Maqolamizda prokaryotlar va eukariotlarning tuzilishini ko'rib chiqamiz. Bu organizmlar tashkiliy darajasida sezilarli darajada farqlanadi. Buning sababi esa genetik ma'lumotlarning tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari.
Prokaryotik hujayralar tuzilishining xususiyatlari
Prokariotlar barcha tirik organizmlar boʻlib, ularning hujayralarida yadro boʻlmaydi. Tirik tabiatning beshta zamonaviy qirolligi vakillaridan faqat bittasi - Bakteriyalarga tegishli. Biz ko‘rib chiqayotgan prokaryotlar qatoriga ko‘k-yashil suv o‘tlari va arxeya ham kiradi.
Hujayralarida hosil boʻlgan yadro yoʻqligiga qaramay, ularda genetik material mavjud. Bu irsiy ma'lumotni saqlash va uzatish imkonini beradi, lekin ko'payish usullarining xilma-xilligini cheklaydi. Barcha prokariotlar o'z hujayralarini ikkiga bo'lish orqali ko'payadilar. Ular mitoz va meyozga qodir emas.
Prokaryotlar va eukariotlarning tuzilishi
Prokariotlar va eukariotlarning tuzilish xususiyatlari ularni bir-biridan ajratib turadi. Genetik materialning tuzilishiga qo'shimcha ravishda, bu ko'plab organellalarga ham tegishli. O'simliklar, zamburug'lar va hayvonlarni o'z ichiga olgan eukariotlar sitoplazmada mavjudmitoxondriyalar, Golji kompleksi, endoplazmatik retikulum, ko'plab plastidlar. Prokaryotlarda ular yo'q. Ikkalasida ham mavjud bo'lgan hujayra devori kimyoviy tarkibi bilan farq qiladi. Bakteriyalarda u murakkab uglevodlar pektin yoki murein, o'simliklarda esa tsellyuloza, zamburug'larda esa xitindan iborat.
Kashfiyot tarixi
Prokariotlarning tuzilishi va hayotining xususiyatlari olimlarga faqat 17-asrda ma'lum bo'lgan. Va bu, bu mavjudotlar sayyorada yaratilganidan beri mavjud bo'lganiga qaramay. 1676 yilda ular birinchi marta optik mikroskop orqali uning yaratuvchisi Entoni van Levenguk tomonidan tekshirilgan. Barcha mikroskopik organizmlar kabi olim ularni ham “hayvon” deb atagan. "Bakteriyalar" atamasi faqat 19-asrning boshlarida paydo bo'lgan. Buni mashhur nemis tabiatshunosi Kristian Erenberg taklif qilgan. "Prokaryotlar" tushunchasi keyinchalik, elektron mikroskop yaratilish davrida paydo bo'lgan. Va dastlab olimlar turli xil mavjudotlar hujayralarining genetik apparati tuzilishidagi farqlar haqiqatini aniqladilar. E. Chatton 1937 yilda organizmlarni shu xususiyatiga ko'ra ikki guruhga: pro- va eukariotlarga birlashtirishni taklif qildi. Ushbu bo'linish hozirgi kungacha mavjud. 20-asrning ikkinchi yarmida prokariotlarning oʻzlari orasida farqlanish aniqlandi: arxeya va bakteriyalar.
Yuzat apparatining xususiyatlari
Prokariotlarning sirt apparati membrana va hujayra devoridan iborat. Ushbu qismlarning har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega. Ularning membranasi ikki qavatli lipidlar va oqsillardan hosil bo'ladi. prokaryotlar,tuzilishi ancha ibtidoiy bo'lib, ular hujayra devorining ikki xil tuzilishiga ega. Shunday qilib, gramm-musbat bakteriyalarda u asosan peptidoglikandan iborat bo'lib, qalinligi 80 nm gacha bo'lgan va membrana bilan mahkam yopishgan. Ushbu tuzilmaning o'ziga xos xususiyati - unda bir qator molekulalar kirib boradigan teshiklarning mavjudligi. Gram-manfiy bakteriyalarning hujayra devori juda nozik - maksimal 3 nm gacha. U membranaga mahkam yopishmaydi. Prokariotlarning ba'zi vakillari tashqi tomondan shilliq kapsulaga ham ega. U organizmlarni qurib ketishdan, mexanik shikastlanishdan himoya qiladi va qo'shimcha osmotik to'siq hosil qiladi.
