Клетка - элементарная единица структурной организации живой материи

Клетка — элементарная единица структуры, функции и развития живой материи, которая характеризуется подразделением на ядро (или нуклеоид), цитоплазму и клеточную мембрану и обладает всем комплексом свойств живого: самовоспроизведением, саморазвитием, ростом, саморегуляцией, обменом веществ и энергии, раздражимостью, подвижностью, адаптацией и способностью противостоять энтропии.

В состав многоклеточных организмов наряду с клетками входят симпласты, синцитии1 и межклеточное вещество. Однако ведущей формой структурной организации организмов, безусловно, является клетка, поскольку все перечисленные выше формы являются либо производными клетки (клеток), либо образуются в результате ее синтетической деятельности.

Все клеточные формы органического мира, как указывалось выше, подразделяются на прокариот и эукариот; их сравнительная характеристика представлена в табл. 3.1 и на рис. 3.1.

Таблица 3.1

Сравнительная характеристика прокариот и эукариот

Признаки и свойства

Прокариоты

Эукариоты

Морфологически оформленное ядро

Отсутствует

Имеется

Нуклеоид*

И меется

Отсутствует

Форма молекулы ДНК

Кольцевая

Линейная

Длина ДНК

1 (условно)

1000 (по отношению к прокариотам)

Ядерные белки, связанные с ДНК

Отсутствуют

Имеются

CRISPR-систсма в геноме**

Имеется

Отсутствует

Плоидность

генома

Гаплоидный

Диплоидный***

Фенотипические проявления мутаций

Каждая мутация реализуется в фенотипе

Возможно сохранение мутантного рецессивного гена в гетерозиготном состоянии

Микротрубочки и состоящие из них структуры (цеитриоли и др.)

Отсутствуют

Имеются

Деление митозом

Не характерно****

Характерно

Клеточная оболочка

Плазмалемма + клеточная стенка (из пептидоглика- нов)

Плазмалемма (+ клеточная стенка из целлюлозы у растений и хитина — у грибов)

Сократительные белки (актин и миозин)

Отсутствуют

Имеются

1 Симпласты и синцитии состоят из единой цитоплазмы с множеством ядер и покрыты клеточной мембраной. Симпласты образуются в результате слияния нескольких клеток (скелетное мышечное волокно), синцитии — в результате многократного митотического деления ядра без последующего разделения клеточного тела (часть сперматогенного эпителия).

Признаки и свойства

Прокариоты

Эукариоты

Жгутики

Пить жгхтика построена из субъединиц белка флагсл- лина, образующих спираль

Каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранных в группы

Способ питания

Голофитный (всасывание растворенных веществ; не способны к образованию псевдоподий)

Голозойный (захват твердых частиц)

Система внутриклеточных мембран

Отсутствует (внутриклеточные потоки не упорядочены)

Имеется (внутриклеточные потоки упорядочены)

Рибосомы

Имеются, масса небольшая

Имеются

Митохондрии и хлоропласты

Отсутствуют

Имеются

Локализация биоэнергетических структур

Клеточная оболочка

Митохондрии

Эволюционные

перспективы

Адаптивная эволюция (структурные перестройки невозможны)

11рогрессивная (возможны глубокие структурные преобразования)

* Находящаяся в центре прокариотической клетки структура, имеющая форму ромашки (центральная часть — остов — образован РНК, «лепестки» — около 50 петель ДНК).

** Особая генетическая конструкция, обеспечивающая иммунную защиту бактерий от вирусов и играющая определенную роль в рекомбинации и репарации ДНК.

*** За исключением половых клеток и соматических клеток некоторых водорослей, грибов, растений (мхов).

**** Прокариотические клетки размножаются простым поперечным делением.

Общая схема строения прокариотической (я) и эукариотической (6) клеток

Рис. 3.1. Общая схема строения прокариотической (я) и эукариотической (6) клеток:

1 — плазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — жгутик; 4 — нуклеоид; 5 — рибосомы; 6 — ядро; 7 — мембранные органеллы

Эукариоты в эволюционном плане оказались более перспективными по сравнению с прокариотами, так как:

  • • содержали больший объем генетической информации (двойной набор генов, множество копий отдельных генов);
  • • имели возможность накапливать в популяциях особей рецессивные мутантные гены в гетерозиготном состоянии и тем самым формировать резерв наследственной изменчивости (важное условие для эффективного протекания естественного отбора);
  • • могли осуществлять более тонкую и сложную регуляцию жизнедеятельности клеток (множество регуляторных генов, возможность использовать геном по частям);
  • • имели более совершенную пространственно-временную организацию метаболизма (благодаря компартментации внутреннего объема клетки, т.е. разделения пространства клетки мембранами на отсеки);
  • • обладали более пластичной клеточной оболочкой, способной к образованию разнообразных межклеточных соединений с различными функциями (контактов);
  • • имели высокосовершенный механизм воспроизведения генетически идентичных клеток (митоз), на базе которого при дальнейшей эволюции многоклеточных форм возник мейоз;
  • • обладали более эффективным механизмом извлечения и аккумулирования энергии (дыхание).
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >