За рівнем організації клітини ділять на прокаріотичні та еукаріотичні.

До прокаріотів (від лат. pro- Перед, замість і грец. каріон– ядро) відносять організми царства Дробянки: бактерії та синьо-зелені водорості. Клітини прокаріотів мають маленькі розміри і не перевищують 30 мкм. Деякі види мають клітини діаметром близько 0,2 мкм.

Клітини прокаріотів не мають ядра і клітинних органел (крім рибосом). Лише в деяких бактерій, які живуть у водоймах чи капілярах ґрунту, заповнених вологою, трапляються специфічні газові вакуолі. Завдяки змінам обсягу газів у вакуолях бактерії можуть рухатися у водному середовищі з мінімальними витратами енергії.

Бактерії переважно одноклітинні організми. Мають клітинну стінку, до складу якої входить муреїн . Муреїн є єдиною молекулою. До складу клітинних стінок бактерій також входять білки, ліпополісахариди, фосфоліпіди тощо. Іноді ззовні клітинна стінка покрита слизовою капсулою, що складається з полісахаридів. Вона не дуже міцно пов'язана з клітиною і може легко руйнуватись під дією певних сполук. До клітинної стінки щільно прилягає плазматична мембрана. Клітинна стінка бактерій має антигенні властивості, згідно з якими лейкоцити синтезують до них антитіла.

Клітини бактерій здатні прилипати до різних субстратів і злипатися між собою завдяки липополисахаридам клітинної стінки.

У цитоплазмі прокаріотів містяться рибосоми, різноманітні включення, одна або дві ядерні ділянки - нуклеоїди – із спадковим матеріалом у вигляді кільцевої молекули ДНК. Ця ділянка прикріплена до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани у певному місці. ДНК не утворює комплексу із білками.

Рибосоми прокаріотів за будовою подібні до рибосом еукаріотичних клітин.

Плазматична мембрана утворює усередині клітини складки різної форми. На внутрішніх мембранах здійснюються основні процеси життєдіяльності бактерій: дихання, хемосинтез, фотосинтез. У клітинах деяких ціанобактерій є кулясті мембранні структури, в яких знаходяться фотосинтезуючі пігменти.

Можуть мати джгутик (один чи кілька). Джгутики можуть бути значно довшими за саму клітину. Будова їх більш проста, ніж будова джгутиків еукаріотів. Включають до свого складу білок флагеллін .

Бактерії переважно нерухомі – прикріплюються до поверхні субстрату або сприяють прикріпленню клітин (під час статевого процесу) за допомогою спеціальних ниткоподібних наростів або трубчастих утворень із білків або полісахаридів. пилок або фімбрій .

Скупчення бактерій можуть бути оточені загальною слизовою оболонкою. Скупчення клітин можуть мати вигляд грона, ланцюжка тощо.

Прокаріотичні клітини були першими живими організмами, що з'явилися на Землі, вони мають найпростішу будову. На сьогоднішній день до прокаріотів (доядерних) відносять бактерій та архей, всі вони одноклітинні організми (рідко утворюють колонії). Ціанобактерій (вони ж синьо-зелені водорості) відносять до бактерій у ранзі типу.

Прокаріоти - це нетаксономічна група організмів, що поєднує бактерій та архей за ознакою відсутності у них ядра. Бактерії та археї виділяються в рангах різних надцарств (доменів), вони різняться між собою багатьма біохімічними процесами і, як вважається, мають різні еволюційні шляхи. Крім них, третім надцарством є еукаріоти.

Клітини прокаріотичного типу дрібніші за клітини еукаріотів.

Вони не мають ядра, справжніх мембранних органел, клітинного центру. У ряду груп бактерій є вп'ячування цитоплазматичної мембрани, які виконують різні функції за рахунок локалізації на них тих чи інших ферментів. Ціанобактерії мають фотосинтетичні мембрани (везикули, тилакоїди, хроматофори), утворені з клітинної мембрани. Вони можуть зберігати з нею зв'язок, а можуть бути відокремленими.

