Em nosso artigo vamos considerar a estrutura de procariontes e eucariontes. Esses organismos diferem significativamente no nível de organização. E a razão para isso são as peculiaridades da estrutura da informação genética.
Características da estrutura das células procarióticas
Procariotos são todos os organismos vivos cujas células não contêm núcleo. Dos representantes dos cinco reinos modernos da natureza viva, apenas um pertence a eles - Bactérias. Os procariontes que estamos considerando também incluem algas verde-azuladas e archaea.
Apesar da ausência de um núcleo formado em suas células, elas contêm material genético. Isso permite armazenar e transmitir informações hereditárias, mas limita a variedade de métodos de reprodução. Todos os procariontes se reproduzem dividindo suas células em duas. Eles não são capazes de mitose e meiose.
Estrutura de procariontes e eucariontes
As características estruturais de procariontes e eucariontes que os distinguem são bastante significativas. Além da estrutura do material genético, isso também se aplica a muitas organelas. Eucariotos, que incluem plantas, fungos e animais, contêm no citoplasmamitocôndrias, complexo de Golgi, retículo endoplasmático, muitos plastídios. Os procariontes não os possuem. A parede celular, que ambos possuem, difere na composição química. Nas bactérias, é composto por carboidratos complexos pectina ou mureína, enquanto nas plantas é à base de celulose e nos fungos - quitina.
Histórico de descobertas
As características da estrutura e da vida dos procariontes tornaram-se conhecidas pelos cientistas apenas no século XVII. E isso apesar do fato de essas criaturas existirem no planeta desde o seu início. Em 1676, eles foram examinados pela primeira vez através de um microscópio óptico por seu criador Anthony van Leeuwenhoek. Como todos os organismos microscópicos, o cientista os chamou de "animais". O termo "bactéria" apareceu apenas no início do século XIX. Foi proposto pelo famoso naturalista alemão Christian Ehrenberg. O conceito de "procariontes" surgiu mais tarde, na era da criação do microscópio eletrônico. E a princípio, os cientistas estabeleceram o fato de diferenças na estrutura do aparato genético das células de diferentes criaturas. E. Chatton em 1937 propôs combinar organismos em dois grupos de acordo com esta característica: pró e eucariotos. Essa divisão existe até hoje. Na segunda metade do século 20, uma distinção foi descoberta entre os próprios procariontes: archaea e bactérias.
Características do aparelho de superfície
O aparelho de superfície dos procariontes consiste em uma membrana e uma parede celular. Cada uma dessas partes tem suas próprias características. Sua membrana é formada por uma dupla camada de lipídios e proteínas. procariontes,cuja estrutura é bastante primitiva, eles têm dois tipos de estrutura da parede celular. Assim, em bactérias gram-positivas, consiste principalmente de peptidoglicano, tem uma espessura de até 80 nm e está firmemente adjacente à membrana. Uma característica desta estrutura é a presença de poros através dos quais penetram várias moléculas. A parede celular das bactérias gram-negativas é muito fina - até um máximo de 3 nm. Não adere firmemente à membrana. Alguns representantes de procariontes também têm uma cápsula mucosa do lado de fora. Ele protege os organismos contra ressecamento, danos mecânicos e cria uma barreira osmótica adicional.
Organelas de procariontes
A estrutura da célula de procariontes e eucariontes tem suas próprias diferenças significativas, que consistem principalmente na presença de certas organelas. Essas estruturas permanentes determinam o nível de desenvolvimento dos organismos como um todo. A maioria deles está ausente em procariontes. A síntese de proteínas nessas células ocorre pelos ribossomos. Os procariontes aquáticos contêm aerossomas. São cavidades de gás que proporcionam flutuabilidade e regulam o grau de imersão dos organismos. Apenas os procariontes contêm mesossomos. Essas dobras da membrana citoplasmática ocorrem apenas durante o uso de métodos de fixação química durante a preparação de células procarióticas para microscopia. As organelas de movimento de bactérias e archaea são cílios ou flagelos. E a fixação ao substrato é realizada bebendo. Essas estruturas formadas por cilindros de proteínas também são chamadas de vilosidades e fímbrias.
O que é um nucleóide
Mas a diferença mais significativa é a estrutura do gene de procariontes e eucariontes. Todos esses organismos possuem informações hereditárias. Em eucariotos, está localizado dentro do núcleo formado. Esta organela de duas membranas tem sua própria matriz chamada nucleoplasma, envelope e cromatina. Aqui, não é realizado apenas o armazenamento da informação genética, mas também a síntese de moléculas de RNA. Nos nucléolos, formam subunidades de ribossomos - organelas responsáveis pela síntese de proteínas.
A estrutura dos genes procarióticos é mais simples. Seu material hereditário é representado pelo nucleóide ou região nuclear. O DNA em procariontes não é empacotado em cromossomos, mas tem uma estrutura circular fechada. O nucleóide também contém moléculas de RNA e proteínas. Estas últimas são semelhantes em função às histonas eucarióticas. Eles estão envolvidos na duplicação de DNA, síntese de RNA, reparo de estruturas químicas e quebras de ácidos nucléicos.
Características da atividade da vida
Procariotos, cuja estrutura não é complexa, realizam processos vitais bastante complexos. Isso é nutrição, respiração, reprodução de sua própria espécie, movimento, metabolismo … E apenas uma célula microscópica é capaz de tudo isso, cujo tamanho varia de até 250 mícrons! Portanto, só se pode falar sobre primitivismo relativamente.
