Yazımızda prokaryotların ve ökaryotların yapısını ele alacağız. Bu organizmalar organizasyon düzeyinde önemli ölçüde farklılık gösterir. Ve bunun nedeni, genetik bilgi yapısının özellikleridir.

Prokaryotik hücrelerin yapısının özellikleri

Hücreleri çekirdek içermeyen tüm canlı organizmalara prokaryot denir. Beş modern temsilciden sadece biri onlara ait - Bakteriler. Yapısını düşündüğümüz prokaryotlar, mavi-yeşil alg ve arkelerin temsilcilerini de içerir.

Hücrelerinde oluşturulmuş bir çekirdek olmamasına rağmen genetik materyal içerirler. Bu, kalıtsal bilgilerin depolanmasına ve iletilmesine izin verir, ancak çoğaltma yöntemlerinin çeşitliliğini sınırlar. Tüm prokaryotların üremesi, hücrelerini ikiye bölerek gerçekleşir. 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 mitokondri, Golgi kompleksi, endoplazmik retikulum ve birçok plastid içerir. Prokaryotlarda bulunmazlar. Her ikisinin de sahip olduğu hücre duvarı farklıdır. kimyasal bileşim... Bakterilerde kompleks karbonhidratlar pektin veya murein içerirken, bitkilerde selüloz bazlı ve mantarlarda - kitin bulunur.

keşif geçmişi

Prokaryotların yapısının ve yaşamının özellikleri, yalnızca 17. yüzyılda bilim adamları tarafından 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 "hayvansal" 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. Dahası, ilk başta, bilim adamları, farklı canlıların hücrelerinin genetik aparatının yapısındaki farklılıklar gerçeğini ortaya koydu. E. Chatton 1937'de organizmaları bu temelde 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. Yapısı oldukça ilkel olan prokaryotlar iki tip hücre duvarı yapısına sahiptir. Dolayısıyla gram pozitif bakterilerde esas olarak peptidoglikandan oluşur, 80 nm'ye kadar kalınlığa sahiptir ve zara sıkıca oturur. 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 sıkıca oturmaz. Prokaryotların bazı temsilcilerinin de dışarıda bir mukoza kapsülü vardır. Organizmaları kurumaya, mekanik hasara karşı korur ve ek bir ozmotik bariyer oluşturur.

Prokaryotların organelleri

Prokaryotların ve ökaryotların hücre 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 ribozomlarda gerçekleşir. Sudaki prokaryotlar aerozomlar içerir. Bunlar, kaldırma kuvveti sağlayan ve organizmaların suya batma derecesini düzenleyen gaz boşluklarıdır. Sadece prokaryotik hücreler mezozom içerir. Sitoplazmik zarın bu kıvrımları sadece kullanım sırasında meydana gelir. kimyasal yöntemler mikroskopi için hazırlık sırasında fiksasyon. Bakteri ve arkelerin hareketinin organelleri kirpikler veya kamçılardır. Ve alt tabakaya tutturma bir testere ile gerçekleştirilir. Protein dökümlerinin oluşturduğu bu yapılara villus ve fimbria da denir.

nükleoid nedir

Ancak en önemli fark, prokaryotlar ve ökaryotlar için genin yapısıdır. tüm bu organizmalara 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. Protein sentezinden sorumlu organeller olan ribozomların alt birimleri daha sonra nükleollerde onlardan oluşur.

Prokaryotların genlerinin yapısı daha basittir. Kalıtsal materyalleri bir nükleoid veya nükleer bölge ile temsil edilir. Prokaryotlardaki DNA, kromozomlara paketlenmez, dairesel kapalı bir yapıya sahiptir. Nükleoid ayrıca RNA ve protein moleküllerini de içerir. İkincisi işlevsel olarak ökaryotik histonlara benzer. DNA duplikasyonu, RNA sentezi, kimyasal yapı restorasyonu ve nükleik asit kırılmalarında yer alırlar.

hayatın özellikleri

Yapıları karmaşıklık bakımından farklılık göstermeyen prokaryotlar, oldukça karmaşık yaşam süreçleri yürütürler. Bu beslenme, solunum, kendi türlerinin üremesi, hareket, metabolizma ... Ve tüm bunları 250 mikrona kadar değişen yalnızca bir mikroskobik hücre yapabilir! Dolayısıyla göreli olarak ancak ilkellikten bahsedebiliriz.