Генетичний матеріал прокаріотів знаходиться в цитоплазмі. Основний його обсяг зосереджений у нуклеоїді – кільцевій молекулі ДНК, в одному місці прикріпленої до цитоплазматичної мембрани. Вона пов'язана з білками гістонами як в еукаріотів. У прокаріотичних клітинах інакше регулюється реалізація генетичної інформації. Крім нуклеоїду є ще плазміди (дрібні кільцеві молекули ДНК). Майже вся ДНК транскрибується (у той час як у еукаріотів зазвичай менше половини).

Прокаріоти майже завжди гаплоїдні. Нові клітини утворюються шляхом бінарного поділу, перед цим нуклеоїд подвоюється. Прокаріоти не мають процесів мітозу і мейозу.

Їхні рибосоми дрібніші, ніж еукаріотів.

Цитоплазма прокаріотів майже нерухома. Не характерний амебоїдний рух.

Надходження у прокаріотичну клітину речовин здійснюється за рахунок осмосу.

Є автотрофи та гетеротрофи. Автотрофний спосіб харчування здійснюється як шляхом фотосинтезу, а й з допомогою хемосинтезу (енергія надходить немає від сонячного світла, як від хімічних реакцій окислення різних речовин).

Відповідно до симбіотичної гіпотези, в процесі еволюції від певних груп прокаріотичних клітин, що впровадилися в іншу клітину, відбулися мітохондрії та пластиди.

Клітини бактерій відрізняються різноманітною формою (паличкоподібні, округлі, звивисті та ін). У них є складна клітинна оболонка (що складається з клітинної стінки, капсули, слизового чохла), джгутики та ворсинки.

До прокаріотів відносять бактерії та синьо-зелені водорості (ціанії). Спадковий апарат прокаріотів представлений однією кільцевою молекулою ДНК, що не утворює зв'язків з білками і містить по одній копії кожного гена - гаплоїдні організми. У цитоплазмі є велика кількість дрібних рибосом; відсутні або слабко виражені внутрішні мембрани. Ферменти пластичного обміну розташовані дифузно. Апарат Гольджі представлений окремими пухирцями. Ферментні системи енергетичного обміну впорядковано розташовані на внутрішній поверхні зовнішньої цитоплазматичної мембрани. Зовні клітина оточена товстою клітинною стінкою. Багато прокаріотів здатні до спороутворення у несприятливих умовах існування; при цьому виділяється невелика ділянка цитоплазми, що містить ДНК, і оточується товстою багатошаровою капсулою. Процеси метаболізму всередині суперечки практично припиняються. Потрапляючи у сприятливі умови, суперечка перетворюється на активну клітинну форму. Розмноження прокаріотів відбувається простим розподілом надвоє.

Прокаріотичні та еукаріотичні клітини (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Біологія в таблицях. М.,2000)

Ознаки	Прокаріоти	Еукаріоти
1 ЯДЕРНА МЕМБРАНА	Відсутнє	Є
ПЛАЗМАТИЧНА МЕМБРАНА	Є	Є
МИТОХОНДРІЇ	відсутні	Є
ЕПС	Відсутнє	Є
РИБОСОМИ	Є	Є
ВАКУОЛІ	відсутні	Є (особливо характерні для рослин)
ЛІЗОСОМИ	відсутні	Є
КЛІТИННА СТІНКА	Є, складається із складної гетерополімерної речовини	Відсутня у тварин клітинах, у рослинних складається з целюлози
КАПСУЛА	Якщо є, то складається з сполук білка та цукру	Відсутнє
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖІ	Відсутнє	Є
ДІЛЕННЯ	Просте	Мітоз, амітоз, мейоз

Інші записи

10.06.2016. Хімічна організація клітини. Неорганічні речовини

Вивчення хімічного складу клітин показує, що у живих організмах немає жодних особливих хімічних елементів, властивих лише їм: саме цьому проявляється єдність хімічного складу живої і…

