Makalemizde prokaryotların ve ökaryotların yapısını ele alacağız. Bu organizmalar, organizasyon düzeyinde önemli ölçüde farklılık gösterir. Bunun nedeni ise genetik bilginin yapısının özellikleridir.
Prokaryotik hücrelerin yapısının özellikleri
Prokaryotlar, hücreleri çekirdek içermeyen tüm canlı organizmalardır. Beş modern canlı doğa krallığının temsilcilerinden sadece biri onlara aittir - Bakteriler. Düşündüğümüz prokaryotlar arasında mavi-yeşil algler ve arkeler de var.
Hücrelerinde oluşturulmuş bir çekirdek olmamasına rağmen genetik materyal içerirler. Bu, kalıtsal bilgileri saklamanıza ve iletmenize izin verir, ancak çoğ altma yöntemlerinin çeşitliliğini sınırlar. Tüm prokaryotlar hücrelerini ikiye bölerek çoğalırlar. Mitoz ve mayoz bölünme yapamazlar.
Prokaryotların ve ökaryotların yapısı
Prokaryotları ve ökaryotları birbirinden ayıran yapısal özellikleri oldukça önemlidir. Bu, genetik materyalin yapısına ek olarak birçok organel için de geçerlidir. Bitkileri, mantarları ve hayvanları içeren ökaryotlar sitoplazmada bulunurmitokondri, Golgi kompleksi, endoplazmik retikulum, birçok plastid. Prokaryotlarda bunlara sahip değildir. Her ikisinin de sahip olduğu hücre duvarı kimyasal bileşimde farklılık gösterir. Bakterilerde kompleks karbonhidratlar pektin veya mureinden oluşurken bitkilerde selüloza ve mantarlarda kitin'e dayanır.
Keşif geçmişi
Prokaryotların yapısının ve yaşamının özellikleri bilim adamları tarafından ancak 17. yüzyılda biliniyordu. Ve bu, bu yaratıkların başlangıcından beri gezegende var olmalarına rağmen. 1676'da, ilk olarak yaratıcısı Anthony van Leeuwenhoek tarafından optik bir mikroskopla incelendiler. Tüm mikroskobik organizmalar gibi, bilim adamı onları "hayvanlar" olarak adlandırdı. "Bakteri" terimi sadece 19. yüzyılın başında ortaya çıktı. Ünlü Alman doğa bilimci Christian Ehrenberg tarafından önerildi. "Prokaryotlar" kavramı daha sonra elektron mikroskobunun yaratıldığı dönemde ortaya çıktı. Ve ilk başta, bilim adamları, farklı canlıların hücrelerinin genetik aparatının yapısındaki farklılıklar gerçeğini belirlediler. E. Chatton 1937'de organizmaları bu özelliğe göre iki grupta birleştirmeyi önerdi: pro- ve ökaryotlar. Bu bölünme bu güne kadar var. 20. yüzyılın ikinci yarısında prokaryotlar arasında bir ayrım keşfedildi: arke ve bakteri.
Yüzey aparatının özellikleri
Prokaryotların yüzey aparatı bir zar ve bir hücre duvarından oluşur. Bu parçaların her birinin kendine has özellikleri vardır. Zarları çift katmanlı lipid ve proteinlerden oluşur. prokaryotlar,yapısı oldukça ilkel olan iki tip hücre duvarı yapısına sahiptirler. Bu nedenle gram pozitif bakterilerde esas olarak peptidoglikandan oluşur, 80 nm'ye kadar kalınlığa sahiptir ve zara sıkıca bitişiktir. Bu yapının karakteristik bir özelliği, içinde bir dizi molekülün nüfuz ettiği gözeneklerin varlığıdır. Gram negatif bakterilerin hücre duvarı çok incedir - maksimum 3 nm'ye kadar. Membrana sıkı bir şekilde yapışmaz. Prokaryotların bazı temsilcilerinin de dışarıda bir mukoza kapsülü vardır. Organizmaları kurumaya, mekanik hasara karşı korur ve ek bir ozmotik bariyer oluşturur.