Prokaryotların yapısal özellikleri aynı zamanda fizyolojilerinin mekanizmalarını da belirler. Örneğin, üç şekilde enerji alabilirler. Birincisi fermantasyondur. Bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Bu süreç, sentezlenen redoks reaksiyonlarına dayanır. ATP molekülleri... Birkaç aşamada parçalandığında enerji açığa çıkaran kimyasal bir bileşiktir. Bu nedenle, "hücre akümülatörü" olarak adlandırılan boşuna değildir. Bir sonraki yol nefes almaktır. Bu sürecin özü, organik maddenin oksidasyonudur. Bazı prokaryotlar fotosentez yapabilir. Bunlara örnek olarak hücrelerde plastidler içeren mavi-yeşil algler gösterilebilir. Ancak arkeler klorofil içermeyen fotosentez yapabilirler. Bu işlem sırasında karbondioksit sabitlenmez, doğrudan ATP molekülleri oluşur. Bu nedenle, aslında, bu gerçek fotofosforilasyondur.

Yiyecek türü

üreme formları

Yapısı bir hücre ile temsil edilen prokaryotlar, onu ikiye bölerek veya tomurcuklanarak çoğalırlar. Bu özellik de yapılarından kaynaklanmaktadır.İkili fisyon sürecinden önce DNA'nın kopyalanması veya kopyalanması gelir. Bu durumda molekül nükleik asit ilk önce bükülmez, ardından her bir iplikçik, ortaya çıkan kromozomlar tarafından kutuplara ayrılır. Hücrelerin boyutu artar, aralarında bir daralma oluşur ve ardından nihai izolasyonları gerçekleşir. Bazı bakteriler ayrıca aseksüel üreme hücreleri - sporlar oluşturabilir.

Bakteriler ve Arkeler: Ayırt Edici Özellikler

Uzun bir süre, arkeler, bakterilerle birlikte Drobyanka Krallığı'nın temsilcileriydi. Gerçekten de, benzer birçok yapısal özelliğe sahiptirler. Bu öncelikle hücrelerinin boyutu ve şeklidir. Bununla birlikte, biyokimyasal çalışmalar, ökaryotlarla bir takım benzerlikleri paylaştıklarını göstermiştir. Bu, etkisi altındaki RNA ve protein moleküllerinin sentez süreçlerinin gerçekleştiği enzimlerin doğasıdır.

Archaea neredeyse tüm habitatlara hakim oldu. Özellikle plankton bileşiminde çeşitlilik gösterirler. Başlangıçta, tüm arkeler, kaplıcalarda, tuzluluk oranı yüksek rezervuarlarda ve önemli basınç altındaki derinliklerde yaşayabildikleri için ekstremofiller olarak sınıflandırıldı.

Prokaryotların doğadaki ve insan yaşamındaki değeri

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, ökaryotik hücrelerin bazı organellerinin de onlardan kaynaklandığını ileri sürer. Özellikle plastidler ve mitokondrilerden bahsediyoruz.

Birçok prokaryot, elde etmek için biyoteknolojide uygulamalarını bulur. ilaçlar, antibiyotikler, enzimler, hormonlar, gübreler, herbisitler. Adam uzun süre kullandı faydalı özellikler peynir, kefir, yoğurt, fermente ürünlerin üretimi için laktik asit bakterileri. Bu organizmaların yardımıyla su kütleleri ve topraklar arındırılır ve çeşitli metallerin cevherleri zenginleştirilir. Bakteriler, insanların ve birçok hayvanın bağırsak mikroflorasını oluşturur. Arke ile birlikte birçok maddeyi dolaştırırlar: azot, demir, kükürt, hidrojen.

Öte yandan, birçok bakteri etkendir. Tehlikeli hastalıklar birçok bitki ve hayvan türünün bolluğunu düzenleyerek. Bunlara veba, frengi, kolera, şarbon, difteri dahildir.

