Eukaryoter

Eukaryoter ( föråldrade  eukaryoter ; lat.  Eukaryota från annan grekisk εὖ- "bra; helt" [2] + κάρυον "nöt; kärna"), eller nukleär  - domänen (superkingdom) av levande organismer , vars celler innehåller en kärna . Särskilt eukaryoter är djur , svampar och växter . Organismer som inte har en kärna ( bakterier och archaea ) kallas prokaryoter . Virus och viroider är varken prokaryoter eller eukaryoter; dessutom är till och med frågan om man ska betrakta dem som levande organismer diskutabel.

Beskrivning

Djur , växter , svampar och den grupp av organismer som kollektivt kallas protister  är alla eukaryota organismer. De kan vara encelliga och flercelliga , men alla delar en gemensam cellplan. Man tror att alla dessa olika organismer har ett gemensamt ursprung, så kärngruppen anses vara en monofyletisk taxon av högsta rang. Enligt de vanligaste hypoteserna uppträdde eukaryoter för 1,6–2,1 miljarder år sedan [3] . En viktig roll i utvecklingen av eukaryoter spelades av symbiogenes  - en symbios mellan en eukaryot cell, som tydligen redan har en kärna och kan fagocytos , och bakterier som absorberas av denna cell  - prekursorer till mitokondrier och plastider .

Strukturen av den eukaryota cellen

Eukaryota celler är i genomsnitt mycket större än prokaryota celler , skillnaden i volym når tusentals gånger. Eukaryota celler inkluderar ett dussin olika typer av strukturer som kallas organeller (ett annat namn som är mindre vanligt förekommande i den vetenskapliga litteraturen [komm. 1] är organeller), av vilka många är separerade från cytoplasman av ett eller flera membran (i prokaryota celler, inre organeller omgivna av ett membran, är sällsynta). Kärnan är en del av cellen som omges av ett dubbelt membran (två elementära membran) i eukaryoter och innehåller genetiskt material: DNA- molekyler "packade" i kromosomer . Kärnan är vanligtvis en, men det finns också flerkärniga celler.

Indelning i kungadömen

Det finns flera alternativ för att dela upp den eukaryota domänen i kungadömen. Växt- och djurrikena var de första som kunde urskiljas . Sedan isolerades svampriket , vilket enligt de flesta biologer inte kan tilldelas något av dessa kungadömen på grund av biokemiska egenskaper. Vissa författare särskiljer också protisternas eller protozoernas och kromisternas rike . Vissa system har upp till 20 kungadömen. Enligt Thomas Cavalier-Smith- systemet är alla eukaryoter uppdelade i två monofyletiska taxa ( subdomäner ) - unikonts (Unikonta) och bikonter (Bikonta). Positionen för eukaryoter som Collodictyon och Diphylleia rotans har ännu inte fastställts.

Skillnader mellan eukaryoter och prokaryoter

Den viktigaste, grundläggande egenskapen hos eukaryoter är associerad med platsen för den genetiska apparaten i cellen. Den genetiska apparaten för alla eukaryoter finns i kärnan och skyddas av kärnhöljet. Eukaryot DNA är linjärt (i prokaryoter är DNA cirkulärt och ligger i ett speciellt område av cellen - nukleoiden , som inte är separerad av ett membran från resten av cytoplasman). Det är förknippat med histonproteiner och andra kromosomala proteiner som bakterier inte har.

I eukaryoternas livscykel finns det vanligtvis två kärnfaser (haplofas och diplofas). Den första fasen kännetecknas av en haploid (enkel) uppsättning kromosomer, sedan sammansmältning bildar två haploida celler (eller två kärnor) en diploid cell (kärna) som innehåller en dubbel (diploid) uppsättning kromosomer . Ibland vid nästa delning, och oftare efter flera delningar, blir cellen igen haploid. En sådan livscykel och i allmänhet diploidi är inte karakteristiska för prokaryoter.

Den tredje, kanske mest intressanta, skillnaden är närvaron av speciella organeller i eukaryota celler som har sin egen genetiska apparat, förökar sig genom delning och är omgivna av ett membran. Dessa organeller är mitokondrier och plastider . Till sin struktur och vitala aktivitet är de slående lika bakterier . Denna omständighet fick moderna vetenskapsmän till idén att sådana organismer är ättlingar till bakterier som har ingått ett symbiotiskt förhållande med eukaryoter. Prokaryoter kännetecknas av ett litet antal organeller, och ingen av dem är omgiven av ett dubbelmembran. I prokaryota celler finns det inget endoplasmatiskt retikulum, Golgi-apparat eller lysosomer.

