Все живые организмы на Земле состоят из клеток. Это может быть и как самостоятельная единица жизни, и как составляющая более сложных по своей организации организмов. Многое из того, что имеют клетки высших организмов, клетки бактерий (прокариотов) не имеют.
Основное отличие ─ отсутствие оформленного ядра
Основное отличие клеток бактерий от клеток эукариотов (растения, животные и грибы) состоит в том, что они не имеют четко оформленного ядра. Вся генетическая информация у бактерий находится в особом белковом комплексе, называемом нуклеоидом. Несмотря на примитивное строение, нуклеоид способен точно и четко передавать генетические данные от одного поколения к другому. ДНК микроорганизмов является высокополимерным соединением, которое состоит из определенного числа нуклеоидов, находящихся между собой в точной последовательности. При нарушениях этой последовательности происходит мутация вида, что приводит либо к образованию новой формы, либо к приобретению или утрате каких-либо свойств.
Бактериальные клетки, несмотря на свою простоту, имеют ряд отличий от клеток более сложных организмов. Врачи отмечают, что одной из ключевых особенностей бактериальных клеток является отсутствие ядра. Вместо этого их генетический материал представлен в виде кольцевой молекулы ДНК, свободно плавающей в цитоплазме. Кроме того, в бактериальных клетках отсутствуют мембранные органеллы, такие как митохондрии и эндоплазматический ретикулум, которые играют важную роль в метаболизме и синтезе белков у эукариот. Врачи подчеркивают, что это упрощение структуры позволяет бактериям быстро размножаться и адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Однако отсутствие сложных клеточных структур также ограничивает их функциональные возможности по сравнению с более высокоорганизованными клетками.
Особенности в передаче наследственной информации
У животных и растений для каждого вида есть четко оформленное ядро и определенное количество хромосом, которые отвечают за передачу наследственной информации. Бактерии же, не имея четко оформленного ядра и имея только одну хромосому, лишены признаков такого явления, как доминантность. Хромосома имеет вид свернутой в кольцо спирали и прикреплена к мембране цитоплазмы в одной точке. Встречаются виды с наличием 2 или 4 хромосом, но они одинаковы. Помимо хромосом, генотип микроорганизмов включает в себя и такие функциональные единицы:
- плазмиды (содержат малое количество генов, их состав непостоянен);
- IS-последовательности не несут в себе генов, ответственных за информацию, способны передвигаться по хромосоме и вклиниваться в любой ее участок;
- транспозоны (содержат структурный ген, который отвечает за тот или иной наследственный признак).
Высокая скорость размножения (за сутки происходит смена десятков поколений) позволяет изучать и выявлять мутационные процессы и изменения в видах.
Бактерии не имеют производной хромосом ─ ядрышек, которые есть у животных, растений, простейших и грибов. В них образуются рибосомы и РНК. Число ядрышек зависит от баланса генов.
Каких органоидов нет у микроорганизмов
В отличие от клеток животных, растений и грибов клетки бактерий (прокариотов) не имеют следующих органелл:
- лизосомы;
- пластиды;
- митохондрии;
- комплекс Гольджи;
- эндоплазматическая сеть.
Бактериальные клетки, несмотря на свою простоту, вызывают множество вопросов и обсуждений. Одним из основных аспектов, о которых говорят люди, является отсутствие у них ядра. Это делает их прокариотами, отличающимися от эукариот, у которых есть четко оформленное ядро. Кроме того, бактериальные клетки не имеют мембранных органелл, таких как митохондрии или хлоропласты, что ограничивает их метаболические процессы. Вместо этого они используют плазматическую мембрану для выполнения функций, связанных с энергетическим обменом.
Также стоит отметить, что бактериальные клетки не обладают сложной системой цитоскелета, что придает им гибкость и позволяет адаптироваться к различным условиям. Люди часто обсуждают, как эти особенности влияют на их выживаемость и способность к размножению. Например, отсутствие клеточного ядра позволяет бактериям быстро делиться и адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Интересно, что именно эти характеристики делают бактерии одними из самых успешных организмов на планете, способных выживать в самых экстремальных условиях.
Лизосомы
Клеточный органоид, который содержит ферменты, способствующие расщеплению белков, полисахаридов и нуклеиновых кислот. Основная их функция заключается в том, что они участвуют во внутриклеточном расщеплении.
Пластиды
Этих органоидов нет у животных, а их наличие у растений обуславливает их окраску. Основное их предназначение – участие в процессах фотосинтеза.
Митохондрии
Наличие этих органоидов в клетках растений и животных позволяет обеспечивать необходимой энергией за счет окислительно-восстановительных процессов. Также они способны передавать генетическую информацию.