Dolayısıyla prokaryotlar, hücreleri oluşturulmuş bir çekirdekten yoksun organizmalardır. Genetik materyalleri, dairesel bir DNA molekülünden oluşan bir nükleoid ile temsil edilir. Modern organizmalardan bakteri ve arke prokaryotlara aittir.

bakteri hücresi

Prokaryotik hücreler, derin antik çağın özelliklerini koruyan, çok basit bir şekilde düzenlenmiş en ilkel organizmalardır. Prokaryotik (veya prenükleer) organizmalar, bakterileri ve mavi-yeşil algleri (siyanobakteriler) içerir. Ortak yapıları ve diğer hücrelerden keskin farklılıkları temelinde, bağımsız bir atış krallığına ayrılırlar.

Örnek olarak bakterileri kullanarak prokaryotik bir hücrenin yapısını ele alalım.

Genetik aparat, tek bir dairesel kromozomun DNA'sı ile temsil edilir, sitoplazmada bulunur ve ondan zarf ile sınırlandırılmaz. Çekirdeğin böyle bir analoguna nükleoid denir. DNA, proteinlerle kompleks oluşturmaz ve bu nedenle kromozomu oluşturan tüm genler "çalışır", yani. bilgiler sürekli onlardan okunur.

Prokaryotik hücre, sitoplazmayı hücre duvarından ayıran, karmaşık, yüksek polimer bir maddeden oluşan bir zarla çevrilidir. Sitoplazmada birkaç organel vardır, ancak çok sayıda küçük ribozom mevcuttur (bakteri hücreleri 5.000 ila 50.000 ribozom içerir).

Sitoplazma, endoplazmik retikulumu oluşturan zarlarla nüfuz eder; proteinleri sentezleyen ribozomlar içerir.

Hücre duvarının iç kısmı, sitoplazmaya çıkıntıları hücre duvarlarının yapımında, üremede ve DNA bağlanma yeri olan mezozomlar oluşturan plazma zarı ile temsil edilir. Bakterilerde solunum mezozomlarda, sitoplazmik zarlarda mavi-yeşil alglerde gerçekleştirilir.

Pek çok bakteride hücre içinde depolama maddeleri birikir: polisakkaritler, yağlar, polifosfatlar. Metabolizmada yer alan rezerv maddeler, dış enerji kaynaklarının yokluğunda hücrenin ömrünü uzatabilir.

Prokaryotik hücrenin yapısı

(1 hücre duvarı, 2-dış sitoplazmik zar, 3-kromozom (dairesel DNA molekülü), 4-ribozom, 5-mezozom, 6-dış sitoplazmik zarın invajinasyonu, 7-vakuol, 8-kamçı, 9-yığın fotosentezin gerçekleştirildiği zarlar)

Tipik olarak, bakteriler ikiye bölünerek çoğalır. Hücre uzamasından sonra, yavaş yavaş dışarıdan içeriye doğru uzanan enine bir septum oluşur, daha sonra kızı hücreler ayrılır veya karakteristik gruplara - zincirler, paketler, vb. - bağlı kalır. Bakteri - Escherichia coli, her 20 dakikada bir sayısını ikiye katlar.

Sporülasyon bakterilerin karakteristiğidir. Sitoplazmanın bir kısmının ana hücreden ayrılmasıyla başlar. Ayrılmış kısım bir genom içerir ve sitoplazmik bir zarla çevrilidir. Daha sonra sporun etrafında, genellikle çok katmanlı bir hücre duvarı büyür. Bakterilerde, iki hücre arasında genetik bilgi alışverişi şeklinde cinsel bir süreç gözlenir. Cinsel süreç, mikroorganizmaların kalıtsal değişkenliğini arttırır.

Prokaryotik hücrelerin şekli çok çeşitli değildir. Yuvarlak hücrelere kok denir. Hem arkeler hem de öbakteriler bu forma sahip olabilir. Streptokoklar, bir zincire gerilmiş koklardır. Stafilokoklar kokların "kümeleri" dir, diplokoklar koklardır, iki hücre, tetradlar - dört ve sarsinler - sekiz ile birleştirilir. Çubuk şeklindeki bakterilere basil denir. İki çubuk - diplobasiller, zincire gerilmiş - streptobasiller. Ayrıca korineform bakteriler (uçlarında kulüp benzeri bir uzantı ile), spirillae (uzun kıvrımlı hücreler), vibriolar (kısa kıvrımlı hücreler) ve spiroketler (spirilladan farklı kıvrımlı) salgılarlar.

