დედამიწაზე არსებობს მხოლოდ ორი სახის ორგანიზმი: ევკარიოტები და პროკარიოტები. ისინი ძლიერ განსხვავდებიან თავიანთი სტრუქტურით, წარმოშობითა და ევოლუციური განვითარებით, რაც ქვემოთ დეტალურად იქნება განხილული.

კონტაქტში

პროკარიოტული უჯრედის ნიშნები

პროკარიოტებს სხვაგვარად პრე-ბირთვულს უწოდებენ. პროკარიოტულ უჯრედს არ აქვს სხვა ორგანელები, რომლებსაც აქვთ მემბრანული გარსი (ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის კომპლექსი).

მათ ასევე აქვთ შემდეგი მახასიათებლები:

1. გარსის გარეშე და არ აყალიბებს კავშირებს ცილებთან. ინფორმაცია გადაიცემა და იკითხება განუწყვეტლივ.
2. ყველა პროკარიოტი ჰაპლოიდური ორგანიზმია.
3. ფერმენტები განლაგებულია თავისუფალ მდგომარეობაში (დიფუზურად).
4. მათ აქვთ არახელსაყრელ პირობებში სპორების უნარი.
5. პლაზმიდების არსებობა - მცირე ექსტრაქრომოსომული დნმ-ის მოლეკულები. მათი ფუნქციაა გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემა, მრავალი აგრესიული ფაქტორისადმი წინააღმდეგობის გაზრდა.
6. flagella და pili - გარე ცილის წარმონაქმნების არსებობა, რომლებიც აუცილებელია მოძრაობისთვის.
7. გაზის ვაკუოლები არის ღრუები. მათი წყალობით სხეულს შეუძლია წყლის სვეტში მოძრაობა.
8. პროკარიოტების (კერძოდ ბაქტერიების) უჯრედის კედელი შედგება მურეინისგან.
9. პროკარიოტებში ენერგიის მიღების ძირითადი მეთოდებია ქიმიო- და ფოტოსინთეზი.

მათ შორისაა ბაქტერიები და არქეები. პროკარიოტების მაგალითები: სპიროქეტები, პროტეობაქტერიები, ციანობაქტერიები, დიდქეოტები.

ყურადღება!იმისდა მიუხედავად, რომ პროკარიოტებს არ აქვთ ბირთვი, მათ აქვთ მისი ექვივალენტი - ნუკლეოიდი (მრგვალი დნმ-ის მოლეკულა გარსებისგან დაცლილი) და თავისუფალი დნმ პლაზმიდების სახით.

პროკარიოტული უჯრედის სტრუქტურა

ბაქტერიები

ამ სამეფოს წარმომადგენლები დედამიწის უძველესი მკვიდრნი არიან და ექსტრემალურ პირობებში გადარჩენის მაღალი მაჩვენებელი აქვთ.

არსებობს გრამდადებითი და გრამუარყოფითი ბაქტერიები. მათი მთავარი განსხვავება მდგომარეობს უჯრედის მემბრანის სტრუქტურაში. გრამდადებითს აქვს უფრო სქელი გარსი, 80%-მდე შედგება მურეინის ფუძისგან, ასევე პოლისაქარიდებისა და პოლიპეპტიდებისგან. გრამით შეღებვისას ისინი იასამნისფერ ფერს ანიჭებენ. ამ ბაქტერიების უმეტესობა პათოგენებია. გრამუარყოფითებს უფრო თხელი კედელი აქვთ, რომელიც გარსისგან გამოყოფილია პერიპლაზმური სივრცით. თუმცა, ასეთ გარსს აქვს გაზრდილი ძალა და ბევრად უფრო მდგრადია ანტისხეულების ზემოქმედების მიმართ.

ბაქტერიები ბუნებაში ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ:

1. ციანობაქტერიები (ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები) ხელს უწყობენ ატმოსფეროში ჟანგბადის სწორი დონის შენარჩუნებას. ისინი ქმნიან დედამიწაზე არსებული O2-ის ნახევარზე მეტს.
2. ისინი ხელს უწყობენ ორგანული ნარჩენების დაშლას, რითაც მონაწილეობენ ყველა ნივთიერების ციკლში, მონაწილეობენ ნიადაგის ფორმირებაში.
3. აზოტის ფიქსატორები პარკოსნების ფესვებზე.
4. ისინი ასუფთავებენ წყალს ნარჩენებისგან, მაგალითად, მეტალურგიული მრეწველობისგან.
5. ისინი ცოცხალი ორგანიზმების მიკროფლორის ნაწილია, რაც ხელს უწყობს საკვები ნივთიერებების მაქსიმალურად შეწოვას.
6. საკვებ მრეწველობაში იყენებენ ფერმენტაციისთვის, ასე მიიღება ყველი, ხაჭო, სპირტი, ცომი.

