Selon le niveau d'organisation, les cellules sont divisées en procaryotes et eucaryotes.

Aux procaryotes (de lat. pro- avant, au lieu de et grec. caryon- core) comprennent les organismes du royaume Drobyanka : bactéries et algues bleu-vert. Les cellules procaryotes sont petites et ne dépassent pas 30 microns. Certaines espèces ont des cellules d'environ 0,2 micron de diamètre.

Les cellules procaryotes n'ont pas de noyau et d'organites cellulaires (sauf pour les ribosomes). Seules quelques bactéries qui vivent dans les plans d'eau ou les capillaires du sol remplis d'humidité ont des vacuoles gazeuses spécifiques. En raison des changements de volume de gaz dans les vacuoles, les bactéries peuvent se déplacer dans un environnement aquatique avec une consommation d'énergie minimale.

Bactéries organismes majoritairement unicellulaires. Avoir une paroi cellulaire, qui comprend murein ... La muréine est une molécule unique. La composition des parois cellulaires des bactéries comprend également des protéines, des lipopolysaccharides, des phospholipides, etc. Parfois, de l'extérieur, la paroi cellulaire est recouverte d'une capsule muqueuse constituée de polysaccharides. Il n'est pas très étroitement lié à la cellule et peut être facilement détruit par l'action de certains composés. La membrane plasmique est étroitement attachée à la paroi cellulaire. La paroi cellulaire des bactéries a des propriétés antigéniques, selon lesquelles les leucocytes synthétisent des anticorps contre elles.

Les cellules bactériennes sont capables d'adhérer à différents substrats et de se coller les unes aux autres grâce aux lipopolysaccharides de la paroi cellulaire.

Le cytoplasme des procaryotes contient des ribosomes, diverses inclusions, une ou deux régions nucléaires - nucléoïdes - avec du matériel héréditaire sous la forme d'une molécule d'ADN circulaire. Cette zone est attachée à la surface interne de la membrane plasmique à un endroit spécifique. L'ADN ne forme pas de complexe avec les protéines.

Les ribosomes des procaryotes ont une structure similaire aux ribosomes des cellules eucaryotes.

La membrane plasmique forme des plis de formes diverses à l'intérieur de la cellule. Les principaux processus vitaux des bactéries s'effectuent sur les membranes internes : respiration, chimiosynthèse, photosynthèse. Dans les cellules de certaines cyanobactéries, il existe des structures membranaires sphériques qui contiennent des pigments photosynthétiques.

Peut avoir un flagelle (un ou plusieurs). Les flagelles peuvent être beaucoup plus longs que la cellule elle-même. Leur structure est plus simple que celle des flagelles eucaryotes. Inclure des protéines flagelline .

Les bactéries sont principalement immobiles - elles se fixent à la surface du substrat ou contribuent à la fixation des cellules (au cours du processus sexuel) à l'aide de croissances filamenteuses spéciales ou de formations tubulaires de protéines ou de polysaccharides - vu ou fimbrium .

Des grappes de bactéries peuvent être entourées d'une capsule muqueuse commune. Les amas de cellules peuvent se présenter sous la forme de grappes, de chaînes, etc.

Les cellules procaryotes ont été les premiers organismes vivants à apparaître sur Terre ; elles ont la structure la plus simple. Aujourd'hui, les bactéries et les archées sont classées comme procaryotes (prénucléaires), ce sont tous des organismes unicellulaires (formant rarement des colonies). Les cyanobactéries (ce sont aussi des algues bleu-vert) sont classées comme bactéries dans le rang de type.

Les procaryotes sont un groupe d'organismes non taxonomiques qui unissent les bactéries et les archées en raison de leur absence de noyau. Les bactéries et les archées se distinguent dans les rangs de différents royaumes (domaines), elles diffèrent par de nombreux processus biochimiques et sont censées avoir des chemins évolutifs différents. A côté d'eux, les eucaryotes sont le troisième super-royaume.

Les cellules de type procaryote sont plus petites que les cellules eucaryotes.

Ils n'ont pas de noyau, de véritables organites membranaires, de centre cellulaire. Un certain nombre de groupes de bactéries ont des invaginations de la membrane cytoplasmique, qui remplissent diverses fonctions en raison de la localisation de certaines enzymes sur elles. Les cyanobactéries ont des membranes photosynthétiques (vésicules, thylakoïdes, chromatophores) formées à partir de la membrane cellulaire. Ils peuvent rester en contact avec elle et ils peuvent être isolés.