4 ana hücre formu vardır:

1) Koklar küresel bakterilerdir. Bölünmeden sonra küresel bakteriler şunları oluşturabilir:

a) diplokoklar - bir kapsülde iki hücre. Temsilciler: pnömokok - pnömoninin etken maddesi;

b) streptokoklar - koklar tarafından bir zincir şeklinde oluşturulur. Temsilciler: bademcik iltihabı ve kızıl hastalığının etken maddeleri;

c) stafilokoklar - bir salkım üzümü andırır. Temsilciler: farklı stafilokok türleri, furunküloz, zatürree, gıda zehirlenmesi ve diğer bazı hastalıklara neden olur.

2) Basiller düz, çubuk şeklindeki bakterilerdir:

a) Spor oluşturmayan çubuklara bakteri denir. Temsilciler: ortak bağırsak ortak yaşamları, tifo ateşinin etken maddeleri, nodül bakterileri;

b) Spor oluşturan çubuklara basil denir. Temsilciler: Toprakta çok şey var, örneğin azot sabitleyici bakteriler, şarbon patojenleri, tüberküloza neden olan ajan - Koch'un basili.

3) Spirilla, spiroketler- spiral şekli.

fakat) spirillae, bir kamçılı spiral çubuklardır. Temsilciler: sıradan sakinler ağız boşluğu.

b) spiroketler - hücrelerin şekli çok karmaşıktır, ancak hareket modunda farklılıklar vardır. Temsilciler: ağız boşluğunun sıradan sakinleri, sifilizin etken maddesi.

4) Vibriolar, her zaman virgül şeklinde kıvrılan kısa çubuklardır. Temsilciler: kolera etken maddesi.

Prokaryotlar yaklaşık 3.5 milyar yıl önce Dünya'da ortaya çıktı ve muhtemelen modern prokaryotlara ve ökaryotlara yol açan ilk hücresel yaşam formuydu.

Prokaryotlar veya prenükleer hücreler, Dünya'daki ilk canlı organizmalardır. Prokaryotik hücrenin ilkel yapısına rağmen bakteri, arke ve siyanobakteriler günümüze kadar gelebilmiştir.

Bileşenler

Prokaryotlar üç bileşenden oluşur:

• kabuk;
• sitoplazma;
• Genetik materyal.

Prokaryotların kabuğu üç katmandan oluşur:

• plazmalemma - sitoplazmayı kaplayan ince bir zar;
• hücre duvarı - protein murein içeren sert bir dış kabuk;
• kapsül - polisakaritler veya proteinlerden oluşan koruyucu bir yapı.

Kapsül (mukoza tabakası, kılıf) hücrenin isteğe bağlı bir bileşenidir. Kuruma veya donma gibi olumsuz koşullara karşı koruma sağlamak için oluşturulmuştur. Bu, hücreyi virüslerden (bakteriyofajlar) koruyabilen ek bir bariyerdir.

Bazı bakterilerde kapsül, ek bir madde tedarik kaynağı olarak hizmet eder.

İncir. 1. Prokaryotların kabuğu.

Prokaryotların sitoplazması, aşağıdakileri içeren jel benzeri bir maddedir:

TOP-2 makalelerbununla birlikte okuyanlar

• inorganik maddeler;
• proteinler;
• polisakkaritler;
• metabolitler (metabolik ürünler).

Prokaryotik bir hücrenin yapısının ana özelliği, bir çekirdeğin olmamasıdır. Dairesel DNA şeklindeki genetik bilgi, doğrudan sitoplazmada depolanır ve ökaryotlar için karakteristik olmayan bir yapı oluşturur - bir nükleoid.
Nükleoide ek olarak, prokaryotların sitoplazması sürekli olarak şunları içerir:

• ribozomlar - protein biyosentezini gerçekleştiren iki alt birimden oluşan yapılar;
• mezozom - DNA replikasyonu ve hücresel solunum gerçekleştiren plazmalemmanın bir katı (mitokondri analogu);
• hareket organelleri - flagellin proteininden oluşan uzun flagella ve pilin proteininden oluşan kısa pili.

Organellere ek olarak, sitoplazma madde stokları içerebilir - kapanımlar:

• glikojen;
• nişasta;
• volutin (metakromatin) - polifosforik asit granülleri;
• yağ damlaları;
• kükürt.