En annan viktig skillnad mellan prokaryoter och eukaryoter är förekomsten av endocytos i eukaryoter , inklusive fagocytos i många grupper . Fagocytos ( bokstavligen  - "äter av cellen") är förmågan hos eukaryota celler att fånga, innesluta i en membranvesikel och smälta en mängd fasta partiklar. Denna process ger en viktig skyddsfunktion i kroppen. Den upptäcktes först av I. I. Mechnikov nära sjöstjärnor. Uppkomsten av fagocytos i eukaryoter är troligen förknippad med genomsnittliga storlekar (mer om storleksskillnader nedan). Storleken på prokaryota celler är ojämförligt mindre, och därför stod de inför problemet med att förse kroppen med en stor mängd föda under den evolutionära utvecklingen av eukaryoter. Som en konsekvens dyker de första riktiga, mobila rovdjuren upp bland eukaryoter .

De flesta bakterier har en cellvägg som skiljer sig från den eukaryota (inte alla eukaryoter har det). Hos prokaryoter är detta en stark struktur, huvudsakligen bestående av murein (i archaea, pseudomurein). Strukturen hos murein är sådan att varje cell är omgiven av en speciell nätpåse, som är en enorm molekyl. Bland eukaryoter har många protister , svampar och växter en cellvägg . Hos svampar består den av kitin och glukaner , i lägre växter - från cellulosa och glykoproteiner syntetiserar kiselalger en cellvägg från kiselsyror, i högre växter består den av cellulosa, hemicellulosa och pektin . Tydligen har det för större eukaryota celler blivit omöjligt att skapa en tillräckligt stark cellvägg från en enda molekyl. Denna omständighet kan tvinga dem att använda ett annat material för cellväggen. En annan förklaring är att eukaryoternas gemensamma förfader, i samband med övergången till predation, förlorade sin cellvägg, och då gick även de gener som ansvarade för syntesen av murein förlorade . När några eukaryoter återvände till osmotrofisk näring dök cellväggen upp igen, men på en annan biokemisk grund.

Omsättningen av bakterier är också varierad. I allmänhet finns det fyra typer av näring, och alla finns bland bakterier. Dessa är fotoautotrofa, fotoheterotrofa, kemoautotrofa, kemoheterotrofa (fototrofiska använder energin från solljus, kemotrofa använder kemisk energi). Eukaryoter, å andra sidan, syntetiserar antingen själva energi från solljus eller använder färdig energi av detta ursprung. Detta kan bero på uppkomsten av rovdjur bland eukaryoter, vars behov av att syntetisera energi har försvunnit.

En annan skillnad är flagellans struktur . I bakterier är flageller ihåliga filament 15–20 nm i diameter gjorda av flagellinprotein . Strukturen hos eukaryota flageller är mycket mer komplicerad. De är en cellutväxt omgiven av ett membran och innehåller ett cytoskelett (axoneme) av nio par perifera mikrotubuli och två mikrotubuli i mitten. Till skillnad från roterande prokaryota flageller är eukaryota flageller böjda eller lindade.

De två grupper av organismer vi överväger, som redan nämnts, skiljer sig mycket åt i sin genomsnittliga storlek. Diametern på en prokaryotisk cell är vanligtvis 0,5 - 10 mikron , när samma indikator i eukaryoter är 10 - 100 mikron , är volymen av en sådan cell 1000 - 10 000 gånger större än den för en prokaryot.

Ribosomer av prokaryoter är små (70S-typ). Eukaryota celler innehåller både större ribosomer av 80S-typ belägna i cytoplasman och prokaryota ribosomer av 70-talstyp belägna i mitokondrier och plastider.

Tydligen skiljer sig också tiden för dessa gruppers uppkomst. De första prokaryoterna uppstod i evolutionsprocessen för cirka 3,5 miljarder år sedan, från vilka eukaryota organismer utvecklades för cirka 1,2 miljarder år sedan.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Adl S. M., Simpson A. G., Lane C. E., Lukeš J., Bass D., Bowser S. S., Brown M. W., Burki F., Dunthorn M., Hampl V., Heiss A., Hoppenrath M., Lara E., Le Gall L., Lynn D. H., McManus H., Mitchell E. A., Mozley-Stanridge S. E., Parfrey L. W., Pawlowski J., Rueckert S., Shadwick R. S., Schoch C. L., Smirnov A., Spiegel F. W.   Den reviderade klassificeringen av eukaryotes av eukaryot mikrobiologi. - 2012. - Vol. 59, nr. 5. - P. 429-493. - doi : 10.1111/j.1550-7408.2012.00644.x . — PMID 23020233 .
  2. ↑ Biologiska termer. Betydelsen av ordet "eukaryot"
  3. ↑ Knoll, Andrew H.; Javaux EJ; Hewitt D.; Cohen P. Eukaryota organismer i Proterozoiska oceaner  (neopr.)  // Philosophical Transactions of the Royal Society B . - 2006. - 29 juni ( vol. 361 , nr 1470 ). - S. 1023-1038 . - doi : 10.1098/rstb.2006.1843 . — PMID 16754612 .

Kommentarer:

  1. ↑ Vid sökning i litteraturdatabaser (elibrary.ru, books.google.ru, etc.) är termen "organeller" att föredra.

Litteratur

För litteratur på främmande språk, se språksektionerna i denna Wikipedia-artikel.

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
Taxonomi
I bibliografiska kataloger