10.06.2016. Будова еукаріотичної клітини

Клітини, що утворюють тканини тварин і рослин, значно різняться за формою, розмірами та внутрішньою будовою. Однак усі вони виявляють подібність у головних рисах процесів життєдіяльності, обміну…

ХАРАКТЕРИСТИКА МІКРООРГАНІЗМІВ - ОБ'ЄКТІВ БІОТЕХНОЛОГІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ

До об'єктів промислової мікробіології та біотехнології можна віднести бактерії, дріжджі, мікроскопічні (цвілеві) гриби, культури клітин рослин та тварин, а також субклітинні структури (віруси, плазміди, ДНК мітохондрій та хлоропластів, ядерна ДНК).

Клітинні форми, що включають прокаріотичні та еукаріотичні організми, відрізняються за багатьма важливими ознаками. Проте загальними, важливими у технологічному аспекті, властивостями мікроорганізмів є:

· Висока швидкість обмінних процесів.Це з великим ставленням поверхні обміну до обсягу клітини. Для мікроорганізмів уся поверхня клітини є поверхнею обміну. Так як клітини бактерій найдрібніші, то вони ростуть і розвиваються швидше за всіх мікроорганізмів, за ними йдуть дріжджі та гриби. У свою чергу, швидкість обмінних процесів у мікроорганізмів у десятки та сотні тисяч разів вища, ніж у тварин. Наприклад, в організмі одного бика вагою 500 кг за 24 години утворюється приблизно 0,5 кг білка; за цей час 500 кг дріжджів можуть синтезувати понад 50 000 кг білка;

· пластичність обміну -висока здатність до адаптації (пристосування до нових умов існування). Незрівнянно велика гнучкість обмінних процесів у мікроорганізмів проти рослинами і тваринами пояснюється їхньою здатністю синтезувати індуцибельні ферменти, тобто. ферменти, які утворюються у клітині лише за наявності у середовищі відповідних речовин;

· високий рівень мінливості.Вища ступінь мінливості мікроорганізмів проти макроорганізмами пов'язані з тим, більшість мікроорганізмів є одноклітинними організмами. На окрему клітину впливати легше, ніж організм, що з безлічі клітин. Висока ступінь мінливості, швидке зростання та розвиток, висока швидкість обмінних процесів, утворення численного потомства – всі ці властивості мікроорганізмів роблять їх надзвичайно зручними об'єктами для генетичного аналізу, оскільки досліди можна проводити у стислі терміни на величезній кількості особин.

Будова прокаріотичної (бактеріальної) клітини

Характерною особливістю прокаріотів є відсутність системи внутрішньоклітинних мембран.

Клітинна стінканадає форму клітині, оберігає клітину від зовнішніх впливів (є механічним бар'єром клітини), захищає клітину від проникнення до неї надмірної кількості вологи.

За хімічним складом та будовою клітинної стінки бактерії діляться на грампозитивні (Грам +) і грамнегативні (Грам-).

Клітинна стінка Грам+ складається з пептидоглікану – муреїну(До 90 -95%), тейхоєвих кислот,полісахаридів. Вона має одношарову структуру, що щільно прилягає до цитоплазматичної мембрани.

У Грам-бактерій у складі клітинної стінки муреїну мало (5 – 10 %), тейхоєві кислоти відсутні, у великих кількостях містяться ліпопротеїди та ліпополісахариди.

Клітинна стінка Грам-бактерій значно тонша, ніж у Грам+, але має двошарову структуру. Зовнішній шар складається з ліпопротеїдів та ліпополісахаридів, які перешкоджають проникненню токсичних речовин. Тому бактерії більш стійкі до дії антибіотиків, отруйних хімічних речовин і боротьба з цими мікроорганізмами в харчових виробництвах менш ефективна, ніж з грам + бактеріями.

