Прокариотическая клетка Прокариоты Строение прокариотической клетки v v

Прокариотическая клетка Прокариоты Строение прокариотической клетки v v 2013 г Работу выполнила: студентка гр. 11 Тмо Галлиулина Адель Проверил: Сизенцов Алексей Николаевич 1 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В.

Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток: vпрокариоты (доядерные) — более простые по строению и возникли в процессе эволюции раньше; vэукариоты (ядерные) — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 2

3 Прокариоты ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Прокариоты, или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Для клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов.

«Прокариотическое кольцо жизни» Схема ранней эволюции земной жизни, отражающая родственные связи пяти групп прокариот. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 4

5 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Прокариоты разделяют на два таксона надцарства Бактерии (Bacteria) Археи (Archaea) v. Эубактерии (истинные v. Наиболее архаичный из типов прокариот; от бактерии) - типичные более современных прокариоты в отличие от (Eubacteria) отличаются архебактерий. строением клеточной Чувствительны к стенки и структурой антибиотикам, но генома. Хемоавтотрофы , нечувствительны к токсину обитающие в различных дифтерии. К эубактериям экстремальных относятся подцарства местообитаниях (близ синезеленых, грамподводных вулканов, в положительных и грамгорячих источниках и отрицательных бактерий. т. п. ).

6 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Строение прокариотической клетки Комбинированное изображение прокариотной клетки

7 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. А - поверхностные клеточные структуры и внеклеточные образования: 1 - клеточная стенка ; 2 - капсула ; 3 - слизистые выделения; 4 - чехол ; 5 - жгутики ; 6 - ворсинки ; Б - цитоплазматические клеточные структуры: 7 - ЦПМ ; 8 нуклеоид ; 9 - рибосомы ; 10 - цитоплазма ; 11 - хроматофоры ; 12 - хлоросомы ; 13 - пластинчатые тилакоиды ; 14 - фикобилисомы ; 15 - трубчатые тилакоиды; 16 - мезосома ; 17 - аэросомы (газовые вакуоли) ; 18 - ламеллярные структуры ; В - запасные вещества: 19 - полисахаридные гранулы; 20 гранулы поли-Р-оксимасляной кислоты; 21 - гранулы полифосфата; 22 - цианофициновые гранулы ; 23 - карбоксисомы (полиэдральные тела) ; 24 - включения серы; 25 - жировые капли; 26 - углеводородные гранулы.

8 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Прокариотическая клетка

9 1. Клеточная стенка ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Окружает клетку извне, защищает ее, придаёт устойчивую форму, предотвращающую от осмотического разрушения. У бактерий клеточная стенка состоит из пептидогликана (муреина), построенного из длинных полисахаридных цепей, соединенных между собой короткими пептидными мостиками. ). На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50% сухих веществ клетки.

10 По строению клеточной стенки различают две группы бактерий: ▫ Грамположительные бактерии (А) (Staphylococcus, Bacillus) — имеют более простую структуру клеточной стенки, состоящую почти исключительно из муреина; ▫ Грамотрицательные бактерии (Б) (Salmonella, Azotobacter) — клеточная стенка содержит меньше пептидогликана и имеет дополнительную внешнюю мембрану, которая состоит из фосфолипидов. Клеточная стенка архей не содержит муреина, а построена в основном из разнообразных белков и полисахаридов. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 1 — цитоплазматическая мембрана; 2 — пептидогликан; 3 — переплазматическое пространство; 4 — наружная мембрана: 5 — цитоплазма, в центре которой расположена ДНК

11 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Снаружи клеточная стенка прокариот часто бывает окружена слизистым веществом. Такие образования в зависимости от структурных особенностей получили название капсул, слизистых слоев или чехлов. Все они являются результатом биосинтеза прокариотами органических полимеров и отложения их вокруг клеток. Между этими структурами у прокариот обнаружено много переходных форм, так что иногда нельзя четко отграничивать капсулу от слизистых клеточных выделений или капсулу от чехла.

2. Капсула — имеющаяся у некоторых бактерий слизистая оболочка, расположенная снаружи от клеточной стенки. Состоит в основном из разнообразных белков, углеводов и уроновых кислот. Капсулы защищают клетки от высыхания, могут помогать бактериям в колониях удерживаться вместе, а индивидуальным бактериям — прикрепляться к различным субстратам. Кроме этого, капсулы предоставляют клетке дополнительную защиту: например, капсулированные штаммы пневмококков свободно размножаются в организме и вызывают воспаление легких, тогда как некапсулированные быстро уничтожаются иммунной системой и являются абсолютно безвредными. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 12

3. Чехлы В отличие от капсул чехлы имеют тонкую структуру. Нередко в них обнаруживают несколько слоев с разным строением. Чехлы как более сложные структуры имеют обычно и более сложный химический состав. 4. Ворсинки (фимбрии, пили) бактерий К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также ворсинки. Их насчитывается от нескольких единиц до нескольких тысяч на клетку. Эти структуры не имеют отношения к движению бактерий и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. Ворсинки построены из одного вида белка - пилина - и представляют собой прямые белковые цилиндры, отходящие от поверхности клетки, придают бактериям свойство гидрофобности, обеспечивают их прикрепление. Через ворсинки в клетку могут проникать ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 13

5. Жгутики 14 Жгутики — органеллы движения некоторых бактерий. Бактериальный жгутик построен значительно проще эукариотического, и он в 10 раз тоньше, внешне не покрыт плазматической мембраной и состоит из одинаковых молекул белков, которые образуют цилиндр. В мембране жгутик закреплен при помощи базального тела. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В.

