Структурно-функциональная организация прокариотной клетки.

Прокариоты-неядерные монады, органеллы которых полифункциональны, эндомембраны напрямую способны взаимодействовать с клеточной мембраной, а энергетический и конструктивный метаболизм обладает высокой активностью.

Прокариотная клетка включает:

1.Клеточная стенка– важный и обязательный структурный элемент подавляющего большинства прокариотных клеток, располагающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно конкатрирующий с окружающей средой!Функция: 1.механический барьер между протопластом(СМ+внутреннее содержимое: протоплазма+мембрана) и внешней средой, 2.придача клетке определенной формы. Прочность=муреин(по Граму окрашивается муреин) – молекулы, построенной из паралелльных полисахаридных цепей, перекрестно связанных через регулярные интервалы короткими цепями аминокислот = сетчатый мешок.

2.плазматическая мембрана- по строению и функциям не тличается от плазматической мембраны эукариотических клеток. Служит местом локализации дыхательных ферментов, а у некоторых бактерий на образует мезосомы и(или) фотосинтетические мембраны. Мезосомы-складчатые структуры, представляющее собой впячивания плазматической мембраны клетки. Во время клеточного деления мезосомы, по-видимому, ассоциируются с ДНК после репликации и способствует образованию перегородки между дочерними клетками. У фотосинтезирующих бактерий в мешковидных, трубчатых или пластинчатых впячиваниях плазматической мембраны содержатся фотосинетитические пигменты(обязательно бактериохлорофилл). Сходные образования участвуют и в фиксации азота.

3.Цитоплазма –аморфная, содержит мало органелл

4.Генетический материал(бактериальная «хромосома») – одиночная кльцевая молекула длиной окол 1 мм(приблизительно 5 млн. пар оснований)

5.Рибосомы = место синтеза белка

6.внутриклеточные мембраны могут быть четырех типов:сферы(=везикулы, чаще всего), трубки, пластины, диски. Никогда не сочетаются вместе:у каждой бактерии один определенный тип мембран. Связаны друг с другом анастамозами

7.капсулы- слизистые или клейкие секреты. Под капсулой понимают слизистое образование, обволакивающее клетку, сохраняющее связь с клеточной стенкой и имеющее аморфное строение! (аморфный = ближний порядок, но отсутствует дальний). Если слизистое вещество имеет аморфный, бесструктурный вид и легко отделяется от поверхности прокариотной клетке, говорят о слизистых слоях, окружающих клетку!Капсулы нельзя рассматривать как обязательные структурные компоненты прокариотной клетки(так как имеется мутации с последующими отсутствиями капсулы у исходного имеющих капсулу клеток, что не приводит к какому-либо нарушению клеточной активности!)

Функции: 1. Они защищают клетку от механических повреждение , высыхания, создают дополнительный осмотрический барьер, служат препятствием для прониктовения фагов!2. могут служить источником запасных питательных веществ.3.с помощью слизи осуществляется связь между клетками в колонии, а также прикрепление клетки к разным поверхностям!

8.Жгутики –простой полый цилинд, образуемый одинаквыми белковыми молекулами. Таксис и устройство.

9.Пили –многочисленные тонкие палочковидные выросты(фимбрии). Служат для прикрепления к специфическим клеткам или поверхностям. F-пили(конъюгация)

10.Плазмиды– небольшые кольцевые молекулы дополнительной ДНК, способная к саморепликации. Несет в себе несколько генов, обусловливающих повышенную выживаемость клеток.

Объясните, почему прокариоты «такие маленькие», т.е. не выходят за пределы

Микроскопической шкалы.

Введение:в живой клетке всегда перераспределяются вещество, энергия и информация, и она обменивается ими с окружающей средой.Поэтому принципиально важна функциональная специализация органелл, а также эффективность пограничных процессов. В первом случае встает вопрос о компартментализации, а во втором – о соотношении между поверхностью клетки и её объемом.

Как правило, величина объектов определенно связано с их структурной сложностью. обусловлена особенностями «штучного» транспорта веществ в клетку(для каждой молекулы – свой переносчик). Требуется как можно большее соотношение площади пов-ти тела к объему клетки. Нижний предел свободноживущих одноклеточных организмов определятся пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров прокариот определяется, по современным представлениям, соотношением между клеточной поверхностью и объемом. При увеличении клеточных размеров поверхность возрастает в квадрате(R^2), а объем – в кубе, поэтому соотношение между этими величинами сдвигается в сторону последнего. У прокариотов(микроорганизмов) по сравнению с макроорганизмами очень велико отношение поверхности к объему. Это создает благоприятные условия для активного обмена между микроорганизмами и окружающей средой. Метаболическая активность микроорганизмов, измеренная по разным показателям, в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток. Поэтому представляется закономерным, что низшие формы жизни могли возникнуть и в настоящее время существовать только на базе малых размеров, так как последние создают целый ряд преимуществ, обеспечивающих жизнеспособность этим формам жизни.