Dans notre article, nous examinerons la structure des procaryotes et des eucaryotes. Ces organismes diffèrent considérablement par leur niveau d'organisation. Et la raison en est les particularités de la structure de l'information génétique.
Caractéristiques de la structure des cellules procaryotes
Les procaryotes sont tous les organismes vivants dont les cellules ne contiennent pas de noyau. Parmi les représentants des cinq règnes modernes de la nature vivante, un seul leur appartient - les bactéries. Les procaryotes que nous envisageons incluent également les algues bleu-vert et les archées.
Malgré l'absence de noyau formé dans leurs cellules, elles contiennent du matériel génétique. Cela vous permet de stocker et de transmettre des informations héréditaires, mais limite la variété des méthodes de reproduction. Tous les procaryotes se reproduisent en divisant leurs cellules en deux. Ils ne sont pas capables de mitose et de méiose.
Structure des procaryotes et des eucaryotes
Les caractéristiques structurelles des procaryotes et des eucaryotes qui les distinguent sont assez importantes. Outre la structure du matériel génétique, cela s'applique également à de nombreux organites. Les eucaryotes, qui comprennent les plantes, les champignons et les animaux, contiennent dans le cytoplasmemitochondries, complexe de Golgi, réticulum endoplasmique, nombreux plastes. Les procaryotes n'en ont pas. La paroi cellulaire, qu'ils possèdent tous les deux, diffère par sa composition chimique. Chez les bactéries, il est composé de glucides complexes comme la pectine ou la muréine, tandis que chez les plantes, il est basé sur la cellulose, et chez les champignons - la chitine.
Historique des découvertes
Les caractéristiques de la structure et de la vie des procaryotes ne sont devenues connues des scientifiques qu'au 17ème siècle. Et cela malgré le fait que ces créatures existent sur la planète depuis sa création. En 1676, ils ont d'abord été examinés au microscope optique par son créateur Anthony van Leeuwenhoek. Comme tous les organismes microscopiques, le scientifique les a appelés "animaux". Le terme "bactéries" n'est apparu qu'au début du 19e siècle. Il a été proposé par le célèbre naturaliste allemand Christian Ehrenberg. Le concept de "procaryotes" est apparu plus tard, à l'époque de la création du microscope électronique. Et au début, les scientifiques ont établi le fait des différences dans la structure de l'appareil génétique des cellules de différentes créatures. E. Chatton en 1937 a proposé de combiner les organismes en deux groupes selon cette caractéristique: pro- et eucaryotes. Cette division existe à ce jour. Dans la seconde moitié du XXe siècle, une distinction a été découverte entre les procaryotes eux-mêmes: les archées et les bactéries.
Caractéristiques de l'appareil de surface
L'appareil de surface des procaryotes est constitué d'une membrane et d'une paroi cellulaire. Chacune de ces parties a ses propres caractéristiques. Leur membrane est formée d'une double couche de lipides et de protéines. procaryotes,dont la structure est assez primitive, ils ont deux types de structure de la paroi cellulaire. Ainsi, chez les bactéries gram-positives, il se compose principalement de peptidoglycane, a une épaisseur allant jusqu'à 80 nm et est étroitement adjacent à la membrane. Un trait caractéristique de cette structure est la présence de pores à travers lesquels pénètrent un certain nombre de molécules. La paroi cellulaire des bactéries gram-négatives est très mince - jusqu'à un maximum de 3 nm. Il n'adhère pas étroitement à la membrane. Certains représentants de procaryotes ont également une capsule muqueuse à l'extérieur. Il protège les organismes du dessèchement, des dommages mécaniques et crée une barrière osmotique supplémentaire.
organites procaryotes
La structure de la cellule des procaryotes et des eucaryotes a ses propres différences significatives, qui consistent principalement en la présence de certains organites. Ces structures permanentes déterminent le niveau de développement des organismes dans leur ensemble. La plupart d'entre eux sont absents chez les procaryotes. La synthèse des protéines dans ces cellules se produit par les ribosomes. Les procaryotes aquatiques contiennent des aérosomes. Ce sont des cavités gazeuses qui assurent la flottabilité et régulent le degré d'immersion des organismes. Seuls les procaryotes contiennent des mésosomes. Ces plis de la membrane cytoplasmique ne se produisent que lors de l'utilisation de méthodes de fixation chimique lors de la préparation de cellules procaryotes pour la microscopie. Les organites de mouvement des bactéries et des archées sont les cils ou les flagelles. Et la fixation au substrat s'effectue en buvant. Ces structures formées par des cylindres protéiques sont également appelées villosités et fimbriae.