Цитоплазматична мембрана(ЦПМ) відіграє важливу роль у харчуванні клітини, має вибіркову проникність. Складається з білково-ліпідного комплексу, має тришарову структуру. На зовнішній стороні мембрани розташовані білки-переносники, які здійснюють транспорт поживних речовин у клітину, а на внутрішній стороні розташовані окислювально-відновлювальні та гідролітичні ферменти. Між двома білковими шарами розташовується фосфоліпідний шар.

Мезосоми -мембранні утворення, випинання ЦПМ. Завдяки їм збільшується поверхня обміну клітини. Беруть участь у енергетичних процесах, а також беруть участь у процесах поділу (розмноження) клітини.

Цитоплазма –внутрішньоклітинний вміст, напіврідкий колоїдний розчин. Тут міститься до 70 – 80 % води від маси клітини, ферменти, субстрати харчування та продукти обміну речовин клітини. У цитоплазмі розміщуються всі компоненти прокаріотичної клітини.

Нуклеоїд -носій спадкової інформації, єдина хромосома прокаріотичної клітини, бере участь у розмноженні. Це компактне утворення, що займає центральну область в цитоплазмі і складається з дволанцюгової спірально закрученої нитки ДНК, замкненої кільце.

Багато бактерій, поряд з хромосомною ДНК, містять позахромосомну ДНК, також представлену подвійними спіралями, замкнутими в кільце. Ці елементи ДНК, що автономно реплікуються, називають плазмідами.

Рибосоми -невеликі гранули, що містять РНК (60%) та білок (40%). На рибосомах здійснюється синтез клітинних білків.

Запасні речовини.Складаються з полісахаридних гранул (глікогену гранульози), включень сірки, жирових крапель (містять полі-b-масляну кислоту), волютину (поліфосфатні гранули).

У рухомих форм бактерій є джгутики (8),довгі нитки, що складаються із структурного білка – флагеліну. Прикріплено джгутики до ЦПМ за допомогою двох пар дисків основи. - Базального тільця (9).

У фотосинтезуючих бактерій у клітинах є тилакоїди (10),за допомогою яких здійснюється фотосинтез.

Слизові види бактерій мають капсулу (11)або слизовий чохол, що частіше складається з полісахаридів, рідше – з поліпептидів. Це додатковий захисний бар'єр клітини, джерело запасних поживних речовин.

Клітина - елементарна одиниця будови та життєдіяльності всіх живих організмів(крім вірусів, про які нерідко говорять як про неклітинні форми життя), що володіє власним обміном речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення та розвитку. Всі живі організми або, як багатоклітинні тварини, рослиниі грибискладаються з безлічі клітин, або, як багато найпростішіі бактерії, є одноклітинними організмами. Розділ біології, що займається вивченням будови та життєдіяльності клітин, отримав назву цитології. Останнім часом прийнято також говорити про біологію клітини, або клітинну біологію.

Відмітні ознаки рослинної та тваринної клітини

Ознаки	Рослинна клітина	Тваринна клітина
Пластиди	Хлоропласти, хромопласти, лейкопласти	відсутні
Спосіб харчування	Автотрофний (фототрофний, хемотрофний)
Синтез АТФ	У хлоропластах, мітохондріях	У мітохондріях
Розщеплення АТФ	У хлоропластах та всіх частинах клітини, де необхідні витрати енергії	У всіх частинах клітини, де потрібні витрати енергії
Клітинний центр	У нижчих рослин	У всіх клітинах
Целюлозна клітинна стінка	Розташована зовні від клітинної мембрани	Відсутнє
Увімкнення	Запасні поживні речовини у вигляді насіння крохмалю, білка, крапель олії; вакуолі з клітинним соком; кристали солей	Запасні поживні речовини у вигляді зерен та крапель (білки, жири, вуглеводи, глікоген); кінцеві продукти обміну, кристали солей, пігменти
	Великі порожнини заповнені клітинним соком - водним розчином різних речовин (запасні або кінцеві продукти). Осмотичні резервуари клітини.	Скорочувальні, травні, видільні вакуолі. Зазвичай дрібні.

