Клетка - Прокариоти и еукариоти

Типове клетъчна организация - прокариоти, еукариоти и мезокариоти

Прокариотните клетки са дребни, без сложна вътрешна организация.

Прокариотите са разнообразни по форма, дребни клетки (0.1-3μm), с цитоплазма оградена от плазмена мембрана и здрава клетъчна стена. Някои от тях формират още капсула, реснички и камшичета. Те притежават повечето от метаболитичните процеси характерни за еукариотите, но тези процеси не протичат в мембранно ограничени органели. Вътрешната структура на прокариотните клетки е изключително просто организирана. Имат една циклична ДНК молекула разположена директно в цитоплазмата близо до централната част на клетката и рибозоми. Плазмената им мембрана образува вгъвания и извършва някои от функциите на липсващите органели. Размножават се с просто делене, без да се образува делително вретено. Възникнали са преди 3-3.5 милиарда години. Относително малък брой организми влизат в групата на прокариотите - микоплазми, бактерии и синьо-зелени делки.

Еукариотните клетки имат сложна вътрешна организация

еукариотна растителна клеткаЕукариотните клетки имат далеч по-сложна вътрешна организация от прокариотите. Основна тяхна характеристика е компартменизацията. Те притежават голямо количество органели - мембранно ограничени структури, вътре в които едновременно и независимо едни от други протичат многобройни биохимични процеси. Например, растителните клетки имат голяма, ограничена с единична мембрана централна вакуола, в която се съхраняват протеини, захари, пигменти, отпадни продукти. И растителните и животинските клетки притежават силно развита ендомембранна система от цистерни и мехурчета - ендоплазнена мрежа, апарат на Голджи, транспортни мехурчета, микротелца. ДНК молекулите са разположени в оградено с две мембрани ядро, като всяка ДНК молекула е спирализирана  и компактизирана с протеини. Вътрешната структура на еукариотните клетки се поддържа от цитоскелет. Размерът им варира между 10-100μm. Деленето им е чрез митоза и мейоза. Възникнали са от прокариотите преди около 1.5 милиарда години.
Всички организми с изключение на бактериите, микоплазмите и синьо-зелените делки са изградени от еукариотни клетки.

Мезокариотите имат междинен тип на клетъчна организация

Те имат ядро с двойна мембрана и обособени хромозоми (като еукариотите), но хромозомите им не съдържат хистонови белтъци (като прокариотите). Протичането на митозaта е различно от това на еукариотите.

 

Сходства между прокариотните, мезокариотните и еукариотните клетки

Независимо от различията, прокариотните, мезокариотните и еукариотните клетки имат редица сходства. И при трите типа клетки:

  • Белтъчният синтез се извършва по обща схема с участието на рибозоми
  • Репликацията и синтезът на ДНК се извършва по един и същи принцип
  • Енергетичните процеси са сходни
  • Плазмените мембрани имат избирателна пропускливост и способност за активен транспорт навън и навътре в клетката
  • Могат самостоятелно да се възпроизвеждат

 

На практика, прокариотите притежават по-голяма част от метаболитичните функции на еукариотите, но те не протичат в добре обособени компартменти (зони) наречени органели.

 

Еукариотните клетки произлизат от прокариотните

Съществуват две теории обясняващи произхода на еукариотната клетка.
Теория за филиацията - според която органелите в еукариотната клетката са възникнали постепенно, в резултат на вгъването на плазмената мембрана и обособяването на специализирани органели изпълняващи различни функции - ядро, ендоплазмена мрежа, апарат на Голджи, митохондрии, пластиди.

Теория за серийната ендосимбиоза - според която еукариотната клетка е произлязла по пътя на еволюцията, чрез обединяването на няколко типа (най-малко 4) самостоятелни прокариотни клетки и установяване на симбиотични взаимоотношения между тях. За родоначалник на еукариотните клетки се приемат анаеробни прокариоти (термоплазми) в които чрез фагоцитоза са проникнали: аеробни хетеротрофни бактерии, които са дали начало на митохондриите; спироплазми, които са внесли съкратителните белтъци; и цианобактерии, които са дали начало на хлоропластите.

В подкрепа на теорията за ендосимбиозата има следните доказателства:

1. Митохондриите и хлоропластите са сходни с бактериите по размер и устройство.
2. Митохондриите и хлоропластите имат двойни мембрани с различен химичен строеж, като външната произлиза от плазмената мембрана на клетката домакин, а вътрешната е образувана от плазмената мембрана на аеробната бактерия.
3. И митохондриите и хлоропластите съдържат своя собствена циклична ДНК сходна с тази на бактериите.
4. Митохондриите и хлоропластите имат собствени (70S) рибозоми, с РНК сходна по състав с тези на бактериите (има същата последователност на аминокиселините)
5. Лабораторни изследвания показват, че амеби заразени от бактерии стават зависими от тях.