазмы, а прикреплена к клеточной мембране. У них, как правило, бесполый способ размножения, а ДНК имеет кольцевую форму. У большинства прокариотов геном (что это?) представлен одиночной хромосомой.

Прокариоты – это древнейшие и в то же время самые примитивные организмы на нашей планете. Они встречаются повсеместно: в воздухе, в воде, в почве, внутри живых организмов.

Их можно обнаружить в океанических глубинах, на горных вершинах, во льдах Антарктиды и Арктики. В атмосфере споры бактерий присутствуют на высоте до 15 км, а в грунт они проникают на глубину более 4 км.

По форме бактериальные клетки отличаются огромным разнообразием. Они могут быть в виде палочек (бациллы), округлыми (диплококи), шестиугольными, звездообразными, стебельковыми и т.д. Диплококки образуют пары, стрептококки – цепочки, стафилококки – скопления наподобие виноградных гроздей.

Строение бактериальной клетки в упрощённом виде выглядит следующим образом:

клеточная оболочка (стенка);
плазматическая мембрана;
цитоплазма;
хромосомная кольцевая ДНК (прикреплена к мембране);
плазмиды (небольшие не прикреплённые к мембране кольцевые ДНК с небольшим набором генов);
рибосомы;
прокариотический жгутик(и).

Подавляющее большинство прокариот размножается посредством простого бинарного деления, которое начинается с удвоения ДНК без образования хромосом.

Обе вновь образовавшиеся молекулы ДНК отделяются друг от друга плазматической мембраной, в результате чего клетка делится пополам. Таким образом, каждая дочерняя клетка содержит по одной равнозначной молекуле ДНК.

Процесс деления при благоприятных условиях происходит каждые 25-30 минут. Этот интервал может увеличиться под воздействием сдерживающих факторов, таких как нехватка пищи, солнечный свет, высокая температура и др.

По способу питания бактерии делятся на гетеротрофов (это как?) и автотрофов (это как?).

Первые представлены сапротрофами (питаются мёртвой органикой), паразитами (потребляют органику живых особей) и симбионтами (живут и питаются вмести с другими организмами). Вторые получают питание посредством фотосинтеза (путём преобразования солнечной энергии либо за счёт химического окисления неорганических веществ).

Отличие прокариотов от эукариотов

Главное, что отличает прокариотов от эукариотов, – отсутствие клеточного ядра.

А это значит, что ДНК прокариотической клетки не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены намного сложнее. Их ДНК упакована в хромосомы, которые располагаются как раз в ядре.

Основные отличия рассматриваемых биологических категорий сведены в таблицу:

Прокариоты	Эукариоты
Одноклеточные (за редким исключением)	Одно- или многоклеточные
Не имеют сформировавшегося ядра	Имеют чётко выраженное ядро (ядра) с собственной оболочкой
Наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК	Наследственная информация хранится в линейной ДНК ядра, а также митохондриях и пластидах
Не имеют мембранных органоидов	Содержат мембранные органоиды и немембранные структуры
Бинарное деление клетки	Прямое деление (амитоз), непрямое деление (митоз) или редукционное деление (мейоз)
Набор генов – гаплоидный	Набор генов, как правило, – диплоидный
Размножение вегетативное, споровое, почкованием	Размножение половое с образованием гамет
Жгутик в виде белковых нитей вмонтирован в оболочку клетки	Жгутик представлен выростом клетки в виде микротрубки
Клетки имеют размер 0,1-10 мкм	Клетки имеют размер 10-100 мкм

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (4)

Происхождение эукариотов является одной из самых больших тайн эволюции. Ученые до сих пор не знают, как возникло ядро и главное — почему? Есть мнение, что для качественного перехода прокариотам понадобилось войти в контакт с некими клетками или бактериями, которые либо уже существовали на планете, либо попали на Землю извне. В результате их симбиоза и возникли эукариоты.

Неприятно думать и вообще задумываться на эту тему, что нас окружают миллиарды микроскопических организмов. Хорошо, что глаз их никак не улавливает, иначе можно было бы свихнуться. А вообще, природа загадочна и удивительна!

На Марс недавно сел очередной планетоход, как раз в русло древней высохшей реки, было бы здорово, если бы этот марсоход обнаружил

там древних марсианских бактерий, пусть и мёртвых, всё равно это была бы сенсация.

Цианобактерии производят метан, а он в свою очередь усугубляет ситуацию с глобальным потеплением, поскольку этот газ создаёт парниковый эффект.