Загальні ознаки 1. Єдність структурних систем – цитоплазми та ядра. 2. Подібність процесів обміну речовин та енергії. 3. Єдність принципу спадкового коду. 4. Універсальна мембранна будова. 5. Єдність хімічного складу. 6. Подібність процесу розподілу клітин.

Будова клітин

Усі клітинні форми життя Землі можна розділити на два надцарства виходячи з будівлі складових їх клітин:

прокаріоти (доядерні) - простіші за будовою і виникли в процесі еволюції раніше;

еукаріоти (ядерні) - складніші, виникли пізніше. Клітини, що становлять тіло людини, є еукаріотичними.

Попри різноманіття форм організація клітин всіх живих організмів підпорядкована єдиним структурним принципам.

Вміст клітини відокремлено від навколишнього середовища плазматичною мембраною, або плазмалемою. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, в якій розташовані різні органоїди клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожен із органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а в сукупності всі вони визначають життєдіяльність клітини в цілому.

Прокаріотична клітина

Будова типової клітини прокаріотів: капсула, клітинна стінка, плазмолема, цитоплазма,рибосоми, плазміда, пили, джгутик,нуклеоїд.

Прокаріоти (від лат. pro- Перед, до і грец. κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що не володіють, на відміну від еукаріотів, оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад, у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів - лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд) не утворює комплексу з білками- гістонами(так званого хроматину). До прокаріотів відносяться бактерії, в тому числі ціанобактерії(синьо-зелені водорості), та археї. Нащадками прокаріотичних клітин є органелиеукаріотичних клітин - мітохондріїі пластиди. Основний вміст клітини, що заповнює її об'єм, - в'язка зерниста цитоплазма.

Еукаріотична клітина

Еукаріоти - організми, що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних дволанцюгових молекулах ДНК (залежно від виду організмів їх число на ядро ​​може коливатися від двох до кількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра і утворюють у переважній більшості (крім динофлагелят) комплекс з білками- гістонамизваний хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що утворюють, крім ядра, ряд інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджіта ін.). Крім того, у переважній більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти-прокаріоти - мітохондрії, а у водоростей та рослин - також і пластиди.

Будова еукаріотичної клітини

Схематичне зображення тваринної клітки. (При натисканні на якусь із назв складових частин клітини, буде здійснено перехід на відповідну статтю.)

Поверхневий комплекс тваринної клітини

Складається з глікокаліксу, плазмалеми та розташованого під нею кортикального шару цитоплазми. Плазматична мембрана називається також плазмалемою, зовнішньою клітинною мембраною. Це біологічна мембрана, завтовшки близько 10 нанометрів. Забезпечує насамперед розмежувальну функцію по відношенню до зовнішнього для клітини середовища. Крім цього вона виконує транспортну функцію. На збереження цілісності своєї мембрани клітина не витрачає енергії: молекули утримуються за тим самим принципом, за яким утримуються разом молекули жиру гідрофобнимчастинам молекул термодинамічно вигідніше розташовуватися у безпосередній близькості одна до одної. Глікокалікс є «заякорені» в плазмалемі молекули олігосахаридів, полісахаридів, глікопротеїнів і гліколіпідів. Глікокалікс виконує рецепторну та маркерну функції. Плазматична мембрана тваринклітин переважно складається з фосфоліпідів і ліпопротеїдів з вкрапленими в неї молекулами білків, зокрема, поверхневих антигенів і рецепторів. У кортикальному (прилеглому до плазматичної мембрани) шарі цитоплазми знаходяться специфічні елементи цитоскелета - упорядковані певним чином актинові мікрофіламенти. Основною та найважливішою функцією кортикального шару (кортексу) є псевдоподіальні реакції: викидання, прикріплення та скорочення псевдоподій. При цьому мікрофіламенти перебудовуються, подовжуються або коротшають. Від структури цитоскелета кортикального шару залежить також форма клітини (наприклад, наявність кровокровок).