Комплекс Гольджи
Функция этих органоидов заключается в накоплении, изменении и последующем выведении веществ из клеток растений и животных.
Эндоплазматическая сеть
Является клеточным органоидом, состоящим из системы канальцев и пузырьков. Находится в цитоплазме и ограничена мембраной. Она участвует в метаболических процессах, обеспечивая транспортировку веществ извне в цитоплазму.
У микроорганизмов многие функции этих органоидов выполняет мезосома. Эта структура образуется в результате втягивания внутрь клеточной мембраны. Она участвует в репликации ДНК, в создании клеточных перегородок и в ряде других процессов жизнедеятельности.
Отличия в жизнедеятельности клеток прокариотов и эукариотов
Клетки микроорганизмов отличаются от клеток животных, растений и грибов не только по своему строению, они имеют свои особенности в жизнедеятельности.
Движение цитоплазмы
Этот процесс называется циклозом. Он присущ всем эукариотам. Движение цитоплазмы необходимо для таких процессов, как:
- получение питательных веществ;
- метаболизм;
- передача генетических данных;
- равномерное распределение питательных веществ.
Циклоз может быть постоянным, спонтанным либо спровоцированным внешними факторами (температурой, уровнем освещения, механическим или химическим воздействием). У бактерий такое понятие, как движение цитоплазмы, полностью отсутствует.
Дыхание
Бактерии – уникальные микроорганизмы, способные существовать как при наличии кислорода, так и без него. Многим из них, так же как растениям и животным, для метаболических процессов необходим кислород. Разница в том, что у эукариотов дыхание происходит в митохондриях, а у бактерий задействованы мезосомы. У цианобактерий дыхание происходит в цитоплазматических мембранах.
Процесс фотосинтеза
Сине-зеленые микроорганизмы способны, так же как и растения, аккумулировать солнечную энергию и вырабатывать кислород, необходимый для жизни других организмов. Разница в том, что у бактерий процесс фотосинтеза происходит на мембранах, а у растений в хлоропластах.
Фагоцитоз и пиноцитоз
У бактерий нет плотной клеточной стенки, поэтому такие физиологические процессы, как фагоцитоз и пиноцитоз, у них полностью отсутствуют. Фагоцитоз – это способность захватывать твердые частицы путем втягивания их внутрь. Пиноцитоз является схожим процессом, только внутрь клетки попадают жидкие вещества.
Спорообразование
Растения и грибы способны образовывать споры как один из способов размножения. Бактерии же образуют споры, когда возникают неблагоприятные условия для их жизни и развития. Эта особенность свойственна не всем видам. В состоянии спор микроорганизмы способны находиться долгое время, выдерживая кипячение, заморозку и другие негативные воздействия.
Размножение
Способ размножения бактерий достаточно прост: деление клетки надвое. Взрослая клетка делится на две молодые, которые растут, питаются и, достигая зрелости, в свою очередь также делятся. При благоприятных условиях одна бактериальная клетка способна за сутки произвести 72 поколения.
Клетки эукариотов, имея более сложную организацию, способны размножаться тремя способами:
- митоз;
- мейоз;
- амитоз.
Простота строения клетки бактерий позволила им быть первооткрывателями на нашей планете. Их способность существовать в любых условиях и в любых средах указывает на то, что они способны выжить там, где для других организмов жизнь будет невозможна.
Вопрос-ответ
Чего не содержит бактериальная клетка?
Бактериальная клетка — одноклеточная прокариотическая клетка. Она не содержит ядра и мембранных органелл. Эукариотические клетки, такие как клетки растений и животных, имеют ядро и мембранные органеллы.
Чего не содержит клетка бактерий?
Клетки прокариот не имеют оформленного ядра и многих органелл, присущих клеткам эукариот. Прокариоты возникли на Земле несколько миллиардов лет назад и представлены исключительно одноклеточными организмами.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные отличия между прокариотами и эукариотами. Понимание того, что бактериальные клетки не имеют ядра и мембранных органелл, поможет вам лучше осознать их простую структуру и функции.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на роль клеточной стенки в бактериальных клетках. Узнайте, как отсутствие таких структур, как клеточный центр и митохондрии, влияет на метаболизм и жизнедеятельность бактерий.
СОВЕТ №3
Исследуйте, как отсутствие сложных органелл у бактерий позволяет им быстро размножаться и адаптироваться к различным условиям. Это знание поможет вам понять, почему бактерии так успешно колонизируют различные среды.
СОВЕТ №4
Не забывайте о важности изучения бактерий в контексте медицины и экологии. Понимание того, чего не хватает бактериальным клеткам, может помочь в разработке новых антибиотиков и методов борьбы с инфекциями.