Prokaryot organellalari
Prokaryotlar va eukariotlar hujayralarining tuzilishi o'ziga xos muhim farqlarga ega, ular birinchi navbatda ma'lum organellalar mavjudligidan iborat. Bu doimiy tuzilmalar butun organizmlarning rivojlanish darajasini belgilaydi. Ularning aksariyati prokariotlarda yo'q. Ushbu hujayralardagi oqsil sintezi ribosomalar tomonidan sodir bo'ladi. Suv prokariotlarida aerosomalar mavjud. Bu suzuvchanlikni ta'minlovchi va organizmlarning suvga cho'mish darajasini tartibga soluvchi gaz bo'shliqlari. Faqat prokariotlarda mezosomalar mavjud. Sitoplazmatik membrananing bu burmalari faqat prokaryotik hujayralarni mikroskopga tayyorlash jarayonida kimyoviy fiksatsiya usullarini qo'llash paytida paydo bo'ladi. Bakteriyalar va arxeylarning harakat organellalari siliya yoki flagelladir. Va substratga biriktirish ichish orqali amalga oshiriladi. Protein tsilindrlari tomonidan hosil qilingan bu tuzilmalar villi va fimbriya deb ham ataladi.
Nukleoid nima
Ammo eng muhim farq bu prokaryotlar va eukariotlar genining tuzilishi. Bu organizmlarning barchasi irsiy ma'lumotlarga ega. Eukariotlarda u hosil bo'lgan yadro ichida joylashgan. Ushbu ikki membranali organella nukleoplazma, konvert va xromatin deb ataladigan o'z matritsasiga ega. Bu erda nafaqat genetik ma'lumotni saqlash, balki RNK molekulalarini sintez qilish ham amalga oshiriladi. Yadrochalarda ular keyinchalik ribosomalarning sub birliklarini - oqsil sintezi uchun mas'ul organellalarni hosil qiladi.
Prokaryotik genlarning tuzilishi soddaroq. Ularning irsiy materiali nukleoid yoki yadro mintaqasi bilan ifodalanadi. Prokariotlardagi DNK xromosomalarga o'ralmagan, lekin aylana shaklida yopiq tuzilishga ega. Nukleoid tarkibida RNK va oqsil molekulalari ham mavjud. Ikkinchisi vazifasi eukaryotik gistonlarga o'xshaydi. Ular DNK duplikatsiyasi, RNK sintezi, kimyoviy tuzilmani tiklash va nuklein kislotalarning parchalanishida ishtirok etadi.
Hayot faoliyatining xususiyatlari
Tuzilishi murakkab bo'lmagan prokariotlar ancha murakkab hayot jarayonlarini amalga oshiradilar. Bu ovqatlanish, nafas olish, o'z turini ko'paytirish, harakat, metabolizm … Va bularning barchasiga faqat bitta mikroskopik hujayra qodir, ularning hajmi 250 mikrongacha! Demak, nisbatan ibtidoiylik haqida gapirish mumkin.
Prokariotlar tuzilishining xususiyatlari ularning fiziologiyasining mexanizmlarini belgilaydi. Masalan, ular energiyani uchta usulda qabul qilishlari mumkin. Birinchisifermentatsiya. Bu ba'zi bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Bu jarayon oksidlanish-qaytarilish reaksiyalariga asoslanadi, bunda ATP molekulalari sintezlanadi. Bu kimyoviy birikma bo'lib, uning bo'linishi paytida energiya bir necha bosqichda chiqariladi. Shuning uchun uni "hujayra batareyasi" deb bejiz aytishmaydi. Keyingi usul nafas olishdir. Bu jarayonning mohiyati organik moddalarning oksidlanishidir. Ba'zi prokaryotlar fotosintezga qodir. Masalan, ko'k-yashil suvo'tlar va binafsha rangli bakteriyalar, ularning hujayralarida plastidlar mavjud. Ammo arxeylar xlorofillsiz fotosintez qilishga qodir. Ushbu jarayon davomida karbonat angidrid o'zgarmasdir, lekin to'g'ridan-to'g'ri ATP molekulalari hosil bo'ladi. Demak, aslida bu haqiqiy fotofosforillanish.
Ovqat turi
Bakteriyalar va arxeyalar prokariotlar bo'lib, ularning tuzilishi turli xil oziqlanish usullarini amalga oshirish imkonini beradi. Ulardan ba'zilari avtotroflardir. Bu organizmlar fotosintez jarayonida organik moddalarni o'zlari sintez qiladi. Bunday prokariotlarning hujayralarida xlorofill mavjud. Ba'zi bakteriyalar ma'lum organik birikmalarni parchalash orqali energiya oladi. Ularning oziqlanish turi kimyotrofik deb ataladi. Bu guruh vakillari temir va oltingugurt bakteriyalaridir. Boshqalar faqat tayyor aralashmalarni o'zlashtiradi. Ular geterotroflar deb ataladi. Ularning aksariyati parazit hayot tarzini olib boradi va faqat boshqa mavjudotlarning hujayralari ichida yashaydi. Bu guruhning navlari ham saprotroflardir. Ular chiqindi mahsulotlar bilan oziqlanadi yokichirigan organik moddalar. Ko'rib turganingizdek, prokaryotlarning oziqlanish usuli juda xilma-xildir. Bu fakt ularning barcha yashash joylarida keng tarqalishiga yordam berdi.