ყურადღება!გარდა დადებითი მნიშვნელობისა, ბაქტერიებიც უარყოფით როლს თამაშობენ. ბევრი მათგანი იწვევს სასიკვდილო დაავადებებს, როგორიცაა ქოლერა, ტიფური ცხელება, სიფილისი და ტუბერკულოზი.

ბაქტერიები

არქეა

ადრე ისინი ბაქტერიებთან გაერთიანებული იყო დრობიანოკის ერთ სამეფოში. თუმცა, დროთა განმავლობაში გაირკვა, რომ არქეებს აქვთ საკუთარი ინდივიდუალური ევოლუციური გზა და ძალიან განსხვავდებიან სხვა მიკროორგანიზმებისგან მათი ბიოქიმიური შემადგენლობით და მეტაბოლიზმით. გამოიყოფა 5-მდე სახეობა, ყველაზე შესწავლილი არის ევრიარქეოტები და კრენარქეოტები. არქეული თვისებებია:

• მათი უმრავლესობა ქიმიოავტოტროფებია - ისინი ასინთეზებენ ორგანულ ნივთიერებებს ნახშირორჟანგიდან, შაქრიდან, ამიაკით, ლითონის იონებიდან და წყალბადისგან;
• თამაშობენ ძირითად როლს აზოტისა და ნახშირბადის ციკლში;
• მონაწილეობს საჭმლის მონელებაში ადამიანებში და ბევრ მცოცავში;
• აქვთ უფრო სტაბილური და გამძლე მემბრანის გარსი გლიცეროლი-ეთერის ლიპიდებში ეთერული ბმების არსებობის გამო. ეს საშუალებას აძლევს არქეებს იცხოვრონ მაღალ ტუტე ან მჟავე გარემოში, ასევე მაღალი ტემპერატურის პირობებში;
• უჯრედის კედელი, ბაქტერიებისგან განსხვავებით, არ შეიცავს პეპტიდოგლიკანს და შედგება ფსევდომურეინისგან.

ევკარიოტების სტრუქტურა

ევკარიოტები არის ორგანიზმების სამეფო, რომელთა უჯრედები შეიცავს ბირთვს. გარდა არქეებისა და ბაქტერიებისა, დედამიწაზე ყველა ცოცხალი არსება ევკარიოტია (მაგალითად, მცენარეები, პროტოზოები, ცხოველები). უჯრედები შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს მათი ფორმის, სტრუქტურის, ზომისა და ფუნქციის მიხედვით. ამის მიუხედავად, ისინი მსგავსია ცხოვრების საფუძვლებში, მეტაბოლიზმის, ზრდის, განვითარების, გაღიზიანების უნარისა და ცვალებადობით.

ევკარიოტული უჯრედები შეიძლება იყოს ასობით ან ათასობით ჯერ უფრო დიდი ვიდრე პროკარიოტული უჯრედები. მათ შორისაა ბირთვი და ციტოპლაზმა მრავალი მემბრანული და არამემბრანული ორგანელებით.მემბრანა მოიცავს: ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს, ლიზოსომებს, გოლგის კომპლექსს, მიტოქონდრიას. არამემბრანული: რიბოსომები, უჯრედის ცენტრი, მიკროტუბულები, მიკროფილამენტები.

ევკარიოტების სტრუქტურა

მოდით შევადაროთ ევკარიოტული უჯრედები სხვადასხვა სამეფოებიდან.

ევკარიოტების სამეფოები მოიცავს:

• პროტოზოა. ჰეტეროტროფები, ზოგიერთს, რომელსაც შეუძლია ფოტოსინთეზი (წყალმცენარეები). ისინი მრავლდებიან ასექსუალურად, სქესობრივად და მარტივი გზით ორ ნაწილად. უმეტესობას არ აქვს უჯრედის კედელი;
• მცენარეები. ისინი არიან მწარმოებლები, ენერგიის მიღების მთავარი გზა ფოტოსინთეზია. მცენარეების უმეტესობა უმოძრაოა და მრავლდება უსქესო, სქესობრივი და ვეგეტატიურად. უჯრედის კედელი შედგება ცელულოზისგან;
• სოკო. მრავალუჯრედოვანი. განასხვავებენ ქვედა და მაღალს. ისინი ჰეტეროტროფული ორგანიზმები არიან და დამოუკიდებლად გადაადგილება არ შეუძლიათ. ისინი მრავლდებიან უსქესო, სქესობრივი და ვეგეტატიურად. ისინი ინახავენ გლიკოგენს და აქვთ ძლიერი ქიტინის უჯრედის კედელი;
• ცხოველები. არსებობს 10 სახეობა: ღრუბლები, ჭიები, ფეხსახსრიანები, ექინოდერმები, აკორდები და სხვა. ისინი ჰეტეროტროფული ორგანიზმები არიან. შეუძლია დამოუკიდებელი მოძრაობა. ძირითადი შესანახი ნივთიერება არის გლიკოგენი. უჯრედის კედელი შედგება ქიტინისგან, ისევე როგორც სოკოებში. გამრავლების ძირითადი მეთოდი სექსუალურია.