Prokaryot organelleri
Prokaryotların ve ökaryotların hücresinin yapısı, öncelikle belirli organellerin varlığından oluşan kendi önemli farklılıklarına sahiptir. Bu kalıcı yapılar, bir bütün olarak organizmaların gelişim düzeyini belirler. Çoğu prokaryotlarda yoktur. Bu hücrelerde protein sentezi ribozomlar tarafından gerçekleşir. Sudaki prokaryotlar aerozomlar içerir. Bunlar, kaldırma kuvveti sağlayan ve organizmaların daldırma derecesini düzenleyen gaz boşluklarıdır. Sadece prokaryotlar mezozom içerir. Sitoplazmik zarın bu kıvrımları, yalnızca prokaryotik hücrelerin mikroskopi için hazırlanması sırasında kimyasal sabitleme yöntemlerinin kullanımı sırasında meydana gelir. Bakteri ve arkelerin hareket organelleri kirpikler veya kamçılardır. Ve alt tabakaya tutturma, içilerek gerçekleştirilir. Protein silindirlerinin oluşturduğu bu yapılara villus ve fimbria da denir.
Nükleoid nedir
Fakat en önemli fark prokaryot ve ökaryot genlerinin yapısıdır. Bütün bu organizmalar kalıtsal bilgilere sahiptir. Ökaryotlarda, oluşan çekirdeğin içinde bulunur. Bu iki zarlı organel, nükleoplazma, zarf ve kromatin adı verilen kendi matrisine sahiptir. Burada sadece genetik bilginin depolanması değil, aynı zamanda RNA moleküllerinin sentezi de gerçekleştirilir. Nükleollerde daha sonra ribozomların alt birimlerini oluştururlar - protein sentezinden sorumlu organeller.
Prokaryotik genlerin yapısı daha basittir. Kalıtsal materyalleri nükleoid veya nükleer bölge ile temsil edilir. Prokaryotlarda DNA, kromozomlara paketlenmez, dairesel kapalı bir yapıya sahiptir. Nükleoid ayrıca RNA ve protein molekülleri içerir. İkincisi, işlev olarak ökaryotik histonlara benzer. DNA duplikasyonu, RNA sentezi, kimyasal yapı onarımı ve nükleik asit kırılmalarında görev alırlar.
Yaşam etkinliğinin özellikleri
Yapıları karmaşık olmayan prokaryotlar oldukça karmaşık yaşam süreçleri gerçekleştirirler. Bu beslenme, solunum, kendi türlerinin üremesi, hareket, metabolizma … Ve tüm bunları 250 mikrona kadar değişen yalnızca bir mikroskobik hücre yapabilir! Yani göreli olarak ancak ilkellikten bahsedilebilir.
Prokaryotların yapısının özellikleri, fizyolojilerinin mekanizmalarını belirler. Örneğin, üç şekilde enerji alabilirler. İlk olarakfermantasyon. Bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Bu süreç, ATP moleküllerinin sentezlendiği redoks reaksiyonlarına dayanır. Bu, bölünmesi sırasında enerjinin birkaç aşamada serbest bırakıldığı kimyasal bir bileşiktir. Bu nedenle, "hücre pili" olarak adlandırılan boşuna değildir. Bir sonraki yol nefes almaktır. Bu işlemin özü, organik maddelerin oksidasyonudur. Bazı prokaryotlar fotosentez yapabilir. Örnekler, hücrelerinde plastidler içeren mavi-yeşil algler ve mor bakterilerdir. Ancak arkeler klorofil içermeyen fotosentez yapabilirler. Bu işlem sırasında karbondioksit sabitlenmez, doğrudan ATP molekülleri oluşur. Yani özünde, bu gerçek fotofosforilasyondur.
Yemek türü
Bakteriler ve arkeler, yapıları farklı beslenme biçimleri gerçekleştirmelerine izin veren prokaryotlardır. Bazıları ototroftur. Bu organizmalar, fotosentez sırasında organik maddeleri kendileri sentezler. Bu tür prokaryotların hücreleri klorofil içerir. Bazı bakteriler, belirli organik bileşikleri parçalayarak enerji elde eder. Beslenme türlerine kemotropik denir. Bu grubun temsilcileri demir ve kükürt bakterileridir. Diğerleri sadece hazır bileşikleri emer. Bunlara heterotrof denir. Çoğu asalak bir yaşam tarzı sürüyor ve sadece diğer canlıların hücrelerinin içinde yaşıyor. Bu grubun çeşitli türleri de saprotroftur. Atık ürünlerle beslenirler veyaçürüyen organik madde. Gördüğünüz gibi, prokaryotların beslenme şekli oldukça çeşitlidir. Bu gerçek, tüm habitatlarda geniş dağılımlarına katkıda bulunmuştur.