Plazmitler, prokaryotların kalıcı olmayan yapılarıdır. Yatay gen transferi sırasında bakterilerin değiş tokuş edebileceği küçük, bireysel DNA moleküllerinden oluşurlar.

İncir. 2. Prenükleer hücrenin organoidleri.

Bölünme

Prokaryotlar doğrudan veya ikili fisyon - amitoz ile çoğalır. Hücre hiçbir şekilde bu işleme hazır değildir. Bölünme, kromozom oluşumu olmadan mezozom üzerinde dairesel DNA'nın kopyalanmasıyla başlar.
Süreç kabaca iki aşamaya ayrılabilir:

• mitoz - DNA replikasyonu ve diverjansı;
• sitokinez - hücrenin tüm içeriğinin daraltılmasıyla ayrılması.

Her yavru hücre bir DNA halkası alır. Bununla birlikte, yapıların geri kalanı eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır.

İncir. 3. Bakterilerin bölünmesi.

Nükleoidi oluşturan bakteri DNA'sı, birkaç milyon nükleotit uzunluğunda olabilir. Bununla birlikte, plazmitlerin kısa DNA'sındaki sürekli gen alışverişi nedeniyle bakteriler olumsuz koşullara hızla adapte olur.

Ne öğrendik?

10. sınıf dersinden prokaryotik hücrenin organellerinin yapısını ve işlevsel amacını öğrendik. Prokaryotlar arasında bakteri, siyanobakteri ve arke bulunur. Çekirdekleri yoktur; genetik bilgi, dolaşmış bir yapı - bir nükleoid şeklinde doğrudan sitoplazmada bulunur. Bir dairesel DNA'ya ek olarak, hücreler plazmit şeklinde küçük DNA molekülleri içerebilir. Prokaryotlar amitoz yoluyla çoğalırlar ve gen alışverişi yapabilirler.

Konuya göre test edin

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 3.9. Alınan toplam puan: 342.

Prokaryotlar, arkebakterileri, bakterileri ve mavi-yeşil algleri içerir. prokaryotlar- yapısal olarak oluşturulmuş bir çekirdek, zar organelleri ve mitozdan yoksun tek hücreli organizmalar.

Boyutlar - 1 ila 15 mikron. Temel formlar: 1) koklar (küresel), 2) basiller (çubuk şeklinde), 3) vibriolar (virgül şeklinde bükülmüş), 4) spirilla ve spiroketler (spiral olarak bükülmüş).

1 - kok; 2 - basil; 3 - vibriolar; 4-7 - spirilla ve spiroketler.

1 - sitoplazmik zar; 2 - hücre duvarı; 3 - sümüksü kap-sula; 4 - sitoplazma; 5 - kromozomal DNA; 6 - ribozomlar; 7 - mezo-soma; 8 - foto-sentetik membranlar; 9 - kapanımlar; 10 - kamçı; 11 - içti.

Bakteri hücresi bir zar ile sınırlıdır. Zarfın iç tabakası, üzerinde hücre duvarı (2) olan sitoplazmik zar (1) ile temsil edilir; Birçok bakteride hücre duvarının üzerinde bir mukus kapsülü bulunur (3). Ökaryotik ve prokaryotik hücrelerin sitoplazmik zarının yapısı ve işlevleri farklı değildir. Zar denilen kıvrımlar oluşturabilir. mezozomlar(7). Sahip olabilirler farklı şekil(çanta şeklinde, boru şeklinde, lamelli vb.).

Enzimler mezozomların yüzeyinde bulunur. Hücre duvarı kalın, yoğun, katıdır, şunlardan oluşur: mureina(ana bileşen) ve diğer organik maddeler. Murein, kısa protein zincirleri ile birbirine dikilmiş düzenli bir paralel polisakarit zincirleri ağıdır. Hücre duvarının yapısal özelliklerine bağlı olarak bakteriler ikiye ayrılır: gram pozitif(Gram ile renklendirilmiş) ve gram negatif(lekeli değil). Gram negatif bakterilerde duvar daha ince, daha karmaşıktır ve dışta murein tabakasının üzerinde bir lipid tabakası vardır. İç boşluk sitoplazma (4) ile doldurulur.