ცხრილი: მცენარეთა და ცხოველთა უჯრედების შედარებითი მახასიათებლები

სტრუქტურა	მცენარეული უჯრედი	ცხოველების გალია
უჯრედის კედელი	ცელულოზა	შედგება გლიკოკალიქსისგან - ცილებისგან, ნახშირწყლებისა და ლიპიდების თხელი ფენისგან.
ძირითადი მდებარეობა	მდებარეობს კედელთან უფრო ახლოს	მდებარეობს ცენტრალურ ნაწილში
უჯრედის ცენტრი	ექსკლუზიურად ქვედა წყალმცენარეებში	აწმყო
ვაკუოლები	შეიცავს უჯრედის წვენს	კონტრაქტული და საჭმლის მომნელებელი.
სათადარიგო ნივთიერება	სახამებელი	გლიკოგენი
პლასტიდები	სამი ტიპი: ქლოროპლასტები, ქრომოპლასტები, ლეიკოპლასტები	დაკარგული
კვება	ავტოტროფიული	ჰეტეროტროფიული

პროკარიოტებისა და ევკარიოტების შედარება

პროკარიოტული და ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურული მახასიათებლები მნიშვნელოვანია, მაგრამ ერთ-ერთი მთავარი განსხვავება გენეტიკური მასალის შენახვასა და ენერგიის მიღების გზას ეხება.

პროკარიოტები და ევკარიოტები განსხვავებულად ახდენენ ფოტოსინთეზს. პროკარიოტებში ეს პროცესი ხდება მემბრანულ გამონაყარზე (ქრომატოფორებზე), რომლებიც დაწყობილია ცალკეულ გროვებში. ბაქტერიებს არ აქვთ ფტორის ფოტოსისტემა, ამიტომ ისინი არ გამოყოფენ ჟანგბადს, განსხვავებით ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეებისგან, რომლებიც ქმნიან მას ფოტოლიზის დროს. პროკარიოტებში წყალბადის წყაროა წყალბადის სულფიდი, H2, სხვადასხვა ორგანული ნივთიერებები და წყალი. ძირითადი პიგმენტებია ბაქტერიოქლოროფილი (ბაქტერიებში), ქლოროფილი და ფიკობილინი (ციანობაქტერიებში).

ყველა ევკარიოტიდან მხოლოდ მცენარეებს შეუძლიათ ფოტოსინთეზი.მათ აქვთ სპეციალური წარმონაქმნები - ქლოროპლასტები, რომლებიც შეიცავს გრანაში ან ლამელებში ჩაყრილ გარსებს. II ფოტოსისტემის არსებობა საშუალებას აძლევს ჟანგბადს ატმოსფეროში წყლის ფოტოლიზის პროცესის დროს გამოუშვას. წყალბადის მოლეკულების ერთადერთი წყარო წყალია. მთავარი პიგმენტი არის ქლოროფილი, ფიკობილინი კი მხოლოდ წითელ წყალმცენარეებშია.

პროკარიოტებისა და ევკარიოტების ძირითადი განსხვავებები და დამახასიათებელი ნიშნები წარმოდგენილია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.

ცხრილი: მსგავსება და განსხვავებები პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის

შედარება	პროკარიოტები	ევკარიოტები
გამოჩენის დრო	3,5 მილიარდ წელზე მეტი ხნის განმავლობაში	დაახლოებით 1,2 მილიარდი წელი
უჯრედის ზომები	10 მმ-მდე	10-დან 100 მკმ-მდე
კაფსულა	Იქ არის. ასრულებს დამცავ ფუნქციას. ასოცირდება უჯრედის კედელთან	არ არის
პლაზმური მემბრანა	Იქ არის	Იქ არის
უჯრედის კედელი	შედგება პექტინის ან მურეინისგან	ცხოველების გარდა სხვაც არიან
ქრომოსომა	სამაგიეროდ, წრიული დნმ. თარგმანი და ტრანსკრიფცია ხდება ციტოპლაზმაში.	ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულები. ტრანსლაცია ხდება ციტოპლაზმაში, ტრანსკრიფცია კი ბირთვში.
რიბოზომები	პატარა 70S ტიპის. მდებარეობს ციტოპლაზმაში.	დიდი 80S ტიპის, შეიძლება დაერთოს ენდოპლაზმურ რეტიკულუმს, რომელიც მდებარეობს პლასტიდებსა და მიტოქონდრიებში.
მემბრანული ორგანელა	არცერთი. ჩნდება მემბრანის გამონაზარდები - მეზოსომები	არის: მიტოქონდრია, გოლგის კომპლექსი, უჯრედული ცენტრი, EPS
ციტოპლაზმა	Იქ არის	Იქ არის
	დაკარგული	Იქ არის
ვაკუოლები	გაზი (აეროზომები)	Იქ არის
ქლოროპლასტები	არცერთი. ფოტოსინთეზი ხდება ბაქტერიოქლოროფილებში	წარმოდგენილია მხოლოდ მცენარეებში
პლაზმიდები	Იქ არის	დაკარგული
ბირთვი	არ არის	Იქ არის
მიკროფილამენტები და მიკროტუბულები.	დაკარგული	Იქ არის
გაყოფის მეთოდები	შეკუმშვა, კვირტი, კონიუგაცია	მიტოზი, მეიოზი
ურთიერთქმედება ან კონტაქტები	დაკარგული	პლაზმოდესმატა, დესმოსომა ან სეპტა
უჯრედების კვების სახეები	ფოტოაუტოტროფული, ფოტოჰეტეროტროფული, ქიმიოავტოტროფული, ქიმიოჰეტეროტროფული	ფოტოტროფიული (მცენარეებში) ენდოციტოზი და ფაგოციტოზი (სხვებში)