Le matériel génétique des procaryotes se trouve dans le cytoplasme. Son volume principal est concentré dans le nucléoïde - une molécule d'ADN circulaire, en un seul endroit attaché à la membrane cytoplasmique. Il n'est pas lié aux protéines histones comme chez les eucaryotes. Dans les cellules procaryotes, la mise en œuvre de l'information génétique est régulée différemment. En plus du nucléoïde, il existe également des plasmides (petites molécules d'ADN circulaires). Presque tout l'ADN est transcrit (alors que les eucaryotes en ont généralement moins de la moitié).

Les procaryotes sont presque toujours haploïdes. De nouvelles cellules sont formées par division binaire, avant laquelle le nucléoïde est doublé. Les procaryotes n'ont pas les processus de mitose et de méiose.

Leurs ribosomes sont plus petits que les eucaryotes.

Le cytoplasme des procaryotes est presque immobile. Le mouvement amiboïde n'est pas caractéristique.

L'entrée des substances dans la cellule procaryote s'effectue par osmose.

Il existe des autotrophes et des hétérotrophes. La méthode de nutrition autotrophe s'effectue non seulement par photosynthèse, mais également par chimiosynthèse (l'énergie ne provient pas de la lumière du soleil, mais de réactions chimiques d'oxydation de diverses substances).

Selon l'hypothèse symbiotique, les mitochondries et les plastes ont évolué à partir de certains groupes de cellules procaryotes qui ont envahi une autre cellule.

Les cellules bactériennes se distinguent par une variété de formes (en bâtonnets, arrondis, frisés, etc.). Ils ont une membrane cellulaire complexe (constituée d'une paroi cellulaire, d'une capsule, d'une membrane muqueuse), de flagelles et de villosités.

Les procaryotes comprennent les bactéries et les algues bleu-vert (cyanée). L'appareil héréditaire des procaryotes est représenté par une molécule d'ADN circulaire qui ne forme pas de liaisons avec les protéines et contient une copie de chaque gène - les organismes haploïdes. Le cytoplasme contient un grand nombre de petits ribosomes ; les membranes internes sont absentes ou mal exprimées. Les enzymes du métabolisme plastique sont localisées de manière diffuse. L'appareil de Golgi est représenté par des bulles individuelles. Les systèmes enzymatiques du métabolisme énergétique sont situés de manière ordonnée sur la surface interne de la membrane cytoplasmique externe. A l'extérieur, la cellule est entourée d'une épaisse paroi cellulaire. De nombreux procaryotes sont capables de sporulation dans des conditions d'existence défavorables ; en même temps, une petite zone du cytoplasme contenant de l'ADN est libérée et est entourée d'une épaisse capsule multicouche. Les processus métaboliques au sein de la spore cessent pratiquement. Une fois dans des conditions favorables, la spore est convertie en une forme cellulaire active. La reproduction des procaryotes se fait par simple division en deux.

Cellules procaryotes et eucaryotes (T. A. Kozlova, V. S. Kuchmenko. Biologie dans les tableaux. M., 2000)

Panneaux	Procaryotes	Eucaryotes
1 MEMBRANE NUCLÉAIRE	Absent	Il y a
MEMBRANE PLASMA	Il y a	Il y a
MITOCHONDRIE	Absent	Il y a
EPS	Absent	Il y a
Ribosomes	Il y a	Il y a
VACUOLI	Absent	Il y a (particulièrement typique pour les plantes)
LYSOSOMES	Absent	Il y a
PAROI CELLULAIRE	Oui, se compose d'une substance hétéropolymère complexe	Absent dans les cellules animales, dans les cellules végétales il est constitué de cellulose
CAPSULE	S'il est présent, il est composé de composés protéiques et sucrés	Absent
COMPLEXE GOLGI	Absent	Il y a
DIVISION	Simple	Mitose, amitose, méiose

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CARACTÉRISTIQUES DES MICRO-ORGANISMES - OBJETS DE PRODUCTIONS BIOTECHNOLOGIQUES

Les objets de la microbiologie industrielle et de la biotechnologie comprennent les bactéries, les levures, les champignons microscopiques (moisissures), les cultures de cellules végétales et animales, ainsi que les structures subcellulaires (virus, plasmides, ADN mitochondrial et chloroplastique, ADN nucléaire).