Genetik materyal dairesel DNA molekülleri ile temsil edilir. Bu DNA'lar kabaca "kromozomal" ve plazmit olanlar olarak ikiye ayrılabilir. "Kromozomal" DNA (5) - zara bağlı bir tanesi, ökaryotların kromozomal DNA'sının aksine birkaç bin gen içerir, doğrusal değildir, proteinlerle ilişkili değildir. Bu DNA'nın bulunduğu bölgeye denir. nükleoid. plazmitler- ekstrakromozomal genetik elementler. Proteinlere bağlı olmayan, zara bağlı olmayan ve az sayıda gen içeren küçük dairesel DNA'lardır. Plazmitlerin sayısı değişebilir. Direnç hakkında bilgi taşıyan en çok çalışılan plazmitler ilaçlar(R-faktörü), cinsel sürece katılım (F-faktörü). Bir kromozomla birleşebilen plazmit denir epizom.

Bir bakteri hücresi, ökaryotik bir hücreye özgü tüm zar organellerinden (mitokondri, plastidler, EPS, Golgi aygıtı, lizozomlar) yoksundur.

Bakterilerin sitoplazması 70S tipi ribozomlar (6) ve inklüzyonlar (9) içerir. Tipik olarak ribozomlar, polisomlar halinde birleştirilir. Her ribozom, küçük (30S) ve büyük (50S) alt birimlerden oluşur. Ribozomların işlevi: polipeptit zincirinin montajı. Kapanımlar, nişasta, glikojen, volutin, lipid damlaları topakları ile temsil edilebilir.

Birçok bakteri var kamçı(10) ve içti (fimbria)(on bir). Flagella bir zarla sınırlı değildir, dalgalı bir şekle sahiptir ve küresel flagellin protein alt birimlerinden oluşur. Bu alt birimler bir spiral şeklinde düzenlenir ve 10-20 nm çapında içi boş bir silindir oluşturur. Prokaryotik kamçının yapısı, ökaryotik kamçının mikrotübüllerinden birine benzer. Flagella sayısı ve yeri değişebilir. İçki - bakteri yüzeyindeki düz ipliksi yapılar. Flagelladan daha ince ve daha kısadırlar. Pilin proteininden yapılmış kısa içi boş silindirlerdir. Testereler, bakterileri alt tabakaya ve birbirine tutturmaya hizmet eder. Konjugasyon sırasında, genetik materyalin bir bakteri hücresinden diğerine aktarıldığı özel F-pilleri oluşur.

Spor oluşumu bakterilerde, olumsuz koşulları deneyimlemenin bir yoludur. Sporlar genellikle "ana hücre" içinde birer birer oluşur ve endosporlar olarak adlandırılır. Sporlar radyasyona, aşırı sıcaklıklara, kuruma ve vejetatif hücrelerin ölümüne neden olan diğer faktörlere karşı oldukça dirençlidir.

üreme. Bakteriler eşeysiz olarak çoğalırlar - "ana hücreyi" ikiye bölerek. DNA replikasyonu bölünmeden önce gerçekleşir.

Nadiren, bakterilerin genetik materyalin rekombinasyonunun meydana geldiği cinsel bir süreci vardır. Bakterilerde gametlerin asla oluşmadığı, hücre içeriğinin birleşmediği, ancak verici hücreden alıcı hücreye DNA aktarıldığı vurgulanmalıdır. DNA aktarmanın üç yolu vardır: konjugasyon, transformasyon, transdüksiyon.

- F-plazmitinin donör hücreden alıcı hücreye birbiriyle temas halinde tek yönlü transferi. Bu durumda bakteriler, DNA parçalarının aktarıldığı kanallar aracılığıyla özel F-pilas (F-fimbria) ile birbirine bağlanır. Konjugasyon, aşağıdaki aşamalara ayrılabilir: 1) F-plazmidin bükülmesi, 2) F-plazmit ipliklerinden birinin F-hapı yoluyla alıcı hücreye penetrasyonu, 3) tamamlayıcı ipliğin tekli üzerinde sentezi. sarmal DNA şablonu (verici hücrede (F +) ve alıcı hücrede (F -) olduğu gibi oluşur).