განსხვავებები პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის

მსგავსება და განსხვავებები პროკარიოტულ და ევკარიოტურ უჯრედებს შორის

დასკვნა

პროკარიოტული და ევკარიოტული ორგანიზმების შედარება საკმაოდ შრომატევადი პროცესია, რომელიც მოითხოვს მრავალი ნიუანსის გათვალისწინებას. მათ ბევრი საერთო აქვთ ერთმანეთთან სტრუქტურის, მიმდინარე პროცესებისა და ყველა ცოცხალი არსების თვისებების თვალსაზრისით. განსხვავებები მდგომარეობს შესრულებულ ფუნქციებში, კვების მეთოდებსა და შინაგან ორგანიზაციაში. ვინც დაინტერესებულია ამ თემით, შეუძლია გამოიყენოს ეს ინფორმაცია.

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი იყოფა უჯრედამდე და უჯრედულ. უჯრედამდელი მოიცავს ვირუსებს და ფაგებს. მეორე ჯგუფი, ფიჭური, იყოფა პროკარიოტებად და ევკარიოტებად, რომლებიც წარმოადგენენ პრებირთვულ და ბირთვულ ორგანიზმებს.

პროკარიოტები

პირველი უჯრედული პროკარიოტები დედამიწაზე 3 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ გაჩნდა. ეს იყო უდიდესი ნახტომი ცხოვრების განვითარებაში. პროკარიოტები ბაქტერიებია. მათი სტრუქტურა შედარებით მარტივია. მემკვიდრეობითი ინფორმაცია, დნმ, მდებარეობს მათ პრიმიტიულ რგოლოვან ქრომოსომაში, რომელიც შეიცავს მცირე ცილებს. იგი მდებარეობს ციტოპლაზმის სპეციალურ განყოფილებაში, ნუკლეოიდში, რომელიც არ არის გამოყოფილი უჯრედის დანარჩენი ნაწილისგან მემბრანით. პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის მთავარი განსხვავება ერთმანეთისგან არის ის, რომ პირველი ტიპის უჯრედებში არ არის ნამდვილი ბირთვი.

პრებირთვული უჯრედების ციტოპლაზმას გაცილებით ნაკლები უჯრედული სტრუქტურა აქვს. მათგან ცნობილია რიბოსომები, რომლებიც უფრო მცირეა ევკარიოიდული უჯრედების რიბოზომებთან შედარებით. მიტოქონდრიების როლი პროკარიოტებში მიეკუთვნება მარტივ მემბრანულ სტრუქტურებს. მათ ასევე აკლიათ ქლოროპლასტები. პროკარიოტებს აქვთ პლაზმური მემბრანა, რომლის ზემოთ არის უჯრედის კედელი. ისინი ევკარიოტებისაგან განსხვავდებიან გაცილებით მცირე ზომით.ზოგიერთ შემთხვევაში პროკარიოტები შეიძლება შეიცავდეს ეგრეთ წოდებულ პლაზმიდებს - პატარა, რგოლის სახით,

ევკარიოტები

ყველა ბირთვული უჯრედი განსხვავდება მათი ზოგადი სტრუქტურული გეგმით და საერთო წარმოშობით. ისინი წარმოიშვნენ ბირთვულამდელი უჯრედებიდან 1,2 მილიარდი წლის წინ. მათი სტრუქტურა ბევრად უფრო რთულია. როგორც პროკარიოტებს, ასევე ევკარიოტებს აქვთ უჯრედის მემბრანა. მაგრამ სხვაგვარად, მათი სტრუქტურული და ბიოქიმიური მახასიათებლები მრავალი თვალსაზრისით განსხვავდება. ყველაზე მნიშვნელოვანი განსხვავება ისაა, რომ ბირთვულ უჯრედებს აქვთ ნამდვილი ბირთვი, რომელშიც ინახება მათი გენეტიკური ინფორმაცია.