Qu'est-ce qu'un nucléoïde
Mais la différence la plus significative est la structure du gène des procaryotes et des eucaryotes. Tous ces organismes possèdent des informations héréditaires. Chez les eucaryotes, il est situé à l'intérieur du noyau formé. Cet organite à deux membranes possède sa propre matrice appelée nucléoplasme, enveloppe et chromatine. Ici, non seulement le stockage de l'information génétique est effectué, mais également la synthèse de molécules d'ARN. Dans les nucléoles, ils forment ensuite des sous-unités de ribosomes - des organites responsables de la synthèse des protéines.
La structure des gènes procaryotes est plus simple. Leur matériel héréditaire est représenté par la région nucléoïde ou nucléaire. L'ADN des procaryotes n'est pas emballé dans les chromosomes, mais a une structure circulaire fermée. Le nucléoïde contient également des molécules d'ARN et de protéines. Ces dernières ont une fonction similaire aux histones eucaryotes. Ils sont impliqués dans la duplication de l'ADN, la synthèse de l'ARN, la réparation de la structure chimique et les ruptures d'acide nucléique.
Caractéristiques de l'activité de la vie
Les procaryotes, dont la structure n'est pas complexe, réalisent des processus vitaux plutôt complexes. C'est la nutrition, la respiration, la reproduction de leur propre espèce, le mouvement, le métabolisme … Et une seule cellule microscopique est capable de tout cela, dont la taille varie jusqu'à 250 microns ! On ne peut donc parler de primitivité que relativement.
Les caractéristiques de la structure des procaryotes déterminent les mécanismes de leur physiologie. Par exemple, ils sont capables de recevoir de l'énergie de trois façons. Le premier estfermentation. Elle est réalisée par certaines bactéries. Ce processus est basé sur des réactions redox, au cours desquelles des molécules d'ATP sont synthétisées. Il s'agit d'un composé chimique, lors de la séparation duquel de l'énergie est libérée en plusieurs étapes. Par conséquent, ce n'est pas en vain qu'on l'appelle "batterie cellulaire". La prochaine façon est de respirer. L'essence de ce processus est l'oxydation des substances organiques. Certains procaryotes sont capables de photosynthèse. Les exemples sont les algues bleu-vert et les bactéries violettes, qui contiennent des plastides dans leurs cellules. Mais les archées sont capables d'une photosynthèse sans chlorophylle. Au cours de ce processus, le dioxyde de carbone n'est pas fixé, mais les molécules d'ATP se forment directement. Donc, en substance, il s'agit d'une véritable photophosphorylation.
Type de repas
Les bactéries et les archées sont des procaryotes dont la structure leur permet de se nourrir de différentes manières. Certains d'entre eux sont des autotrophes. Ces organismes synthétisent eux-mêmes des substances organiques lors de la photosynthèse. Les cellules de ces procaryotes contiennent de la chlorophylle. Certaines bactéries obtiennent de l'énergie en décomposant certains composés organiques. Leur type de nutrition est appelé chimiotrophe. Les représentants de ce groupe sont les bactéries du fer et du soufre. D'autres n'absorbent que des composés prêts à l'emploi. Ils sont appelés hétérotrophes. La plupart d'entre eux mènent une vie parasitaire et ne vivent qu'à l'intérieur des cellules d'autres créatures. Une variété de ce groupe sont également des saprotrophes. Ils se nourrissent de déchets oumatière organique en décomposition. Comme vous pouvez le constater, la façon dont les procaryotes se nourrissent est assez diversifiée. Ce fait a contribué à leur large distribution dans tous les habitats.
