Живое существо. Отличительные особенности организмов

КЛЕЙОВЕ ЗЄДНАННЯ

Организмы:

· Используют энергию;

· Пользуются субстратами и состоят из них;

· Способны к репарации;

· Способны к самовоспроизведению, филогенезу и онтогенезу;

· Способны к коммуникации;

· Существуют в совокупности с себе подобными и отличными организмами. Способны к симбиозу.

· Всегда имеют клетку. Делятся на про- и эукариот.

Не-организмы:

· Не обладают свойствами организмов;

· Не способны к эволюции;

· Не имеют клеточного строения;

· Облигатные внутриклеточные паразиты – вирусы и вирусоподобные системы. Приспособились под все группы организмов, а также под некоторых вирусов.

3) Происхождение и эволюция терминов «прокариоты» и «эукариоты».

1) Геккель в конце 20 века назвал безъядерных монерами.

2) Шаттон в 1937 году предложил наиболее глобальным систематическим признаком избрать наличие и отсутствие ядра. Эукариотами он назвал ядерные (дословно: истинно ядерные), а прокариотами – «доядерных», «предшественников эукариот».

3) Затем предложили называть участки клеток прокариотов «открытыми ядрами», эукариотов – «закрытыми». Это очень нелогично, ибо ядро – компартмент, По отношению к бактериям с 1968 года стали использовать термин «гименофор» (носитель генов). Это не цитологическое, а информационное понятие.

4) В наше время эти термины имеют широкое значение, отражая не формальное наличие/отсутствие ядра, а своеобразную архитектонику клетки. Общий план строения, который определяет организацию генетических, транспортных, метаболических и регуляторных систем. Эукариоты – монофилтическая группа, тогда как прокариоты включают в себя бактерий и архей.

4) Расширенное определение прокариотов. Способы организации прокариотной клетки.

Прокариоты – это неядерные монады, органоиды которых полифункциональны, эндомембраны напрямую взаимодействуют с клеточной мембраной, а энергетический и структурный метаболизм обладают высокой активностью.

Транспорт веществ никогда не осуществляется в пузырьках – только поштучно. Это может происходить диффузно, но чаще связано с транспортёрами. Если у эукариот внутриклеточные мембраны – это субстраты, то в прокариотической клетке они преобразуют энергию. Если же их нет в клетке, эту функцию берет на себя цитоплазматическая мембрана. Питаются осмотрофно.

За счёт «открытости» ДНК транскрипция, трансляция и репликация могут идти одновременно. Эти процессы очень хорошо организованы, и потому всё не сливается в кашу, а позволяет очень быстро делиться. Нуклеоид – место расположения кольцевой ДНК.

Есть ли у прокариот хромосомы? Это спорный вопрос, корректнее называть их «ДНК-содержащими зонами». Однако, если уж они есть, то являются кольцевыми или линейными, и их даже может быть несколько.

Прокариотная клетка включает:

1) Мембрану, но не всегда. По строению и функциям не отличается от мембраны эукариот. Служит местом локализации клеточных ферментов, у некоторых образует мезосомы. Мезосома – это складчатая структура, представляющая собой впячивание мембраны клетки. Во время деления она ассоциируется с ДНК, после репликации способствует образованию перегородки между дочерними клетками. У фотосинтетиков в мезосомах содержатся пигмент (в первую очередь, бактериохлорофилл).

2) Клеточную стенку. Это важный элемент многих клеток, придающий форму и отграничивающий от среды. Располагается под капсулой (слизистым чехлом, предохраняющим от высыхания, механических повреждений, фагов), может напрямую контактировать со средой. Прочность ей придаёт муреин (именно он окрашивается по Граму). Молекулы муреина образуют «сетчатый мешок»: это параллельные полисахаридные сети, регулярно перекрёстно связанные короткими цепочками аминокислот.

3) Цитоплазму, аморфную и содержащую мало органоидов.

4) Генетический материал: одиночную кольцевую ДНК длиной около 1 мм.

5) Рибосомы: место синтеза белка.

6) Плазмиды. Небольшие участки дополнительной ДНК, способной к саморепликации. Ответственны за повышенную выживаемость клеток.

7) Внутриклеточные мембраны. Они могут быть дисковидными, сферическими, трубками, пластинками, дисками. Анастомозируют между собой, видоспецифичны. Только один вид цианобактерий не имеет мембран по определению, остальные – рано или поздно, так или иначе, в определённых адаптивных условиях.

8) Жгутики. Полые цилиндры, образуемые одинаковыми белковыми молекулами.

У прокариот отсутствуют:

1) Любые ядерные образования.

2) Пиноцитоз и фагоцитоз.

3) Клеточные симбионты.

Прокариоты очень маленькие. Они стараются сделать максимально эффективными пограничные процессы, и для этого приобретают наиболее выгодные формы. «Выгодность» определяется величиной отношения поверхности к объёму (чем больше, тем лучше). Если предположить, что форма тела сферическая, то, поделив площадь сферы на объём, получим 3/R. То есть, более выгодной будет форма с наименьшим радиусом, либо с наибольшей площадью. Так и появляются дисковидные и сложные по форме прокариоты.

5) Расширенное определение эукариотов. Почему протистов, грибов, растений и животных нельзя назвать эукариотами? Как их в таком случае называть? Структурно-функциональная организация эукариотной клетки.

Монада – это неделимая единица живого, имеющая цитоплазматическую мембрану, геном и рибосомы. Термин введён Тейлором, дабы показать разницу между клетками и эндосимбиотическими системами.

Эукариоты – это ядерные монады, составляющие домен Eucarya. Обладают вакуомами (эндомембранами): аппарат Гольджи, ЭПР, ядро. Вакуом по сути – это сеть топологически замкнутых внутриклеточных мембранных микрокомпартментов. Его функции: хранение и использование наследственной информации, компартментализация, обеспечение метаболизма, внутриклеточный транспорт и биосинтез веществ, их накопление и т.д.

А грибы, протисты, растения и животные – химеры. В отличие от эукариот, эти клетки являют собой эндосимбиоз прокариотных монад и эукариотных. Тейлор предложил называть их «простыми химерами». Они являют собой ядерных диад (с митохондриями) и триад (ещё и хлоропласты).

Эукариоты имеют:

1) Ядерную оболочку. Это незамкнутый (пористый) компартмент.

2) Вакуомы, сообщающиеся между собой путём везикулярного транспорта, и не способные напрямую взаимодействовать с мембраной клетки.

3) Симбионтов: митохондрии и хлоропласты.

4) Муреиновой стенки, как правило, нет.

5) Митотический аппарат деления.

6) Некоторые – способную к фагоцитозу и пиноцитозу плазмалемму.

Эукариоты (в смысле, химеры) – симбионты. Формы симбиоза:

· Дистанционный. Расстояние между объектами соизмеримо с их радиусами.

· Адгезия. Тесный физический контакт.

· Эндоцитобиоз. Одна клетка внутри другой.

Кто такой человек: прокариот или эукариот? Человек – это эндоцитосимбиотическая нефотосинтезирующая мультимерная система, имеющая прокариотические и эукариотические компоненты.