ბირთვი ციტოპლაზმიდან შემოიფარგლება სპეციალური გარსით, რომელიც შედგება გარე და შიდა შრეებისგან. პლაზმური მემბრანის მსგავსია, მაგრამ შეიცავს ფორებს. მათი წყალობით ხდება ციტოპლაზმასა და ბირთვს შორის გაცვლა. უჯრედის გენომი შედგება ქრომოსომების მთელი ნაკრებისგან; ამით განსხვავდებიან ერთმანეთისგან პროკარიოტები და ევკარიოტები. ევკარიოტულ ქრომოსომებში დნმ ასოცირდება ჰისტონურ პროტეინებთან.

არის ნუკლეოლები, რომლებშიც წარმოიქმნება რიბოსომები. უსტრუქტურო მასა, კარიოპლაზმა, აკრავს ქრომოსომებსა და ნუკლეოლებს. ცხოველთა და მცენარეთა თითოეულ სახეობას აქვს ქრომოსომების საკუთარი, მკაცრად განსაზღვრული ნაკრები. როდესაც უჯრედები იყოფა, ისინი გაორმაგდებიან და შემდეგ ნაწილდებიან ქალიშვილ უჯრედებში.

თუ გავითვალისწინებთ პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს, მათი განსხვავებები ასევე ჩანს უჯრედების ციტოპლაზმაში.

მცენარეთა უჯრედებს ახასიათებთ დიდი ცენტრალური ვაკუოლისა და პლასტიდების არსებობა. შეუძლია ბირთვის გადატანა უჯრედის პერიფერიაზე. მცენარის უჯრედის კვების სარეზერვო ნახშირწყალი არის სახამებელი. გარეთ მცენარეთა უჯრედები დაფარულია ცელულოზით. უჯრედის ცენტრს აკლია ცენტრიოლი, რომელიც მხოლოდ წყალმცენარეებში ჩანს.

ცხოველურ უჯრედებს აკლია ცენტრალური ვაკუოლი, პლასტიდები და მკვრივი უჯრედის კედელი. უჯრედის ცენტრში არის ცენტრიოლი. სარეზერვო ნახშირწყლები ცხოველთა უჯრედებში არის გლიკოგენი.

სოკოს უჯრედებს ყოველთვის არ აქვთ ცენტრიოლა. უჯრედის კედელი შედგება ქიტინისგან, ციტოპლაზმაში არ არის პლასტიდები, მაგრამ არის ცენტრალური ვაკუოლი უჯრედის ცენტრში. მათი ნახშირწყლების რეზერვი ასევე არის გლიკოგენი.

ევკარიოტების ციტოპლაზმაში არის მიტოქონდრია, ლიზოსომები, ენდოპლაზმური ბადე, მოძრაობის ორგანელები. მათი რიბოსომები გაცილებით დიდია, ვიდრე პროკარიოტების. უჯრედის ციტოპლაზმა იყოფა ცალკეულ განყოფილებებად, განყოფილებებად, სპეციალური მემბრანების დახმარებით, რომლებიც შედგება ლიპიდებისგან. თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი ბიოქიმიური პროცესები. პროკარიოტებში ის თითქმის არასოდეს გვხვდება.

ზოგადად, პროკარიოტები და ევკარიოტები გამოხატავენ ევოლუციის კანონებს, რაც ხასიათდება გადაადგილებით მარტივი ფორმებიდან უფრო რთულზე.

თუმცა, პრებირთვულ უჯრედებს ახასიათებთ მეტი პლასტიურობა და მრავალფეროვანი მეტაბოლური პროცესები. ბევრ ბაქტერიას შეუძლია ენერგიის მიღება სინათლის ან ქიმიური რეაქციების შედეგად, არსებობს ჟანგბადის მოკლებული გარემოში (ანაერობული ბაქტერიები). ამის წყალობით ისინი ჯდებიან თანამედროვე სამყაროს სურათში.

ყველა ცოცხალი ორგანიზმი შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად (პროკარიოტები ან ევკარიოტები) მათი უჯრედების ძირითადი სტრუქტურის მიხედვით. პროკარიოტები არის ცოცხალი ორგანიზმები, რომლებიც შედგება უჯრედებისგან, რომლებსაც არ აქვთ უჯრედის ბირთვი და მემბრანული ორგანელები. ევკარიოტები ცოცხალი ორგანიზმებია, რომლებიც შეიცავს ბირთვს და მემბრანულ ორგანელებს.

უჯრედი არის სიცოცხლისა და ცოცხალი არსებების ჩვენი თანამედროვე განმარტების ფუნდამენტური ნაწილი. უჯრედები განიხილება, როგორც სიცოცხლის ძირითადი სამშენებლო ბლოკები და გამოიყენება იმის განსაზღვრაში, თუ რას ნიშნავს იყო "ცოცხალი".

