Прокариоты и эукариоты: что это такое и в чем между ними разница

Все живые существа на Земле состоят либо из эукариотических, либо из прокариотических клеток. Прокариоты были первой формой жизни. Ученые считают, что эукариоты произошли от прокариот около 2,7 миллиарда лет назад.

Прокариоты —  это одноклеточные организмы

Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют мембраносвязанные структуры, наиболее известной из которых является ядро. Кольцевая ДНК (кольцевая хромосома) расположена прямо в цитоплазме. Этот участок цитоплазмы называется нуклеоид. Прокариотические клетки, как правило, небольшие, размером около 0,1-5 мкм в диаметре.

 

Кроме того, в клетках прокариот вообще нет мембранных органоидов: митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи, эндоплазматической сети, лизосом. Их функции выполняют выросты (впячивания) клеточной мембраны, на которых располагаются различные пигменты и ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности прокариотической клетки.

Как следствие, прокариоты обычно отличаются более сложным строением своих оболочек. Клеточная стенка выполняет опорную функцию и препятствует проникновению вредных веществ. Она состоит из гликопептидов (белков, содержащих фрагменты углеводов). Кстати, действие некоторых современных антибиотиков, в том числе ванкомицина, убивающего даже супер-резистентные бактерии, основано на том, что эти антибиотики подавляют синтез гликопептидов. Без клеточных стенок бактерии, естественно, существовать не могут.

Прокариотические клетки включают бактерии и археи. Ранее археи объединяли с бактериями в общую группу прокариотов, однако сейчас такая классификация считается устаревшей: эволюция археев и их биохимия отличается от бактерий. Так что по современной классификации существует три группы организмов: бактерии, археи и эукариоты.

Эукариоты сложнее и разнообразнее

Из эукариотических клеток состоят растения, животные, грибы и простейшие. Их диаметр составляет от 10 до 100 мкм, а их ДНК содержится в ядре. Эукариоты — это организмы, содержащие эукариотические клетки.

 

Основное различие между этими двумя типами организмов состоит в том, что у эукариотических клеток есть мембраносвязанное ядро, а у прокариотических клеток его нет. Еще одно важное отличие — структура ДНК. ДНК эукариот — линейная, ДНК прокариот — кольцевая.

Отличие отражено в названии групп: «карио» с древнегреческого переводится как ядро, «про» — до, «эу» — хорошо. Отсюда прокариоты —  доядерные организмы, и эукариоты — хорошие, ядерные.

Важнейшие отличия прокариот и эукариот 

	Прокариотические клетки	Эукариотические клетки
Ядро	Всегда отсутствует	Всегда есть
Расположение ДНК	Круговое	Линейное
Размер (диаметр)	0,1–5 мкм	10–100 мкм, в отдельных случаях и более.
Одноклеточный организм	Всегда	Иногда
Многоклеточный организм	Никогда	Обычно

Особенности эукариотических клеток

Внутри эукариотической клетки каждая мембраносвязанная структура выполняет определенные клеточные функции. Вот обзор основных компонентов эукариотических клеток.

• Ядро: хранит генетическую информацию.
• Плазматическая мембрана: состоит из фосфолипидов, окружает всю клетку.
• Цитоскелет или клеточная стенка: обеспечивает внутреннюю структуру клеток, позволяет клеткам двигаться и играет роль в делении клеток.
• Рибосомы: отвечают за синтез белка.
• Митохондрии: отвечают за производство энергии.
• Цитоплазма: это все, что содержится в клетке, кроме ядра и мембраны.
• Цитозоль: гелеобразное вещество, в котором «плавают» органеллы.
• Эндоплазматический ретикулум: в нем происходит синтез, накопление и транспортировка белков и липидов
• Везикулы и вакуоли: мембранные мешочки, участвующие в транспортировке и хранении воды и водорастворимых веществ, включая пигменты.

Другие общие органеллы, обнаруженные у многих, но не у всех эукариот, включают аппарат Гольджи, хлоропласты и лизосомы. Животные, растения, грибы, водоросли и простейшие — все это эукариоты.

Растительные и животные эукариотические клетки

Хотя и растительные, и животные клетки — эукариотические, между ними есть серьезные различия. Например, клетки животных используют глюкозу из пищи для клеточного дыхания, клетки растений производят глюкозу из СO2 (то есть из воздуха) и воды под воздействием света. Этот процесс называется  фотосинтезом. Он происходит в хлоропластах.

Растительная (слева) и животная эукариотические клетки.

Клетки животных и растений поддерживаются цитоскелетом и плазматической мембраной. В дополнение к этим структурам растительные клетки имеют внешнюю клеточную стенку, состоящую в основном из целлюлозы (а у грибов — в основном из хитина).

У растительных клеток также есть большая центральная вакуоль, которая поддерживает их форму. Она наполнена растительным соком (водой с растворенными в ней веществами). И растения, и животные клетки используют множество мелких пузырьков для хранения отходов, транспортировки материалов и выполнения многих других функций.

Читайте также:

Некоторые формы жизни любят погорячее

Ученые случайно открыли новое царство эукариотов