Жгутики бактерий состоят из трёх субструктур: 15 v Филамент (фибрилла, пропеллер) — полая белковая нить толщиной 10— 20 нм и длиной 3— 15 мкм, состоящая из флагеллина. v Крюк — более толстое, чем филамент (20— 45 нм), белковое образование. v Базальное тело (трансмембранный мотор) - представляет собой систему колец, находящихся в ЦПМ и клеточной стенке бактерий. A — монотрихиальное, B — лофотрихиальное, C — амфитрихиальное, D — перитрихиальное жгутикование. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В.

Строение жгутика бактерии ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 16

6. Нуклеоид — не ограниченный мембранами участок цитоплазмы, в котором расположена кольцевая молекула ДНК — «бактериальная хромосома» , где хранится весь генетический материал клетки. нуклеоид состоит в основном из ДНК (примерно 60 %), а также содержит РНК и белки. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 17

7. Рибосома — важнейший немембранный органоид живой клетки сферической или слегка эллипсоидной формы, диаметром от 15— 20 нанометров (прокариоты) до 25— 30 нанометров (эукариоты), состоящий из большой и малой субъединиц. Рибосомы служат для биосинтеза белка из аминокислот по заданной матрице на основе генетической информации, предоставляемой матричной РНК, выполняют структурную функцию. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 18

8. ЦПМ (цитоплазматическая мембрана) прокариот: Содержимое клетки отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной (ЦПМ) — обязательным структурным элементом любой клетки, нарушение целостности которого приводит к потере клеткой жизнеспособности. На долю ЦПМ приходится 8— 15% сухого вещества клеток. У большинства прокариотных клеток ЦПМ — единственная мембрана. В клетках фототрофных и ряда хемотрофных прокариот содержатся также мембранные структуры, располагающиеся в цитоплазме и получившие название внутрицитоплазматических мембран. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 19

Внутрицитоплазматические мембраны Среди внутрицитоплазматических мембран выделяют несколько видов. Это фотосинтетические мембраны эубактерий и мезосомы (мезосомальные мембраны). Внутрицитоплазматические мембраны фотосинтезирующих эубактерий могут иметь вид трубочек, пузырьков (везикул, хроматофоров) или уплощенных замкнутых дисков (тилакоидов), образованных двумя тесно сближенными мембранными пластинами ( ламеллами ). Система фотосинтетических мембран очень пластична. Ее морфология и степень развития в клетке определяются многими факторами внешней среды (интенсивностью света, концентрацией кислорода, снабжением клетки питательными веществами), а также возрастными характеристиками культуры. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 20

Мезосомы У прокариот, принадлежащих к разным группам, описаны локальные впячивания ЦПМ , получившие название мезосом. Хорошо развитые и сложно организованные мезосомы характерны для грамположительных эубактерий. У грамотрицательных видов они встречаются значительно реже и относительно просто организованы. Мезосомы различаются размерами, формой и локализацией в клетке. Выделяют три основных типа мезосом: ламеллярные (пластинчатые), везикулярные (имеющие форму пузырьков) и тубулярные (трубчатые). Часто можно наблюдать мезосомы смешанного типа: состоящие из ламелл, трубочек и пузырьков. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 21

По расположению в клетке различают - мезосомы, образующиеся в зоне клеточного деления и формирования поперечной перегородки (септы) , - мезосомы, к которым прикреплен нуклеоид, - мезосомы, сформированные в результате инвагинации периферических участков ЦПМ. Существуют разные точки зрения относительно роли мезосом в клетке. Согласно одной из них мезосомы не являются обязательной структурой, а служат только для усиления определенных клеточных функций, увеличивая общую "рабочую" поверхность мембран. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. 22

23 ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В. Характерные особенности прокариот: Отсутствие ядра Наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей Диаметр в среднем составляет 0, 5 -10 мкм Небольшое количество органелл, но присутствие многочисленных мелких рибосом (от 5000 до 50 000 рибосом) В основном простое деление пополам; веретено не образуется Дыхание у бактерий происходит в мезосомах; у цианобактерий – на цитоплазматических мембранах

24 Прокариоты играют важную роль в ходе циклических превращений необходимых для жизни основных элементов – кислорода, углерода, азота, серы, фосфора и д. р. Живые организмы построены на циклических превращениях элементов, которые в общей сложности представляют собой круговорот веществ. Уже неопровержимо доказано, что некоторые определенные этапы циклов выполняют только прокариоты, обеспечивая при этом замкнутость циклов важнейших биогенных элементов в биосфере. ПРОКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА. Галлиулина А. В.