მოდით შევხედოთ სიცოცხლის ერთ-ერთ განმარტებას: „ცოცხალი არსებები არიან ქიმიური ორგანიზაციები, რომლებიც შედგება უჯრედებისგან და შეუძლიათ გამრავლება“ (Keaton, 1986). ეს განმარტება ეფუძნება ორ თეორიას - უჯრედის თეორიას და ბიოგენეზის თეორიას. პირველად შემოთავაზებული იქნა 1830-იანი წლების ბოლოს გერმანელმა მეცნიერებმა მათიას იაკობ შლაიდენმა და თეოდორ შვანმა. ისინი ამტკიცებდნენ, რომ ყველა ცოცხალი არსება უჯრედებისგან შედგება. ბიოგენეზის თეორია, რომელიც შემოთავაზებულია რუდოლფ ვირხოვის მიერ 1858 წელს, აცხადებს, რომ ყველა ცოცხალი უჯრედი წარმოიქმნება არსებული (ცოცხალი) უჯრედებიდან და არ შეიძლება სპონტანურად წარმოიქმნას არაცოცხალი მატერიისგან.

უჯრედების კომპონენტები ჩასმულია მემბრანაში, რომელიც მოქმედებს როგორც ბარიერი გარე სამყაროსა და უჯრედის შიდა კომპონენტებს შორის. უჯრედის მემბრანა არის შერჩევითი ბარიერი, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის საშუალებას აძლევს გარკვეულ ქიმიურ ნივთიერებებს გაიაროს უჯრედების ფუნქციონირებისთვის საჭირო ბალანსის შესანარჩუნებლად.

უჯრედის მემბრანა არეგულირებს ქიმიკატების მოძრაობას უჯრედიდან უჯრედში შემდეგი გზებით:

• დიფუზია (ნივთიერების მოლეკულების მიდრეკილება კონცენტრაციის მინიმიზაციისკენ, ანუ მოლეკულების მოძრაობა უფრო მაღალი კონცენტრაციის ფართობიდან ქვედა ფართობისკენ კონცენტრაციის გათანაბრებამდე);
• ოსმოზი (გამხსნელის მოლეკულების მოძრაობა ნაწილობრივ გამტარ მემბრანაში, რათა გაათანაბროს გამხსნელი ნივთიერების კონცენტრაცია, რომელსაც არ შეუძლია მემბრანაში გადაადგილება);
• შერჩევითი ტრანსპორტი (მემბრანული არხების და ტუმბოების გამოყენებით).

პროკარიოტები არის ორგანიზმები, რომლებიც შედგება უჯრედებისგან, რომლებსაც არ აქვთ უჯრედის ბირთვი ან მემბრანული ორგანელები. ეს ნიშნავს, რომ პროკარიოტებში დნმ-ის გენეტიკური მასალა არ არის შეკრული ბირთვში. გარდა ამისა, პროკარიოტების დნმ ნაკლებად სტრუქტურირებულია, ვიდრე ევკარიოტების. პროკარიოტებში დნმ ერთი მარყუჟიანია. ევკარიოტული დნმ ორგანიზებულია ქრომოსომებად. პროკარიოტების უმეტესობა შედგება მხოლოდ ერთი უჯრედისაგან (ერთუჯრედიანი), მაგრამ არის რამდენიმე, რომლებიც მრავალუჯრედიანია. მეცნიერები პროკარიოტებს ორ ჯგუფად ყოფენ: და.

ტიპიური პროკარიოტული უჯრედი მოიცავს:

• პლაზმური (უჯრედული) მემბრანა;
• ციტოპლაზმა;
• რიბოზომები;
• flagella და pili;
• ნუკლეოიდი;
• პლაზმიდები;

ევკარიოტები

ევკარიოტები არიან ცოცხალი ორგანიზმები, რომელთა უჯრედები შეიცავს ბირთვს და მემბრანულ ორგანელებს. ევკარიოტებში გენეტიკური მასალა მდებარეობს ბირთვში, ხოლო დნმ ორგანიზებულია ქრომოსომებად. ევკარიოტული ორგანიზმები შეიძლება იყოს უჯრედული ან მრავალუჯრედიანი. არიან ევკარიოტები. ასევე ევკარიოტებში შედის მცენარეები, სოკოები და პროტოზოები.

ტიპიური ევკარიოტული უჯრედი მოიცავს:

• ნუკლეოლუსი;

უჯრედების სტრუქტურის ერთიანობა.

ნებისმიერი უჯრედის შინაარსი გამოყოფილია გარე გარემოდან სპეციალური სტრუქტურით - პლაზმური მემბრანა (პლაზმალემა).ეს იზოლაცია საშუალებას გაძლევთ შექმნათ ძალიან განსაკუთრებული გარემო უჯრედის შიგნით, განსხვავებით იმისგან, რაც მას აკრავს. მაშასადამე, უჯრედში შეიძლება მოხდეს ის პროცესები, რომლებიც სხვაგან არ ხდება, მათ უწოდებენ ცხოვრების პროცესები.