dönüşüm- DNA parçalarının bir donör hücreden, birbiriyle temas halinde olmayan bir alıcı hücreye tek yönlü transferi. Bu durumda verici hücre ya kendisinden küçük bir DNA parçası "salgılar" ya da DNA bu hücrenin ölümünden sonra çevreye girer. Her durumda, DNA alıcı hücre tarafından aktif olarak emilir ve kendi “kromozomuna” dahil edilir.

transdüksiyon- bakteriyofajlar kullanılarak bir verici hücreden bir DNA parçasının alıcı hücreye aktarılması.

virüsler

Virüsler, nükleik asit (DNA veya RNA) ve bu nükleik asit etrafında bir zarf oluşturan proteinlerden oluşur, yani. bir nükleoprotein kompleksini temsil eder. Bazı virüsler lipidler ve karbonhidratlar içerir. Virüsler her zaman bir tür nükleik asit içerir - ya DNA ya da RNA. Ayrıca, nükleik asitlerin her biri hem doğrusal hem de dairesel olmak üzere hem tek sarmallı hem de çift sarmallı olabilir.

Virüslerin boyutu 10-300 nm'dir. Virüslerin şekli: küresel, çubuk şeklinde, ipliksi, silindirik, vb.

kapsid- protein alt birimleri tarafından oluşturulan virüsün zarfı, belirli bir şekilde katlanmıştır. Kapsid, virüsün nükleik asidini çeşitli etkilerden korur, virüsün konak hücre yüzeyinde birikmesini sağlar. süper kapsid karmaşık virüsler (HIV, influenza virüsleri, herpes) için tipiktir. Virüsün konak hücreden salınması sırasında meydana gelir ve konak hücrenin nükleer veya dış sitoplazmik zarının değiştirilmiş bir bölümüdür.

Virüs konak hücrenin içindeyse, nükleik asit şeklinde bulunur. Virüs konak hücrenin dışındaysa, o zaman bir nükleoprotein kompleksidir ve bu serbest varoluş biçimine denir. viryon... Virüsler oldukça spesifiktir, yani. yaşamları için kesin olarak tanımlanmış bir sahipler çemberi kullanabilirler.

Virüs üreme döngüsünde aşağıdaki aşamalar ayırt edilebilir.

1. Konak hücrenin yüzeyinde birikim.
2. Virüsün konak hücreye penetrasyonu (konakçı hücreye şu yollarla girebilir: a) "enjeksiyon", b) hücre zarının viral enzimlerle çözülmesi, c) endositoz; Hücrenin içine girdikten sonra virüs, protein sentezleme aparatını kendi kontrolü altında aktarır).
3. Viral DNA'nın konak hücrenin DNA'sına gömülmesi (RNA içeren virüslerde, bundan önce ters transkripsiyon gerçekleşir - RNA matrisi üzerinde DNA sentezi).
4. Viral RNA transkripsiyonu.
5. Viral proteinlerin sentezi.
6. Viral nükleik asitlerin sentezi.
7. Kendi kendine toplanma ve kızı virüslerin hücresinden çıkış. Hücre daha sonra ya ölür ya da var olmaya devam eder ve yeni nesil viral partiküller üretir.

İnsan immün yetmezlik virüsü, esas olarak, yüzeyinde HIV'in yüzey proteinine bağlanabilen reseptörler bulunan CD 4 lenfositlerini (yardımcı hücreler) enfekte eder. Ayrıca HIV, merkezi sinir sistemi, nöroglia ve bağırsakların hücrelerine girer. Bağışıklık sistemi insan vücudu koruyucu özelliklerini kaybeder ve çeşitli enfeksiyonların etken maddelerine direnemez. Enfekte bir kişinin ortalama yaşam beklentisi 7-10 yıldır.

Enfeksiyon kaynağı, yalnızca immün yetmezlik virüsünün taşıyıcısı olan bir kişidir. AIDS, anneden fetüse, bağışıklık yetmezliği virüsünü içeren kan ve dokular yoluyla cinsel yolla bulaşır.

git 8 numaralı ders"Çekirdek. kromozomlar "

git 10 numaralı dersler“Metabolizma kavramı. Protein biyosentezi "

Şekil 1 - Prokaryotik bir hücrenin görüntüsü

Şekil 4 - Gram negatif bakterilerin kamçısının yapısı.
1 - iplik; 2 - kanca; 3 - bazal gövde; 4 - çubuk; 5 - L halkası; 6 - P halkası; 7 - S halkası; 8 - M halkası; 9 - BGBM; 10 - periplazmik boşluk; 11 - peptidoglikan tabakası; 12 - dış zar

Düşük prokaryotların hücre yapısı çok daha basittir (Şekil 1). Aynı zamanda, ökaryotik bir hücreyi prokaryotik bir hücreden ayıran tek özellik nükleer aygıtın farklı yapısı değildir.

Prokaryotik hücrenin ana yapısal bileşenlerinden biri, hücre zarı (Şek. 2, 3). Bölüm hücre çeperi bakteriler, proteinler, polisakkaritler ve yağ benzeri maddelerden oluşan karmaşık moleküler kompleksleri içerir. Sert olduğu için hücrenin iskeleti görevi görür ve ona belirli bir şekil verir. Prokaryotların hücre zarı, çözünen maddelerin ortamdan hücreye geçişine bir tür engel oluşturur. Siyanobakteriyel hücreler, elastik bir pektin membranı ile kaplıdır. Bazı bakteri türlerinde, hücrenin yüzeyinde bir tür kılıf oluşturan bir mukus tabakası oluşur - kapsül .

Birçok bakteri hücrelerinin yüzey yapıları arasında uzun, çok ince filamentler, spiral, dalgalı veya kavisli olan flagella - hareket organları bulunur (Şekil 4).

Şekil 3 - Gram negatif bakterilerin (A) hücre duvarı ve lipopolisakkarit molekülünün (B) yapısı.
A. Gram negatif bakterilerin hücre duvarı 1 - sitoplazmik zar; 2 - peptidoglikan tabakası; 3 - periplazmik boşluk; 4 - protein molekülleri; 5 - fosfolipid; 6 - lipopolisakkarit.
B. Lipopolisakkarit 1 - lipid A molekülünün yapısı; 2 - dahili polisakkarit çekirdek; 3 - dış polisakarit çekirdek; 4 - O-antijen

Flagellanın uzunluğu, bakteri gövdesinin uzunluğunun birçok katı olabilir. Flagella'nın sayısı ve konumu türün karakteristiğidir. Bazı bakteri türlerinin bir kamçısı vardır ( monotrikler ), diğerlerinde flagella, hücrenin bir veya iki ucunda demetler halinde düzenlenir ( lofotrich'ler ), diğerlerinde hücrenin her iki ucunda birer kamçı bulunur ( amfitriks ), dördüncüsünde hücrenin tüm yüzeyini kaplarlar ( peritrikler ).

Sitoplazmik zar, zara bitişiktir. Seçici geçirgenliğe sahiptir - belirli maddelerin hücrenin içine ve dışına geçmesine izin verir. Bu özelliğinden dolayı zar, besinleri hücre içinde toplayan ve atık ürünlerin dışarı atılmasını sağlayan bir organel rolünü oynar. Hücrenin içinde, çevreye kıyasla her zaman artan bir ozmotik basınç gözlenir. Sitoplazmik membran sabitliğini sağlar. Ek olarak, bir dizi enzim sisteminin, özellikle de enerji üretimi ile ilişkili redoks enzimlerinin (ökaryotlarda, mitokondride bulunurlar) lokalizasyon bölgesidir. Ökaryotik hücrelerden farklı olarak, prokaryotik bir hücrede bölmelere bölünme yoktur. Prokaryotların hücrelerinde Golgi kompleksi veya mitokondri yoktur ve bunlarda sitoplazmanın yönlendirilmiş hareketi de gözlenmez. Pinositoz ve fagositoz fenomeni prokaryotların özelliği değildir. Organellerden sadece ribozomlar ökaryotik ribozomlara benzer.

Birçok bakteri hücresinde özel zar yapıları bulunur - mezozomlar sitoplazmik zarın hücre içine çekilmesi sonucu oluşur. Rolleri hala tam olarak anlaşılmış değil. Mezozomların hücre bölünmesinin en önemli hücre içi süreçlerine, hücre zarındaki maddelerin sentezine, enerji metabolizmasına katılımı hakkında varsayımlar vardır.