Formulaires de reproduction
Les procaryotes, dont la structure est représentée par une cellule, se reproduisent en la divisant en deux parties ou par bourgeonnement. Cette caractéristique est également due à la structure de leur appareil génétique. Le processus de fission binaire est précédé d'une duplication ou réplication de l'ADN. Dans ce cas, la molécule d'acide nucléique est d'abord déroulée, après quoi chaque brin est dupliqué selon le principe de complémentarité. Les chromosomes formés à la suite de cette divergence vers les pôles. Les cellules augmentent de taille, une constriction se forme entre elles, puis leur isolement définitif se produit. Certaines bactéries sont également capables de former des cellules à reproduction asexuée - les spores.
Bactéries et archées: caractéristiques distinctives
Pendant longtemps, les archées, avec les bactéries, étaient des représentants du royaume de Drobyanka. En effet, ils présentent de nombreuses caractéristiques structurelles similaires. Il s'agit principalement de la taille et de la forme de leurs cellules. Cependant, des études biochimiques ont montré qu'ils présentent un certain nombre de similitudes avec les eucaryotes. C'est la nature des enzymes, sous l'influence desquelles se produisent les processus de synthèse des molécules d'ARN et de protéines.
Selon le mode d'alimentation, la plupart d'entre eux sont chimiotrophes. De plus, les substances qui sont décomposées lors du processus d'obtention d'énergie par les archées sont plus diverses. Ce sont à la fois des glucides complexes etl'ammoniaque et les composés métalliques. Parmi les archées, il y a aussi des autotrophes. Très souvent, ils entrent dans une relation symbiotique. Il n'y a pas de parasites parmi les archées. Le plus souvent dans la nature, on trouve des commensaux et des mutualistes. Dans le premier cas, les archées se nourrissent des substances du corps de l'hôte, mais ne lui nuisent pas. Contrairement à ce type de symbiose, dans une relation mutualiste, les deux organismes en bénéficient. Certains d'entre eux sont des métagènes. Ces archées habitent le système digestif des humains et des mammifères ruminants, provoquant une formation excessive de gaz dans les intestins. Ces organismes se reproduisent par fission binaire, bourgeonnement ou fragmentation.
Archaea maîtrise presque tous les habitats. Ils sont particulièrement diversifiés dans la composition du plancton. Initialement, toutes les archées étaient classées comme extrêmophiles, car elles sont capables de vivre dans des sources chaudes, des plans d'eau à forte salinité et à des profondeurs avec une pression importante.
L'importance des procaryotes dans la nature et la vie humaine
Le rôle des procaryotes dans la nature est important. Tout d'abord, ce sont les premiers organismes vivants apparus sur la planète. Les scientifiques ont découvert que les bactéries et les archées sont apparues il y a environ 3,5 milliards d'années. La théorie de la symbiogenèse suggère que certains organites de cellules eucaryotes en sont également issus. En particulier, nous parlons de plastes et de mitochondries.
De nombreux procaryotes sont utilisés en biotechnologie pour produire des médicaments, des antibiotiques, des enzymes, des hormones, des engrais, des herbicides. L'homme a longtemps utilisé des propriétés bénéfiquesbactéries lactiques pour la fabrication de fromage, kéfir, yaourt, produits fermentés. Avec l'aide de ces organismes, la purification des plans d'eau et des sols, l'enrichissement des minerais de divers métaux est effectué. Les bactéries forment la microflore intestinale de l'homme et de nombreux animaux. Avec les archées, elles recyclent de nombreuses substances: azote, fer, soufre, hydrogène.
D'autre part, de nombreuses bactéries sont à l'origine de maladies dangereuses, régulant la population de nombreuses espèces végétales et animales. Ceux-ci incluent la peste, la syphilis, le choléra, l'anthrax, la diphtérie.
Ainsi, les procaryotes sont appelés des organismes dont les cellules sont dépourvues de noyau formé. Leur matériel génétique est représenté par un nucléoïde, constitué d'une molécule d'ADN circulaire. Parmi les organismes modernes, les bactéries et les archées appartiennent aux procaryotes.