ცოცხალი უჯრედის შიდა გარემო, რომელიც შემოიფარგლება პლაზმური მემბრანით, ე.წ ციტოპლაზმა.Ეს შეიცავს ჰიალოპლაზმა(ძირითადი გამჭვირვალე ნივთიერება) და უჯრედის ორგანელები,ასევე სხვადასხვა არამუდმივი სტრუქტურები - ჩანართები.ორგანელები, რომლებიც ნებისმიერ უჯრედშია, ასევე მოიცავს რიბოსომა,სადაც ხდება ცილის სინთეზი.

ევკარიოტული უჯრედების სტრუქტურა.

ევკარიოტებიარის ორგანიზმები, რომელთა უჯრედებს აქვთ ბირთვი. ბირთვი- ეს არის ევკარიოტული უჯრედის ორგანელა, რომელშიც ინახება ქრომოსომებში ჩაწერილი მემკვიდრეობითი ინფორმაცია და საიდანაც ხდება მემკვიდრეობითი ინფორმაციის კოპირება. ქრომოსომაარის დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ინტეგრირებულია ცილებთან. ბირთვი შეიცავს ნუკლეოლუსი- ადგილი, სადაც წარმოიქმნება სხვა მნიშვნელოვანი ორგანელები, რომლებიც მონაწილეობენ ცილის სინთეზში - რიბოზომები.მაგრამ რიბოსომები წარმოიქმნება მხოლოდ ბირთვში და ისინი მუშაობენ (ანუ სინთეზირებენ პროტეინს) ციტოპლაზმაში. ზოგიერთი მათგანი თავისუფალია ციტოპლაზმაში, ნაწილი კი მიმაგრებულია გარსებზე, ქმნის ქსელს, რომელიც ე.წ. ენდოპლაზმური.

რიბოზომები- არამემბრანული ორგანელები.

Ენდოპლაზმურ ბადეშიარის გარსებით შემოსაზღვრული მილაკების ქსელი. არსებობს ორი ტიპი: გლუვი და მარცვლოვანი. რიბოსომები განლაგებულია მარცვლოვანი ენდოპლაზმური ბადის გარსებზე, შესაბამისად, მასში ხდება ცილების სინთეზი და ტრანსპორტირება. ხოლო გლუვი ენდოპლაზმური ბადე არის ნახშირწყლებისა და ლიპიდების სინთეზისა და ტრანსპორტირების ადგილი. მას არ აქვს რიბოსომები.

ცილების, ნახშირწყლებისა და ცხიმების სინთეზისთვის საჭიროა ენერგია, რომელიც წარმოიქმნება ევკარიოტულ უჯრედში უჯრედის „ენერგეტიკული სადგურებით“ - მიტოქონდრია.

მიტოქონდრია- ორმემბრანული ორგანელები, რომლებშიც მიმდინარეობს უჯრედული სუნთქვის პროცესი. ორგანული ნაერთები იჟანგება მიტოქონდრიულ გარსებზე და ქიმიური ენერგია გროვდება სპეციალური ენერგეტიკული მოლეკულების სახით. (ATP).

უჯრედში ასევე არის ადგილი, სადაც ორგანული ნაერთები შეიძლება დაგროვდეს და საიდანაც მათი ტრანსპორტირება - ეს არის გოლჯის აპარატი,ბრტყელი მემბრანული ჩანთების სისტემა. მონაწილეობს ცილების, ლიპიდების, ნახშირწყლების ტრანსპორტირებაში. უჯრედშიდა მონელების ორგანელები ასევე წარმოიქმნება გოლჯის აპარატში - ლიზოსომები.

ლიზოსომები- ცხოველური უჯრედებისთვის დამახასიათებელი ერთმემბრანული ორგანელები შეიცავს ფერმენტებს, რომლებსაც შეუძლიათ ცილების, ნახშირწყლების, ნუკლეინის მჟავების, ლიპიდების დაშლა.

უჯრედი შეიძლება შეიცავდეს ორგანელებს, რომლებსაც არ აქვთ მემბრანული სტრუქტურა, როგორიცაა რიბოსომები და ციტოჩონჩხი.

ციტოჩონჩხი- ეს არის უჯრედის კუნთოვანი სისტემა, მოიცავს მიკროფილამენტებს, წამწამებს, ფლაგელას, უჯრედულ ცენტრს, რომელიც წარმოქმნის მიკროტუბულებსა და ცენტრიოლებს.

არსებობს ორგანელები, რომლებიც დამახასიათებელია მხოლოდ მცენარეული უჯრედებისთვის, - პლასტიდები.არსებობს: ქლოროპლასტები, ქრომოპლასტები და ლეიკოპლასტები. ფოტოსინთეზის პროცესი ხდება ქლოროპლასტებში.