Основное отличие - прокариот против эукариотических клеток

Все живые организмы можно разделить на прокариот и эукариот. Бактерии и археи относятся к прокариотам. Эукариотами являются организмы в царстве протистов, грибов, плантаций и животных. Прокариотические клетки не имеют ядра, ядерных мембран и ядрышек. Но эукариотические клетки состоят из настоящего ядра, заключенного в две мембраны. Таким образом ключевое отличие между прокариотическими и эукариотическими клетками является то, что в прокариотических клетках отсутствуют мембраносвязанные органеллы, включая ядро, в то время как эукариотические клетки состоят из мембраносвязанных органелл, включая ядро.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое прокариотические клетки
- Структура и характеристики
2. Что такое эукариотические клетки
- Структура и характеристики
3. В чем разница между прокариотическими и эукариотическими клетками

Что такое прокариотические клетки

Одноклеточные организмы, которые не имеют мембраносвязанных органелл, таких как ядро и митохондрии, называют прокариотическими клетками. Эти организмы делятся на две группы в зависимости от компонентов клеточной стенки: бактерии и археи. У прокариот клеточная мембрана содержит в цитоплазме водорастворимые белки, ДНК и метаболиты. Они не имеют отдельных компартментов, но микрокомментарии действуют как примитивные органеллы, которые создаются белковыми оболочками.

Большинство прокариот имеют размер от 0,2 до 2 мкм. У бактерий можно выделить четыре типа форм: сферическая (кокки), палочковидная (бациллы), спиралевидная (спирохета) и запятая (вибрион). Цианобактерии также образуют крупные колонии и миксобактерии, содержащие многоклеточные стадии в жизненном цикле. Бактерии состоят из примитива цитоскелет и клеточная стенка состоит из пептидогликана: полимер связанных углеводов и небольших белков. Клеточная стенка обеспечивает защиту клетки, поддерживает форму и предотвращает обезвоживание. Некоторые бактерии обладают внешним слоем, называемым капсула который является липким, помогая клетке прикрепиться к поверхности. ЖгутикиВайпоподобная структура помогает двигаться, выступая в роли двигателя ротора. С другой стороны, фимбрии, многочисленные волосяные структуры также помогают прикреплению.

Некоторые бактерии состоят из гликокаликса, который покрывает клеточную мембрану. бактериальный цитоплазма представляет собой гелеобразное вещество, которое растворяет различные органические молекулы вместе с клеточными компонентами. Маленький 70S рибосомы присутствуют для синтеза белка. Геномная ДНК находится в области под названием нуклеоиде в цитоплазме. Бактерии состоят из одной круглой хромосомы. Некоторые кусочки ДНК находятся в цитоплазме в виде кольцевых плазмид. Структура прокариотической клетки показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: Прокариотическая клеточная структура

Как бактерии, так и археи демонстрируют бесполое размножение через бинарное деление. Бактериальный перенос генов происходит тремя способами: трансдукция, опосредованная бактериофагами, конъюгация, опосредованная плазмидами, и естественная трансформация. Это называется горизонтальным переносом генов. Стержнеобразные структуры, называемые пили разрешить генетический перенос. Археальный перенос генов происходит через цитоплазматические мосты.

Поскольку прокариоты состоят из большого разнообразия, они получают энергию от неорганических соединений, таких как сероводород, в дополнение к фотосинтезу и органическим соединениям. Они также могут быть живы в суровых условиях, таких как снежные поверхности Антарктиды, горячие источники и подводные гидротермальные жерла. Археи - это экстремофилы, живущие в экстремальных значениях pH, температуры и радиации. Считается, что эукариоты произошли от прокариот.

Что такое эукариотические клетки

Эукариоты являются одноклеточными или многоклеточными организмами, которые имеют мембранно-заключенные органеллы, такие как, в частности, ядро, митохондрии, аппарат Гольджи и хлоропласты в растениях. Многоклеточные эукариоты содержат специализированные ткани, сделанные из различных типов клеток. Эукариот можно отнести к четырем царствам: Королевство Протиста, Королевство Планта, Королевство Грибы и Королевство Animalia.

Эукариотическая клетка больше по размеру (от 10 до 100 мкм) по сравнению с прокариотами. У эукариот могут быть идентифицированы различные типы клеток, такие как клетки животных, клетки растений и клетки грибов. эукариот цитоскелет состоит из микрофиламентов, микротрубочек и промежуточных нитей. Это играет жизненно важную роль в организации клетки и ее форме. Растения и грибы обладают клетка стена состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина и хитина соответственно.

