Katika makala yetu tutazingatia muundo wa prokariyoti na yukariyoti. Viumbe hivi vinatofautiana sana katika kiwango cha shirika. Na sababu ya hii ni upekee wa muundo wa habari za kijeni.
Vipengele vya muundo wa seli za prokaryotic
Prokariyoti zote ni viumbe hai ambavyo seli zake hazina kiini. Kati ya wawakilishi wa falme tano za kisasa za asili hai, moja tu ni yao - Bakteria. Prokariyoti tunazozingatia pia ni pamoja na mwani wa bluu-kijani na archaea.
Licha ya kukosekana kwa kiini kilichoundwa katika seli zao, zina nyenzo za kijeni. Hii inakuwezesha kuhifadhi na kusambaza taarifa za urithi, lakini hupunguza mbinu mbalimbali za uzazi. Prokaryoti zote huzaa kwa kugawa seli zao katika mbili. Hawana uwezo wa mitosis na meiosis.
Muundo wa prokariyoti na yukariyoti
Sifa za kimuundo za prokariyoti na yukariyoti zinazozitofautisha ni muhimu sana. Mbali na muundo wa nyenzo za maumbile, hii pia inatumika kwa organelles nyingi. Eukaryotes, ambayo ni pamoja na mimea, kuvu na wanyama, yana kwenye cytoplasmmitochondria, Golgi tata, reticulum endoplasmic, plastids nyingi. Prokaryotes hawana. Ukuta wa seli, ambao wote wawili wanao, hutofautiana katika utungaji wa kemikali. Katika bakteria, inaundwa na kabohaidreti changamano pectin au murein, wakati katika mimea inategemea selulosi, na kuvu - chitin.
Historia ya uvumbuzi
Sifa za muundo na maisha ya prokariyoti zilijulikana kwa wanasayansi katika karne ya 17 pekee. Na hii licha ya ukweli kwamba viumbe hawa wamekuwepo kwenye sayari tangu kuanzishwa kwake. Mnamo 1676, walichunguzwa kwa mara ya kwanza kupitia darubini ya macho na muundaji wake Anthony van Leeuwenhoek. Kama viumbe vyote vya microscopic, mwanasayansi aliwaita "wanyama". Neno "bakteria" lilionekana tu mwanzoni mwa karne ya 19. Ilipendekezwa na mwanasayansi maarufu wa Ujerumani Christian Ehrenberg. Dhana ya "prokaryotes" ilitokea baadaye, katika zama za kuundwa kwa darubini ya elektroni. Na mwanzoni, wanasayansi walianzisha ukweli wa tofauti katika muundo wa vifaa vya maumbile ya seli za viumbe tofauti. E. Chatton mwaka wa 1937 alipendekeza kuchanganya viumbe katika makundi mawili kulingana na kipengele hiki: pro- na eukaryotes. Mgawanyiko huu upo hadi leo. Katika nusu ya pili ya karne ya 20, tofauti iligunduliwa kati ya prokariyoti zenyewe: archaea na bakteria.
Vipengele vya kifaa cha uso
Kifaa cha uso cha prokariyoti kina utando na ukuta wa seli. Kila moja ya sehemu hizi ina sifa zake. Utando wao huundwa na safu mbili za lipids na protini. prokaryoti,muundo ambao ni wa zamani kabisa, wana aina mbili za muundo wa ukuta wa seli. Kwa hivyo, katika bakteria ya gramu-chanya, inajumuisha hasa peptidoglycan, ina unene wa hadi 80 nm, na iko karibu na membrane. Kipengele cha tabia ya muundo huu ni uwepo ndani yake ya pores ambayo idadi ya molekuli hupenya. Ukuta wa seli ya bakteria ya gramu-hasi ni nyembamba sana - hadi kiwango cha juu cha 3 nm. Haishikamani sana na membrane. Wawakilishi wengine wa prokaryotes pia wana capsule ya mucous nje. Hulinda viumbe kutokana na kukauka, uharibifu wa kiufundi na kuunda kizuizi cha ziada cha osmotiki.
Prokaryote organelles
Muundo wa seli ya prokariyoti na yukariyoti una tofauti zake muhimu, ambazo kimsingi zinajumuisha uwepo wa organelles fulani. Miundo hii ya kudumu huamua kiwango cha maendeleo ya viumbe kwa ujumla. Wengi wao hawapo katika prokaryotes. Mchanganyiko wa protini katika seli hizi hutokea kwa ribosomes. Prokaryoti za maji zina vyenye aerosomes. Hizi ni mashimo ya gesi ambayo hutoa buoyancy na kudhibiti kiwango cha kuzamishwa kwa viumbe. Prokaryoti pekee ina mesosomes. Mikunjo hii ya utando wa cytoplasmic hutokea tu wakati wa matumizi ya mbinu za kurekebisha kemikali wakati wa maandalizi ya seli za prokaryotic kwa microscopy. Organelles ya harakati ya bakteria na archaea ni cilia au flagella. Na kushikamana na substrate hufanywa kwa kunywa. Miundo hii inayoundwa na mitungi ya protini pia huitwa villi na fimbriae.
