Back to chapter

4.4:

Прокариоты

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Prokaryotic Cells

Languages

Share

Археи и бактерии являются прокариотами, меленькими одноклеточными организмами. Все прокариотические клетки окружены выборочно проницаемой плазменной мембраной, которая может быть покрыта пептидогликановой стенкой, полимерами аминокислот и сахаров, для дополнительной защиты. В основном, для поддержания осмотического давления и общей формы.За пределами этой оболочки находится ещё один уровень защиты. Гидрофильная капсула, полисахаридная граница, которая способствует адгезии. Внутри несколько компонентов просто подвешены в вязкой цитоплазме, включая генетический материал.Вместо ядра, ДНК расположены как одна двойная цепь, в виде кластера в центральной части, которая называется нуклеоид, где она может взаимодействовать со свободно плавающими белками. Небольшие, круглые частицы, плазмиды, физически отделены от этой хромосомной ДНК и могут независимо реплицироваться, давая преимущество выживания, как устойчивость к антибиотикам. Помимо этих универсальных, структурных сходств разные виды содержат уникальные белковые и липид-связанные органеллы.Например, цианобактерии обладают микроотделениями, как фиксирующие углерод карбоксисомы и фотосинтетические тилакоиды для поглощения света при очень низкой интенсивности, в то время как магнетотактические бактерии имеют магнитосомы, которые направляют их движение вдоль линий магнитного поля. Другие режимы включают образование спор и инклюзов для хранения излишних питательных веществ. Несмотря на свою репутацию простых организмов с низкой степенью клеточной компартментализации, прокариотические клетки эволюционировали, чтобы выживать в сложных условиях.

4.4:

Прокариоты

Прокариоты – это небольшие одноклеточные организмы в доменах Архея и Бактерии. Бактерии включают в себя многие распространенные организмы, такие как сальмонеллы и кишечной палочки, в то время как археи включают экстремофилов, которые живут в суровых условиях, таких как вулканические источники.

Как и эукариотические клетки, все прокариотические клетки окружены плазменной мембраной и имеют ДНК, которая содержит генетические инструкции, цитоплазму, которая заполняет внутреннюю часть клетки, и рибосомы, которые синтезируют белки. Однако, в отличие от эукариотических клеток, прокариоты не имеют ядра или других мембранных внутриклеточных органелл. Их клеточные компоненты, как правило, свободно плавают в цитоплазме, хотя их ДНК, обычно состоящая из одной круговой хромосомы, сгруппирована в области, называемой нуклеоидом.

Внутри цитоплазмы, многие прокариоты имеют небольшие круглые кусочки ДНК, называемые плазмидами. Они отличаются от хромосомной ДНК в нуклеоиде и, как правило, имеют всего несколько генов, таких как гены устойчивости к антибиотикам. Плазмиды самовоспроизводятся и могут передаваться между прокариотами.

Большинство прокариот имеют клеточные стенки из пептидогликана, который лежит за пределами их плазменной мембраны, которая физически защищает клетку и помогает ей поддерживать осмотическое давление в различных средах. Многие прокариоты также имеют липкий слой, который покрывает их клеточные стенки, что позволяет организмам придерживаться субстрата или друг друга, обеспечивая дополнительную защиту.

В то время как прокариоты не имеют мембранных органелл, некоторые из них имеют складки плазменной мембраны, которые выполняют специализированные функции, такие как фотосинтез в цианобактериях. Поэтому, хотя прокариоты просты по сравнению с эукариотами, они имеют некоторые уникальные структуры, которые помогают им выполнять сложные функции и позволяют им существовать в самых разных средах.

Suggested Reading

Oikonomou, Catherine M., and Grant J. Jensen. “A New View into Prokaryotic Cell Biology from Electron Cryotomography.” Nature Reviews. Microbiology 14, no. 4 (April 2016): 205–20. [Source]

Murat, Dorothee, Meghan Byrne, and Arash Komeili. “Cell Biology of Prokaryotic Organelles.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 10 (October 2010). [Source]