As características da estrutura dos procariontes determinam os mecanismos de sua fisiologia. Por exemplo, eles são capazes de receber energia de três maneiras. O primeiro éfermentação. É realizado por algumas bactérias. Este processo é baseado em reações redox, durante as quais as moléculas de ATP são sintetizadas. Este é um composto químico, durante a divisão do qual a energia é liberada em várias etapas. Portanto, não é em vão chamado de "bateria de celular". A próxima maneira é respirar. A essência deste processo é a oxidação de substâncias orgânicas. Alguns procariontes são capazes de fotossíntese. Exemplos são algas verde-azuladas e bactérias roxas, que contêm plastídios em suas células. Mas archaea são capazes de fotossíntese livre de clorofila. Durante este processo, o dióxido de carbono não é fixado, mas as moléculas de ATP são formadas diretamente. Então, em essência, isso é fotofosforilação verdadeira.
Tipo de refeição
Bactérias e archaea são procariontes, cuja estrutura lhes permite realizar diferentes formas de alimentação. Alguns deles são autótrofos. Esses próprios organismos sintetizam substâncias orgânicas durante a fotossíntese. As células de tais procariontes contêm clorofila. Algumas bactérias obtêm energia quebrando certos compostos orgânicos. Seu tipo de nutrição é chamado de quimiotrófico. Representantes deste grupo são bactérias de ferro e enxofre. Outros absorvem apenas compostos prontos. São chamados de heterótrofos. A maioria deles leva um modo de vida parasitário e vive apenas dentro das células de outras criaturas. Uma variedade deste grupo também são saprótrofos. Alimentam-se de resíduos oumatéria orgânica em decomposição. Como você pode ver, a forma como os procariontes se alimentam é bastante diversificada. Este fato contribuiu para sua ampla distribuição em todos os habitats.
Formulários de reprodução
Procariotos, cuja estrutura é representada por uma célula, se reproduzem dividindo-a em duas partes ou por brotamento. Essa característica também se deve à estrutura de seu aparato genético. O processo de fissão binária é precedido pela duplicação, ou replicação do DNA. Neste caso, a molécula de ácido nucleico é primeiro desenrolada, após o que cada fita é duplicada de acordo com o princípio da complementaridade. Os cromossomos formados como resultado disso divergem em direção aos pólos. As células aumentam de tamanho, forma-se uma constrição entre elas e então ocorre seu isolamento final. Algumas bactérias também são capazes de formar células de reprodução assexuada - esporos.
Bactérias e archaea: características distintivas
Por muito tempo, archaea, juntamente com bactérias, foram representantes do Reino de Drobyanka. Na verdade, eles têm muitas características estruturais semelhantes. Este é principalmente o tamanho e a forma de suas células. No entanto, estudos bioquímicos mostraram que eles têm várias semelhanças com os eucariotos. Esta é a natureza das enzimas, sob a influência das quais ocorrem os processos de síntese de RNA e moléculas de proteína.
De acordo com a forma de alimentação, a maioria são quimiotróficos. Além disso, as substâncias que são decompostas no processo de obtenção de energia por archaea são mais diversas. Estes são carboidratos complexos eamônia e compostos metálicos. Entre archaea também existem autótrofos. Muitas vezes eles entram em uma relação simbiótica. Não há parasitas entre as archaea. Na maioria das vezes na natureza, são encontrados comensais e mutualistas. No primeiro caso, as archaea se alimentam das substâncias do corpo do hospedeiro, mas não o prejudicam. Ao contrário desse tipo de simbiose, em uma relação mutualista, ambos os organismos se beneficiam. Alguns deles são metagenes. Tais archaea habitam o sistema digestivo de humanos e mamíferos ruminantes, causando a formação excessiva de gases nos intestinos. Esses organismos se reproduzem por fissão binária, brotamento ou fragmentação.
Archaea dominaram quase todos os habitats. Eles são especialmente diversos na composição do plâncton. Inicialmente, todas as arqueias foram classificadas como extremófilas, pois são capazes de viver em fontes termais, corpos d'água com alta salinidade e em profundidades com pressão significativa.
A importância dos procariontes na natureza e na vida humana
O papel dos procariontes na natureza é significativo. Em primeiro lugar, eles são os primeiros organismos vivos que surgiram no planeta. Os cientistas descobriram que as bactérias e arqueias se originaram há cerca de 3,5 bilhões de anos. A teoria da simbiogênese sugere que algumas organelas de células eucarióticas também se originaram delas. Em particular, estamos falando de plastídios e mitocôndrias.
Muitos procariontes são usados na biotecnologia para produzir drogas, antibióticos, enzimas, hormônios, fertilizantes, herbicidas. O homem há muito usa propriedades benéficasbactérias lácticas para a fabricação de queijo, kefir, iogurte, produtos fermentados. Com a ajuda desses organismos, é realizado a purificação de corpos d'água e solos, o enriquecimento de minérios de vários metais. As bactérias formam a microflora intestinal de humanos e muitos animais. Junto com archaea, eles ciclam muitas substâncias: nitrogênio, ferro, enxofre, hidrogênio.
Por outro lado, muitas bactérias são o agente causador de doenças perigosas, regulando a população de muitas espécies vegetais e animais. Estes incluem peste, sífilis, cólera, antraz, difteria.
Então, os procariontes são chamados de organismos cujas células são desprovidas de um núcleo formado. Seu material genético é representado por um nucleoide, constituído por uma molécula circular de DNA. Dos organismos modernos, bactérias e archaea pertencem aos procariontes.