Nyukleoidi ni nini
Lakini tofauti kubwa zaidi ni muundo wa jeni ya prokariyoti na yukariyoti. Viumbe hawa wote wana habari ya urithi. Katika eukaryotes, iko ndani ya kiini kilichoundwa. Oganelle hii ya membrane mbili ina matrix yake inayoitwa nucleoplasm, bahasha na chromatin. Hapa, sio tu uhifadhi wa habari za maumbile unafanywa, lakini pia awali ya molekuli za RNA. Katika nyukleoli, baadaye huunda vitengo vidogo vya ribosomes - organelles zinazohusika na usanisi wa protini.
Muundo wa jeni za prokaryotic ni rahisi zaidi. Nyenzo zao za urithi zinawakilishwa na eneo la nucleoid au nyuklia. DNA katika prokaryotes haijaingizwa kwenye chromosomes, lakini ina muundo wa mviringo uliofungwa. Nucleoid pia ina RNA na molekuli za protini. Mwisho ni sawa na kazi ya histones ya yukariyoti. Zinahusika katika urudufishaji wa DNA, usanisi wa RNA, urekebishaji wa muundo wa kemikali na uvunjaji wa asidi nukleiki.
Vipengele vya shughuli za maisha
Prokariyoti, ambazo muundo wake si changamano, hutekeleza michakato changamano ya maisha. Hii ni lishe, kupumua, uzazi wa aina zao wenyewe, harakati, kimetaboliki … Na seli moja tu ya microscopic ina uwezo wa yote haya, ukubwa wa ambayo ni kati ya hadi microns 250! Kwa hivyo mtu anaweza tu kuzungumza juu ya hali ya chini kwa kiasi.
Sifa za muundo wa prokariyoti huamua mifumo ya fiziolojia yao. Kwa mfano, wanaweza kupokea nishati kwa njia tatu. Ya kwanza niuchachushaji. Inafanywa na baadhi ya bakteria. Utaratibu huu unategemea athari za redox, wakati ambapo molekuli za ATP zinaunganishwa. Hii ni kiwanja cha kemikali, wakati wa kugawanyika ambayo nishati hutolewa katika hatua kadhaa. Kwa hiyo, sio bure inayoitwa "betri ya seli". Njia inayofuata ni kupumua. Kiini cha mchakato huu ni oxidation ya vitu vya kikaboni. Baadhi ya prokaryoti zina uwezo wa photosynthesis. Mifano ni mwani wa bluu-kijani na bakteria ya zambarau, ambayo ina plastids katika seli zao. Lakini archaea ina uwezo wa photosynthesis isiyo na klorophyll. Wakati wa mchakato huu, dioksidi kaboni haijatengenezwa, lakini molekuli za ATP zinaundwa moja kwa moja. Kwa hivyo, kimsingi, hii ni photophosphorylation ya kweli.
Aina ya mlo
Bakteria na archaea ni prokariyoti, muundo ambao unaziruhusu kutekeleza njia tofauti za kulisha. Baadhi yao ni autotrophs. Viumbe hivi wenyewe huunganisha vitu vya kikaboni wakati wa photosynthesis. Seli za prokaryoti kama hizo zina klorofili. Baadhi ya bakteria hupata nishati kwa kuvunja misombo fulani ya kikaboni. Aina yao ya lishe inaitwa chemotrophic. Wawakilishi wa kundi hili ni bakteria ya chuma na sulfuri. Wengine huchukua tu misombo iliyotengenezwa tayari. Wanaitwa heterotrophs. Wengi wao huongoza njia ya maisha ya vimelea na kuishi tu ndani ya seli za viumbe vingine. Aina mbalimbali za kundi hili pia ni saprotrophs. Wanakula bidhaa za taka aukuoza kwa vitu vya kikaboni. Kama unaweza kuona, njia ya kulisha prokaryotes ni tofauti sana. Ukweli huu ulichangia usambazaji wao mkubwa katika makazi yote.
fomu za uzazi
Prokariyoti, muundo ambao unawakilishwa na seli moja, huzaliana kwa kuigawanya katika sehemu mbili au kwa kuchipua. Kipengele hiki pia ni kutokana na muundo wa vifaa vyao vya maumbile. Mchakato wa mgawanyiko wa binary hutanguliwa na kurudia, au urudiaji wa DNA. Katika kesi hii, molekuli ya asidi ya nucleic kwanza haijajeruhiwa, baada ya hapo kila strand inarudiwa kulingana na kanuni ya kukamilishana. Chromosomes iliunda kama matokeo ya hii tofauti kuelekea nguzo. Seli huongezeka kwa ukubwa, fomu ya kupunguzwa kati yao, na kisha kutengwa kwao kwa mwisho hutokea. Baadhi ya bakteria pia wana uwezo wa kutengeneza seli zinazozalisha bila kujamiiana - spora.
Bakteria na archaea: sifa bainifu
Kwa muda mrefu, archaea, pamoja na bakteria, walikuwa wawakilishi wa Ufalme wa Drobyanka. Hakika, wana sifa nyingi za kimuundo zinazofanana. Hii ni kimsingi ukubwa na sura ya seli zao. Walakini, tafiti za biochemical zimeonyesha kuwa zina idadi ya kufanana na yukariyoti. Hii ndiyo asili ya vimeng'enya, chini ya ushawishi wake michakato ya usanisi wa RNA na molekuli za protini hutokea.
Kulingana na njia ya kulisha, nyingi ni kemotrofi. Zaidi ya hayo, vitu ambavyo vimevunjwa katika mchakato wa kupata nishati na archaea ni tofauti zaidi. Hizi ni wanga tata naamonia, na misombo ya chuma. Miongoni mwa archaea pia kuna autotrophs. Mara nyingi sana huingia kwenye uhusiano wa kifamilia. Hakuna vimelea kati ya archaea. Mara nyingi katika maumbile, commensals na mutualists hupatikana. Katika kesi ya kwanza, archaea hulisha vitu vya mwili wa mwenyeji, lakini usiidhuru. Tofauti na aina hii ya symbiosis, katika uhusiano wa kuheshimiana, viumbe vyote viwili vinafaidika. Baadhi yao ni metagenes. Archaea kama hiyo hukaa kwenye mfumo wa mmeng'enyo wa wanadamu na mamalia wa kuwinda, na kusababisha uundaji wa gesi nyingi kwenye matumbo. Viumbe hawa huzaliana kwa mgawanyiko wa binary, kuchipuka au kugawanyika.
Archaea wamebobea karibu makazi yote. Wao ni tofauti sana katika muundo wa plankton. Hapo awali, archaea zote ziliainishwa kama extremophiles, kwa kuwa zinaweza kuishi katika chemchemi za maji moto, maji yenye chumvi nyingi, na kwenye vilindi vilivyo na shinikizo kubwa.
Umuhimu wa prokariyoti katika asili na maisha ya binadamu
Jukumu la prokariyoti katika asili ni kubwa. Kwanza kabisa, ni viumbe hai vya kwanza vilivyotokea kwenye sayari. Wanasayansi wamegundua kuwa bakteria na archaea zilianza miaka bilioni 3.5 iliyopita. Nadharia ya symbiogenesis inapendekeza kwamba baadhi ya organelles za seli za yukariyoti pia zilitoka kwao. Hasa, tunazungumzia plastidi na mitochondria.
Prokariyoti nyingi hutumiwa katika teknolojia ya kibayoteknolojia kutengeneza dawa, viuavijasumu, vimeng'enya, homoni, mbolea, dawa za kuua magugu. Mwanadamu kwa muda mrefu ametumia mali yenye faidabakteria ya lactic kwa ajili ya utengenezaji wa jibini, kefir, mtindi, bidhaa za fermented. Kwa msaada wa viumbe hivi, utakaso wa miili ya maji na udongo, uboreshaji wa ores ya metali mbalimbali hufanyika. Bakteria huunda microflora ya matumbo ya wanadamu na wanyama wengi. Pamoja na archaea, huzungusha vitu vingi: nitrojeni, chuma, salfa, hidrojeni.
Kwa upande mwingine, bakteria wengi ni kisababishi cha magonjwa hatari, kudhibiti idadi ya aina nyingi za mimea na wanyama. Hizi ni pamoja na tauni, kaswende, kipindupindu, kimeta, dondakoo.
Kwa hivyo, prokariyoti huitwa viumbe ambao seli zao hazina kiini kilichoundwa. Nyenzo zao za maumbile zinawakilishwa na nucleoid, yenye molekuli ya DNA ya mviringo. Kati ya viumbe vya kisasa, bakteria na archaea ni mali ya prokariyoti.