Les formes cellulaires, y compris les organismes procaryotes et eucaryotes, diffèrent de plusieurs manières fondamentales. Cependant, les propriétés générales, technologiquement importantes, des micro-organismes sont :

· grande vitesse des processus métaboliques. Ceci est dû au rapport important entre la surface d'échange et le volume de la cellule. Pour les micro-organismes, toute la surface cellulaire est une surface d'échange. Étant donné que les cellules bactériennes sont les plus petites, elles se développent et se développent plus rapidement que tous les micro-organismes, suivies par les levures et les champignons. À son tour, le taux des processus métaboliques chez les micro-organismes est des dizaines et des centaines de milliers de fois plus élevé que chez les animaux. Par exemple, dans le corps d'un taureau pesant 500 kg en 24 heures, environ 0,5 kg de protéines se forme ; dans le même temps, 500 kg de levure peuvent synthétiser plus de 50 000 kg de protéines ;

· plasticité d'échange - grande capacité d'adaptation (s'adapter à de nouvelles conditions d'existence). La flexibilité incomparablement plus grande des processus métaboliques chez les micro-organismes par rapport aux plantes et aux animaux s'explique par leur capacité à synthétiser des enzymes inductibles, c'est-à-dire des enzymes qui ne se forment dans la cellule que si les substances appropriées sont présentes dans l'environnement ;

· degré élevé de variabilité. Le degré plus élevé de variabilité des micro-organismes par rapport aux macro-organismes est associé au fait que la plupart des micro-organismes sont des organismes unicellulaires. Il est plus facile d'agir sur une seule cellule que sur un organisme constitué de plusieurs cellules. Un degré élevé de variabilité, une croissance et un développement rapides, un taux élevé de processus métaboliques, la formation de nombreux descendants - toutes ces propriétés des micro-organismes en font des objets extrêmement pratiques pour l'analyse génétique, car les expériences peuvent être réalisées en peu de temps sur un grand nombre d'individus.

La structure d'une cellule procaryote (bactérienne)

Une caractéristique des procaryotes est l'absence d'un système de membranes intracellulaires.

Paroi cellulaire donne forme à la cellule, protège la cellule des influences extérieures (c'est une barrière mécanique de la cellule), protège la cellule de la pénétration d'excès d'humidité dans celle-ci.

Selon la composition chimique et la structure de la paroi cellulaire, les bactéries sont divisées en gram-positives (Gram +) et gram-négatives (Gram-).

La paroi cellulaire de Gram + est constituée de peptidoglycane - mureina(jusqu'à 90 -95%), acides teichoïques, polysaccharides. Il a une structure monocouche, étroitement adjacente à la membrane cytoplasmique.

Les bactéries à Gram entrant dans la composition de la paroi cellulaire de la muréine sont petites (5 à 10 %), les acides téichoïques sont absents, les lipoprotéines et les lipopolysaccharides sont contenus en grande quantité.

La paroi cellulaire des bactéries Gram est beaucoup plus mince que celle des Gram +, mais a une structure à deux couches. La couche externe est constituée de lipoprotéines et de lipopolysaccharides, qui empêchent la pénétration de substances toxiques. Par conséquent, les bactéries Gram sont plus résistantes aux antibiotiques, aux produits chimiques toxiques, et la lutte contre ces micro-organismes dans la production alimentaire est moins efficace que contre les bactéries Gram +.

Membrane cytoplasmique(CPM) joue un rôle important dans la nutrition cellulaire, a une perméabilité sélective. Se compose d'un complexe protéine-lipide, a une structure à trois couches. À l'extérieur de la membrane se trouvent des protéines porteuses qui transportent les nutriments dans la cellule, et à l'intérieur se trouvent des enzymes redox et hydrolytiques. Une couche de phospholipides est située entre les deux couches de protéines.

Mésosomes - formations membranaires, saillies du CPM. Grâce à eux, la surface d'échange de la cellule augmente. Ils participent aux processus énergétiques et participent également aux processus de division cellulaire (reproduction).

Cytoplasme - contenu intracellulaire, solution colloïdale semi-liquide. Il contient jusqu'à 70 à 80 % d'eau de la masse cellulaire, des enzymes, des substrats alimentaires et des produits métaboliques de la cellule. Tous les composants d'une cellule procaryote sont situés dans le cytoplasme.