Reproduksiya shakllari
Tuzilishi bitta hujayradan iborat boʻlgan prokariotlar uni ikki qismga boʻlish yoki kurtak hosil qilish yoʻli bilan koʻpayadi. Bu xususiyat ularning genetik apparati tuzilishi bilan ham bog'liq. Ikkilik bo'linish jarayonidan oldin duplikatsiya yoki DNK replikatsiyasi sodir bo'ladi. Bunday holda, nuklein kislota molekulasi birinchi navbatda ochiladi, shundan so'ng har bir ip bir-birini to'ldirish printsipiga muvofiq takrorlanadi. Buning natijasida hosil bo'lgan xromosomalar qutblarga qarab ajralib chiqadi. Hujayralar kattalashib boradi, ular o'rtasida siqilish hosil bo'ladi va keyin ularning yakuniy izolyatsiyasi sodir bo'ladi. Ba'zi bakteriyalar jinssiz ko'payadigan hujayralar - spora hosil qilish qobiliyatiga ega.
Bakteriyalar va arxeya: farqlovchi xususiyatlar
Uzoq vaqt davomida arxeya bakteriyalar bilan birga Drobyanka qirolligining vakillari edi. Darhaqiqat, ular juda ko'p o'xshash strukturaviy xususiyatlarga ega. Bu, birinchi navbatda, ularning hujayralarining hajmi va shakli. Biroq, biokimyoviy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ular eukariotlar bilan bir qator o'xshashliklarga ega. Bu fermentlarning tabiati, ularning ta'siri ostida RNK va oqsil molekulalarining sintez jarayonlari sodir bo'ladi.
Boqish usuliga koʻra, ularning koʻpchiligi kimyotroflardir. Bundan tashqari, arxeya tomonidan energiya olish jarayonida parchalanadigan moddalar yanada xilma-xildir. Bu ham murakkab uglevodlar vaammiak va metall birikmalari. Arxeylar orasida avtotroflar ham bor. Ko'pincha ular simbiotik munosabatlarga kirishadilar. Arxeylar orasida parazitlar yo'q. Ko'pincha tabiatda kommensallar va mutualistlar uchraydi. Birinchi holda, archaea uy egasining tanasining moddalari bilan oziqlanadi, lekin unga zarar etkazmaydi. Ushbu turdagi simbiozdan farqli o'laroq, o'zaro munosabatlarda ikkala organizm ham foyda keltiradi. Ulardan ba'zilari metagenlardir. Bunday arxeya odamlar va kavsh qaytaruvchi sutemizuvchilarning ovqat hazm qilish tizimida yashaydi, bu esa ichaklarda ortiqcha gaz hosil bo'lishiga olib keladi. Bu organizmlar ikkilik boʻlinish, tomurcuklanma yoki parchalanish yoʻli bilan koʻpayadi.
Arxeya deyarli barcha yashash joylarini egallagan. Ular, ayniqsa, plankton tarkibida xilma-xildir. Dastlab, barcha arxeyalar ekstremofillar deb tasniflangan, chunki ular issiq buloqlarda, sho'rligi yuqori suv havzalarida va sezilarli bosimli chuqurliklarda yashashga qodir.
Prokariotlarning tabiat va inson hayotidagi ahamiyati
Prokariotlarning tabiatdagi roli katta. Birinchidan, ular sayyorada paydo bo'lgan birinchi tirik organizmlardir. Olimlar bakteriyalar va arxeyalarning taxminan 3,5 milliard yil oldin paydo bo'lganligini aniqladilar. Simbiogenez nazariyasi ba'zi eukaryotik hujayra organellalari ham ulardan kelib chiqqanligini ko'rsatadi. Xususan, gap plastidlar va mitoxondriyalar haqida ketmoqda.
Ko'pgina prokariotlar biotexnologiyada dorilar, antibiotiklar, fermentlar, gormonlar, o'g'itlar, gerbitsidlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Inson uzoq vaqtdan beri foydali xususiyatlardan foydalanganpishloq, kefir, yogurt, fermentlangan mahsulotlar ishlab chiqarish uchun sut kislotasi bakteriyalari. Bu organizmlar yordamida suv havzalari va tuproqlarni tozalash, turli metallar rudalarini boyitish amalga oshiriladi. Bakteriyalar odamlar va ko'plab hayvonlarning ichak mikroflorasini hosil qiladi. Arxeya bilan birga ular ko'plab moddalarni aylanib chiqadi: azot, temir, oltingugurt, vodorod.
Boshqa tomondan, ko'plab bakteriyalar xavfli kasalliklarning qo'zg'atuvchisi bo'lib, ko'plab o'simlik va hayvon turlarining populyatsiyasini tartibga soladi. Bularga vabo, sifilis, vabo, kuydirgi, difteriya kiradi.
Demak, prokariotlar hujayralarida hosil boʻlgan yadrodan xoli boʻlgan organizmlar deyiladi. Ularning genetik materiali dumaloq DNK molekulasidan tashkil topgan nukleoid bilan ifodalanadi. Zamonaviy organizmlardan bakteriyalar va arxeyalar prokariotlarga tegishli.