Üreme formları
Yapısı bir hücre ile temsil edilen prokaryotlar, onu ikiye bölerek veya tomurcuklanarak çoğalırlar. Bu özellik aynı zamanda genetik aparatlarının yapısından kaynaklanmaktadır. İkili fisyon sürecinden önce çoğ altma veya DNA replikasyonu gelir. Bu durumda, nükleik asit molekülü önce çözülür, ardından her bir iplik, tamamlayıcılık ilkesine göre kopyalanır. Bunun sonucunda oluşan kromozomlar kutuplara doğru uzaklaşır. Hücrelerin boyutu artar, aralarında bir daralma oluşur ve ardından nihai izolasyonları gerçekleşir. Bazı bakteriler ayrıca aseksüel olarak üreyen hücreler - sporlar oluşturma yeteneğine de sahiptir.
Bakteriler ve arkeler: ayırt edici özellikler
Uzun bir süre arkeler, bakterilerle birlikte Drobyanka Krallığı'nın temsilcileriydi. Gerçekten de, benzer birçok yapısal özelliklere sahiptirler. Bu öncelikle hücrelerinin boyutu ve şeklidir. Bununla birlikte, biyokimyasal çalışmalar ökaryotlarla bir takım benzerlikleri olduğunu göstermiştir. Bu, etkisi altında RNA ve protein moleküllerinin sentez süreçlerinin meydana geldiği enzimlerin doğasıdır.
Beslenme şekline göre çoğu kemotroftur. Ayrıca arkelerin enerji elde etme sürecinde parçalanan maddeler daha çeşitlidir. Bunlar hem karmaşık karbonhidratlardır hem deamonyak ve metal bileşikleri. Arkeler arasında ototroflar da vardır. Çoğu zaman simbiyotik bir ilişkiye girerler. Arkeler arasında parazit yoktur. Çoğu zaman doğada, ortaklar ve karşılıklılar bulunur. İlk durumda, arke, konağın vücudundaki maddelerle beslenir, ancak ona zarar vermez. Bu tür simbiyozun aksine, karşılıklı bir ilişkide her iki organizma da yarar sağlar. Bazıları metagenlerdir. Bu tür arkeler, insanların ve geviş getiren memelilerin sindirim sisteminde yaşar ve bağırsaklarda aşırı gaz oluşumuna neden olur. Bu organizmalar ikili bölünme, tomurcuklanma veya parçalanma yoluyla çoğalırlar.
Arkea neredeyse tüm habitatlarda ustalaşmıştır. Özellikle plankton bileşiminde çeşitlilik gösterirler. Başlangıçta, tüm arkeler, kaplıcalarda, yüksek tuzluluğa sahip su kütlelerinde ve önemli basınç altındaki derinliklerde yaşayabildikleri için ekstremofiller olarak sınıflandırıldı.
Prokaryotların doğada ve insan yaşamındaki önemi
Prokaryotların doğadaki rolü önemlidir. Her şeyden önce, gezegende ortaya çıkan ilk canlı organizmalardır. Bilim adamları, bakteri ve arkelerin yaklaşık 3.5 milyar yıl önce ortaya çıktığını buldular. Simbiyogenez teorisi, bazı ökaryotik hücre organellerinin de onlardan kaynaklandığını öne sürer. Özellikle plastidlerden ve mitokondrilerden bahsediyoruz.
Birçok prokaryot, biyoteknolojide ilaçlar, antibiyotikler, enzimler, hormonlar, gübreler, herbisitler üretmek için kullanılır. Adam uzun zamandır faydalı özellikler kullanmıştır.peynir, kefir, yoğurt, fermente ürünlerin üretimi için laktik asit bakterileri. Bu organizmaların yardımıyla su kütlelerinin ve toprakların arıtılması, çeşitli metallerin cevherlerinin zenginleştirilmesi gerçekleştirilir. Bakteriler, insanların ve birçok hayvanın bağırsak mikroflorasını oluşturur. Arkelerle birlikte birçok maddeyi döngüye sokarlar: nitrojen, demir, kükürt, hidrojen.
Öte yandan, birçok bakteri, birçok bitki ve hayvan türünün popülasyonunu düzenleyerek tehlikeli hastalıklara neden olan ajandır. Bunlara veba, frengi, kolera, şarbon, difteri dahildir.
Yani, prokaryotlara, hücreleri oluşturulmuş bir çekirdekten yoksun olan organizmalar denir. Genetik materyalleri, dairesel bir DNA molekülünden oluşan bir nükleoid ile temsil edilir. Modern organizmalardan bakteriler ve arkeler prokaryotlara aittir.