Nucléoïde - le porteur de l'information héréditaire, seul chromosome d'une cellule procaryote, participe à la reproduction. C'est une formation compacte qui occupe une région centrale dans le cytoplasme et se compose d'un brin d'ADN double brin torsadé en hélice fermé en anneau.

De nombreuses bactéries, ainsi que l'ADN chromosomique, contiennent également de l'ADN extrachromosomique, également représenté par des doubles hélices fermées en anneau. Ces éléments d'ADN à réplication autonome sont appelés plasmides.

Ribosomes - petits granules contenant de l'ARN (60%) et des protéines (40%). La synthèse des protéines cellulaires s'effectue sur les ribosomes.

Substances de rechange. Ils sont constitués de granules de polysaccharide (glycogène de la granulosa), d'inclusions de soufre, de gouttes grasses (contiennent de l'acide poly-b-butyrique), de volutine (granules de polyphosphate).

Les formes mobiles des bactéries ont flagelles (8), de longs filaments composés d'une protéine structurelle appelée flageline. Flagelles attachés au CPM à l'aide de deux paires de disques de base - le corps basal (9).

Les bactéries photosynthétiques ont dans leurs cellules thylakoïdes (10),à l'aide de laquelle la photosynthèse est effectuée.

Les bactéries muqueuses ont gélule (11) ou une membrane muqueuse, souvent constituée de polysaccharides, moins souvent de polypeptides. C'est une barrière protectrice supplémentaire de la cellule, source de nutriments de réserve.

Une cellule est une unité élémentaire de la structure et de la vie de tout vivant organismes(sauf virus, qui sont souvent décrites comme des formes de vie non cellulaires), qui a son propre métabolisme, est capable d'existence indépendante, d'auto-reproduction et de développement. Tous les organismes vivants soit, en tant que multicellulaires animaux, les plantes et champignons, se composent de plusieurs cellules, ou, autant de protozoaires et bactéries sommes organismes unicellulaires... La section de biologie traitant de l'étude de la structure et de l'activité vitale des cellules a été nommée cytologie... Depuis peu, il est aussi d'usage de parler de biologie cellulaire, ou biologie cellulaire.

Particularités des cellules végétales et animales

Panneaux	Cellule de plante	Cage pour animaux
Plastides	Chloroplastes, chromoplastes, leucoplastes	Absent
Façon de manger	Autotrophe (phototrophe, chimiotrophe)
Synthèse d'ATP	Dans les chloroplastes, les mitochondries	Dans les mitochondries
Répartition de l'ATP	Dans les chloroplastes et toutes les parties de la cellule où l'énergie est nécessaire	Dans toutes les parties de la cellule où l'énergie est nécessaire
Centre cellulaire	Dans les plantes inférieures	Dans toutes les cellules
Paroi cellulaire en cellulose	Situé à l'extérieur de la membrane cellulaire	Absent
Inclusions	Réserver les nutriments sous forme de grains d'amidon, de protéines, de gouttes d'huile; vacuoles avec sève cellulaire; cristaux de sel	Réserver les nutriments sous forme de céréales et de gouttes (protéines, lipides, glucides, glycogène) ; produits finaux métaboliques, cristaux de sel, pigments
	Grandes cavités remplies de sève cellulaire - une solution aqueuse de diverses substances (produits de rechange ou finaux). Réservoirs osmotiques de la cellule.	Vacuoles contractiles, digestives, excrétrices. Généralement petit.

Signes généraux 1. L'unité des systèmes structuraux - cytoplasme et noyau. 2. La similitude des processus du métabolisme et de l'énergie. 3. Unité du principe du code héréditaire. 4. Structure membranaire universelle. 5. L'unité de la composition chimique. 6. La similitude du processus de division cellulaire.

Structure cellulaire

Toutes les formes de vie cellulaire sur Terre peuvent être divisées en deux règnes en fonction de la structure de leurs cellules constituantes :

les procaryotes (prénucléaires) ont une structure plus simple et sont apparus plus tôt dans le processus d'évolution;

eucaryotes (nucléaires) - plus complexes, sont apparus plus tard. Les cellules qui composent le corps humain sont eucaryotes.

Malgré la variété des formes, l'organisation des cellules de tous les organismes vivants est subordonnée à des principes structurels uniformes.