Эукариотические клетки состоят из множества мембраносвязанных органелл. ядро заключен в две мембраны, называемые ядерной оболочкой. Ядерная мембрана образует эндоплазматический сеть (ER), который участвует в созревании и транспортировке белка. Рибосомы большие, размером 80S, и они связаны с ER. Связанный с рибосомами ER называют грубым ER. Пузырьки присутствуют для трансформации различных молекул в клетке, таких как тела Гольджи, лизосомы и пероксизомы. Митохондрии также окружен двумя фосфолипидными бислоями. Они превращают сахар в АТФ для использования в качестве энергии. Растительные клетки содержат хлоропласты для фотосинтеза. Структура типичной растительной клетки показана на фигура 2.

Рисунок 2: Структура растительной клетки

Обычно эукариоты состоят из более чем одной хромосомы в ядре. Эти хромосомы являются линейными и в большинстве случаев они существуют в нескольких копиях, называемых гомологичными. Эукариоты размножаются либо бесполым путем митоза, либо половым путем через мейоз с последующим слиянием гамет.

Разница между прокариотическими и эукариотическими клетками

Определение

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки не обладают ядром и мембраносвязанными органеллами.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки обладают мембраносвязанными органеллами, включая ядро.

Размер ячейки

Прокариотическая клетка: Эти клетки обычно имеют диаметр от 0,2 до 2 мкм.

Эукариотическая клетка: Эти клетки обычно имеют диаметр от 10 до 100 мкм.

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки не имеют настоящего ядра, ядерных мембран или ядрышек.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки состоят из настоящего ядра с ядерными мембранами и ядрышками.

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки состоят из одной кольцевой молекулы ДНК в нуклеоиде. У них нет гистонов или экзонов.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки состоят из множества линейных хромосом в ядре. Они содержат гистоны и экзоны.

Мембранные органеллы

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки не имеют мембраносвязанных органелл.

Эукариотическая клетка: Присутствуют мембраносвязанные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласт, ER и везикулы.

Жгутики

Прокариотическая клетка: Жгутики состоят из двух белков.

Эукариотическая клетка: Некоторые клетки без клеточной стенки содержат жгутики.

гликокаликсом

Прокариотическая клетка: Гликокаликс действует как капсула.

Эукариотическая клетка: Некоторые эукариотические клетки, у которых нет клеточных стенок, обладают гликокаликсом.

Клеточная стена

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки в основном состоят из пептидогликанов. Они химически сложны.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки состоят из целлюлозы, хитина и пектина. Прокариотические клетки химически просты.

Плазматическая мембрана

Прокариотическая клетка: Углеводы и стеролы не обнаружены в плазматической мембране.

Эукариотическая клетка: Углеводы и стерины служат рецепторами на плазматической мембране.

цитоплазма

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки представляют собой примитивный цитоскелет без цитоплазматического течения.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки имеют сложный цитоскелет с цитоплазматическим течением.

Рибосомы

Прокариотическая клетка: Прокариотические клетки небольшого размера, 70S.

Эукариотическая клетка: Эукариотические клетки крупные по размеру, 80S. Рибосомы 70S присутствуют в органеллах, таких как митохондрии и хлоропласты.

Клеточный отдел

Прокариотическая клетка: Деление клетки происходит через бинарное деление.

Эукариотическая клетка: Деление клеток происходит через митоз.

Половое размножение

Прокариотическая клетка: Никакого полового размножения, горизонтального переноса генов и рекомбинации не наблюдается.

Эукариотическая клетка: Половое размножение происходит через мейоз.

Примеры

Прокариотическая клетка: Бактерии и археи - примеры

Эукариотическая клетка: Протисты, грибы, растения и животные являются примерами.

Заключение

Прокариотические клетки транспортируют свои метаболиты через цитоплазму, но эукариотические клетки состоят из разных видов везикул для транспорта разных метаболитов. Синтез белка в эукариотических клетках происходит в рибосомах 80S, прикрепленных к ER. Синтезированные полинуклеотидные цепи входят в ER. Свертывание белка и транспортировка в различные части клетки поддерживаются ER. Следовательно, ключевое различие между прокариотическими и эукариотическими клетками связано с наличием или отсутствием ядра и мембраносвязанных органелл.

Читайте также: