Этапыэволюцииклетки.Гипотезыпроисхожденияэукариотическихклеток.

Эволюцияклетки

Существуютдваэтапавэволюцииклетки:

1.Химический.

2.Биологический.

Химическийэтапначалсяоколо4,5млрдлетназад.Поддействиемультрафиолетовогоизлучения,радиации,грозовыхразрядов(источникиэнергии)происходилообразованиесначалапростыххимическихсоединений–мономеров,азатемболеесложных–полимеровиихкомплексов(углеводов,липидов,белков,нуклеиновыхкислот).

Биологическийэтапобразованияклетокначинаетсяспоявленияпробионтов–обособленныхсложныхсистем,способныхксамовоспроизведению,саморегуляциииестественномуотбору.Пробионтыпоявились3-3,8млрд.летназад.Отпробионтовпроизошлипервыепрокариотическиеклетки–бактерии.Эукариотическиеклеткипроизошлиотпрокариот(1-1,4млрд.летназад)двумяпутями:

1)Путемсимбиозанесколькихпрокариотическихклеток–этосимбиотическаягипотеза;

2)Путеминвагинацииклеточноймембраны.Сутьинвагинационнойгипотезызаключаетсявтом,чтопрокариотическаяклеткасодержаланесколькогеномов,прикрепленныхкклеточнойоболочке.Затемпроисходилаинвагинация–впячивание,отшнуровкаклеточноймембраны,иэтигеномыпревращалисьвмитохондрии,хлоропласты,ядро.

Гипотезыпроисхожденияэукариотическихклеток.

Происхождениеэукариот

РасцветэукариотнаЗемленачалсяоколо1млрдлетназад,хотяпервыеизнихпоявилисьнамногораньше(возможно2,5млрдлетназад).Происхождениеэукариотмоглобытьсвязаносвынужденнойэволюциейпрокариотическихорганизмовватмосфере,котораясталасодержатькислород.

Симбиогенез—основнаягипотезапроисхожденияэукариот

Существуетнесколькогипотезопутяхвозникновенияэукариотическихклеток.Наиболеепопулярная— симбиотическаягипотеза(симбиогенез). Согласноей,эукариотыпроизошливрезультатеобъединенияводнойклеткеразныхпрокариот,которыесначалавступиливсимбиоз,азатем,всеболееспециализируясь,сталиорганоидамиединогоорганизма-клетки.Какминимумсимбиотическоепроисхождениеимеютмитохондрииихлоропласты(пластидывообще).Произошлиониотбактериальныхсимбионтов.

Инвагинационнаягипотезапроисхожденияэукариот

Кромесимбиогенезасуществуютидругиевзглядынапроисхождениеэукариот.Например, инвагинационнаягипотеза. Согласноей,предкомэукариотическойклеткибылнеанаэробный,ааэробныйпрокариот.Ктакойклеткемоглиприкреплятьсядругиепрокариоты.Потомихгеномыобъединялись.

Ядро,митохондрииипластидывозниклипутемвпячиванияиотшнуровыванияучастковклеточноймембраны.ВэтиструктурыпопадалачужероднаяДНК.

Усложнениегеномапроисходиловпроцесседальнейшейэволюции.

Инвагинационнаягипотезапроисхожденияэукариотхорошообъясняетналичиедвойноймембраныуорганелл.Однакоонанеобъясняет,почемусистемабиосинтезабелкавхлоропластахимитохондрияхсходнаспрокариотической,втовремякактаковаявядерно-цитоплазматическомкомплексеимеетключевыеотличия.

Структураифункциябелков.

Строениебелков

Белки(протеины)составляют50%отсухоймассыживыхорганизмов.Белкисостоятизаминокислот.Укаждойаминокислотыестьрадикал(понимаминокислотыотличаютсядруготдруга)аминогруппаикислотная(карбоксильная)группа,привзаимодействиикоторыхполучаетсяпептиднаясвязь,поэтомубелкиещеназываютполипептидами.

Пептиднаясвязь:–С–N–IIIOH

Структурыбелка

Первичнаяструктура –цепочкаизаминокислот,связанныхпептиднойсвязью(сильной,ковалентной).Чередуя20аминокислотвразномпорядке,можнополучатьмиллионыразныхбелков.Еслипоменятьвцепочкехотябыоднуаминокислоту,строениеифункциибелкаизменятся(геннаямутация,например,СКА).Поэтомупервичнаяструктурасчитаетсясамойглавнойвбелке.

Вторичнаяструктура –спираль.Удерживаетсяводороднымисвязями(слабыми).
Третичнаяструктура –глобула(шарик).Четыретипасвязей:

дисульфидная(серныймостик)сильная,

остальныетри(ионные,гидрофобные,водородные)–слабые.

Формаглобулыукаждогобелкасвоя,отнеезависятфункции.Приденатурацииформаглобулыменяется,иэтосказываетсянаработебелка.
Четвертичнаяструктура –имеетсянеувсехбелков.Состоитизнесколькихглобул,соединенныхмеждусобойтемижесвязями,чтоивтретичнойструктуре.(Например,гемоглобин.)

Функциибелковспримерами

1.Сигнальная(рецепторная)

· адренорецепторсообщаетклеткеоприсоединенииадреналина

· родопсинразлагаетсяподвоздействиемсветаизапускаетцепочкуреакций,возбуждающихпалочку

2.Ферментативная(каталитическая)

· амилазарасщепляеткрахмалдомальтозы

· каталазарасщепляетперекисьводородадоводыикислорода

· ДНК-полимеразасинтезируетДНК

3.Строительная(структурная)

· коллагенпридаетупругостьсоединительнойткани

· восновномизкератинасостоятрога,копыта,ногти,волосы

4.Двигательная

· актинимиозинвходятвсоставмиофибрилл

· динеиникинезинобеспечиваютдвижениехромосомпонитямверетенаделения

5.Транспортная

· гемоглобинпереноситкислород

· калий-натриеваяАТФ-азазасчетэнергииАТФвыкачиваетизклетки3натрияизакачивает2калия

6.Защитная

· антитела(иммуноглобулины)присоединяютсякантигенам,уменьшаяихактивность

· белкисистемыкомплементаразрушаютоболочкубактерий

7.Регуляторная

· инсулинускоряетработуглюкозныхпереносчиковвмембране

· гормонроста(соматотропин)усиливаетросторганизма

8.Запасные(резервные)

· казеин–белокмолока

· многобелковсодержитсявсеменах,например,бобовых