Le contenu de la cellule est séparé de l'environnement par la membrane plasmique, ou membrane plasmique. À l'intérieur, la cellule est remplie de cytoplasme, dans lequel se trouvent divers organoïdes et inclusions cellulaires, ainsi que du matériel génétique sous la forme d'une molécule d'ADN. Chacun des organoïdes de la cellule remplit sa propre fonction spéciale et, ensemble, ils déterminent tous l'activité vitale de la cellule dans son ensemble.

Cellule procaryote

La structure d'une cellule procaryote typique : capsule, paroi cellulaire, plasmolemme, cytoplasme,ribosomes, plasmide, buvait, flagelle,nucléoïde.

Procaryotes (de lat. pro- avant, avant et grec κάρῠον - coeur, noix) - organismes qui, contrairement aux eucaryotes, n'ont pas de noyau cellulaire formé et d'autres organites membranaires internes (à l'exception des citernes plates chez les espèces photosynthétiques, par exemple, dans cyanobactéries). La seule grande molécule double brin circulaire (chez certaines espèces - linéaire) ADN, qui contient la majeure partie du matériel génétique de la cellule (le soi-disant nucléoïde) ne forme pas de complexe avec les protéines histones(ainsi appelé chromatine). Les procaryotes comprennent bactéries, comprenant cyanobactéries(algues bleu-vert), et archée... Les descendants des cellules procaryotes sont organites des cellules eucaryotes - mitochondries et plastes... Le contenu principal de la cellule, qui remplit tout son volume, est un cytoplasme granuleux visqueux.

Cellule eukaryotique

Les eucaryotes sont des organismes qui, contrairement aux procaryotes, ont une structure cellulaire formalisée coeur séparé du cytoplasme par l'enveloppe nucléaire. Le matériel génétique est enfermé dans plusieurs molécules d'ADN double brin linéaires (selon le type d'organismes, leur nombre par noyau peut varier de deux à plusieurs centaines), attachées de l'intérieur à la membrane du noyau cellulaire et formant dans le vaste majorité (sauf dinoflagellés) un complexe avec des protéines histones appelé chromatine... Dans les cellules eucaryotes, il existe un système de membranes internes qui, en plus du noyau, forment un certain nombre d'autres organites (réticulum endoplasmique, Appareil de Golgi et etc.). De plus, la grande majorité ont des cellules intracellulaires permanentes symbiotes- procaryotes - mitochondries, et dans les algues et les plantes - aussi plastes.

Structure cellulaire eucaryote

Une représentation schématique d'une cellule animale. (Lorsque vous cliquez sur l'un des noms des éléments constitutifs de la cellule, vous accédez à l'article correspondant.)

Complexe de surface d'une cellule animale

Se compose de glycocalyx, de plasmalemme et de la couche corticale située en dessous cytoplasme... La membrane plasmique est également appelée plasmalemme, la membrane cellulaire externe. C'est une membrane biologique, d'environ 10 nanomètres d'épaisseur. Tout d'abord, il assure une fonction de délimitation par rapport à l'environnement extérieur à la cellule. De plus, elle exécute fonction de transport... La cellule ne dépense pas d'énergie pour maintenir l'intégrité de sa membrane : les molécules sont retenues selon le même principe par lequel les molécules de graisse sont maintenues ensemble - hydrophobe il est thermodynamiquement plus favorable que des parties de molécules soient situées à proximité les unes des autres. Le glycocalyx est une molécule d'oligosaccharides, de polysaccharides, de glycoprotéines et de glycolipides « ancrés » dans la membrane plasmique. Le glycocalyx remplit des fonctions de récepteur et de marqueur. Membrane plasma animaux Les cellules sont principalement constituées de phospholipides et de lipoprotéines avec des molécules de protéines incorporées, en particulier des antigènes et des récepteurs de surface. Dans la couche corticale (adjacente à la membrane plasmique) du cytoplasme, il existe des éléments spécifiques du cytosquelette - des microfilaments d'actine ordonnés d'une certaine manière. La fonction principale et la plus importante de la couche corticale (cortex) sont les réactions pseudopodiales : éjection, fixation et contraction des pseudopodes. Dans ce cas, les microfilaments sont réarrangés, allongés ou raccourcis. La forme de la cellule dépend également de la structure du cytosquelette de la couche corticale (par exemple, la présence de microvillosités).