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
Еукариотните 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.