Особенности реализации прокариотических и эукариотических клеток. Основные компоненты эукариотической клетки.

Рассматривая клеточный уровень организации живой материи необходимо остановиться на характеристике ее как системы.

1. Живая клетка - это способная к саморегуляции и самовоспроизведению система, извлекающая энергию и ресурсы из окружающей среды.

2. В клетке протекает большое количество различных реакций, регуляция скорости которых осуществляется самой клеткой.

3. Клетка поддерживает себя в стационарном динамическом состоянии.

4. Клетка способна точно самовоспроизводиться.

                   Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм - одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных.

                   В клеточной теории обобщены представления о строении клеток как единиц живого, об их воспроизведении и роли в формировании многоклеточных организмов.

Выделяют два основных типа организации клеток: прокариотический и эукариотический типы клеточной организации.

                   Прокариотические клетки (бактерии и сине-зеленые водоросли) имеют мелкие размеры (0.5-3.0 мкм в диаметре или по длине). Характерно отсутствие обособленного ядра, генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. Генетический аппарат представлен ДНК - единственной кольцевой хромосомой, укладка ДНК без участия гистонов. Благодаря значительному количеству основных ди-аминокислот аргинина и лизина они имеют щелочной характер. У прокариот отсутствует ядерная оболочка. Основная масса ДНК прокариот (около 95%) активно транскрибируется в каждый данный момент времени. Гены прокариот состоят целиком из кодирующих нуклеотидных последовательностей, реализующихся в ходе синтеза белков, т-РНК, или р-РНК. Для прокариот характерно проявление в фенотипе практически каждой мутации в сочетании с коротким временем генерации. Вместе с тем не свойственны внутриклеточные перемещения цитоплазмы и амебоидное движение. Существуют в гаплоидной фазе.

                   Мембранные органоиды отсутствуют, их функцию выполняют различные впячивания плазматической мембраны (мезосомы, тилакоиды); в цитоплазме имеются мелкие рибосомы (коэффициент седиментации 70S).У бактерий обнаружены все основные метаболические пути,включая три главных процесса получения энергии - гликолиз, дыхание и фотосинтез. Прокариоты существуют как в анаэробной, так и в аэробной среде.

                   Прокариоты были единственной формой жизни на Земле по крайней мере в течение 2 млрд. лет. Однако следы деятельности бактерии обнаружены уже уже в архейской эре (3 - 3,5 млрд. лет назад).

                   Согласно современным представлениям эукариотические клетки появились менее 1 млрд. лет назад. Наиболее популярны в настоящее время симбиотическая гипотеза, инвагинационная и гипотеза клонирования элементов генома (ДНК). Эукариотический тип клеточной организации дает широкое разнообразие живых форм от одноклеточных простейших до млекопитающих и человека.

                   В эукариотических клетках имеются следующие важные структуры: клеточная мембрана, ядро, комплексы как общеклеточных, так и специальных органоидов. Наследственный материал эукариот больше по объему, чем у прокариот. Расположен в хромосомах. Хромосомный уровень организации наследственного материала обеспечивает в эукариотической клетке определенный характер функционирования отдельных генов, тип их наследования, регуляцию их активности. Хромосомы имеют сложную химическую организацию. Нарастающее увеличение количества ДНК у эукариот наблюдается в процессе прогрессивной эволюции. На этом фоне большая часть ДНК является “молчащей”, т.е. не кодирует аминокислоты в белках или последовательности нуклеотидов в р-РНК и т-РНК. Даже в пределах одного гена молчащие (интроны) и кодирующие (экзоны) участки могут перемещаться. В составе ДНК обнаруживаются повторяющиеся последовательности. Наблюдается чередование гаплоидной и диплоидной фаз. Цитоплазма в живой клетке движется. Эукариоты существуют в основном в аэробных условиях.