ასევე მცენარეულ უჯრედებში ვაკუოლები- უჯრედის ნარჩენი პროდუქტები, რომლებიც წარმოადგენს წყლისა და მასში გახსნილი ნაერთების რეზერვუარებს. ევკარიოტულ ორგანიზმებში შედის მცენარეები, ცხოველები და სოკოები.

პროკარიოტული უჯრედების სტრუქტურა.

პროკარიოტებიარის ერთუჯრედიანი ორგანიზმები, რომლებსაც არ აქვთ ბირთვი.

პროკარიოტული უჯრედები მცირე ზომისაა, ინარჩუნებენ გენეტიკურ მასალას წრიული დნმ-ის მოლეკულის (ნუკლეოიდის) სახით. პროკარიოტულ ორგანიზმებში შედის ბაქტერიები და ციანობაქტერიები, რომლებსაც ადრე ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს ეძახდნენ.

თუ აერობული სუნთქვის პროცესი ხდება პროკარიოტებში, მაშინ ამისათვის გამოიყენება პლაზმური მემბრანის სპეციალური გამონაყარი - მეზოსომები.თუ ბაქტერიები ფოტოსინთეზურია, მაშინ ფოტოსინთეზის პროცესი ხდება ფოტოსინთეზურ მემბრანებზე - თილაკოიდები.

პროკარიოტებში ცილების სინთეზი ხდება რიბოზომები.პროკარიოტულ უჯრედებში ცოტაა ორგანელები.

ევკარიოტული უჯრედის ორგანელების წარმოშობის ჰიპოთეზა.

პროკარიოტული უჯრედები დედამიწაზე უფრო ადრე გაჩნდა, ვიდრე ევკარიოტული.

1) სიმბიოზური ჰიპოთეზაგანმარტავს ევკარიოტული უჯრედის ზოგიერთი ორგანელის - მიტოქონდრიისა და ფოტოსინთეზური პლასტიდების წარმოქმნის მექანიზმს.

2) ინვაგინაციის ჰიპოთეზა- ამტკიცებს, რომ ევკარიოტული უჯრედის წარმოშობა გამომდინარეობს იქიდან, რომ საგვარეულო ფორმა იყო აერობული პროკარიოტი. მასში არსებული ორგანელები წარმოიქმნა მემბრანის ნაწილების ინვაგინაციისა და აქერცვლის შედეგად, რასაც მოჰყვა ფუნქციური სპეციალიზაცია ბირთვში, მიტოქონდრიაში, სხვა ორგანელების ქლოროპლასტებში.

ყველაზე აშკარა განსხვავება პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის არის ის, რომ ამ უკანასკნელებს აქვთ ბირთვი, რაც აისახება ამ ჯგუფების სახელზე: „კარიო“ ძველი ბერძნულიდან ითარგმნება როგორც ბირთვი, „პრო“ - ადრე, „ეუ“ - კარგი. მაშასადამე, პროკარიოტები არის ბირთვულამდელი ორგანიზმები, ევკარიოტები ბირთვული.

თუმცა, ეს შორს არის ერთადერთი და შესაძლოა არა მთავარი განსხვავება პროკარიოტულ ორგანიზმებსა და ევკარიოტებს შორის. პროკარიოტულ უჯრედებში მემბრანული ორგანელები საერთოდ არ არის.(იშვიათი გამონაკლისებით) - მიტოქონდრია, ქლოროპლასტები, გოლჯის კომპლექსი, ენდოპლაზმური ბადე, ლიზოსომები. მათი ფუნქციები ხორციელდება უჯრედის მემბრანის გამონაზარდებით (ინვაგინაციებით), რომლებზეც განლაგებულია სხვადასხვა პიგმენტები და ფერმენტები, რომლებიც უზრუნველყოფენ სასიცოცხლო პროცესებს.

პროკარიოტებს არ აქვთ ევკარიოტული ქრომოსომა. მათი მთავარი გენეტიკური მასალაა ნუკლეოიდიჩვეულებრივ ბეჭდის სახით. ევკარიოტულ უჯრედებში ქრომოსომა წარმოადგენს დნმ-ისა და ჰისტონური ცილების კომპლექსებს (ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ დნმ-ის შეფუთვაში). ამ ქიმიურ კომპლექსებს ე.წ ქრომატინი. პროკარიოტების ნუკლეოიდი არ შეიცავს ჰისტონებს და მასთან დაკავშირებული რნმ-ის მოლეკულები მას ფორმას აძლევს.

ევკარიოტული ქრომოსომა განლაგებულია ბირთვში. პროკარიოტებში ნუკლეოიდი განლაგებულია ციტოპლაზმაში და ჩვეულებრივ ერთ ადგილას არის მიმაგრებული უჯრედის მემბრანაზე.

ნუკლეოიდის გარდა, პროკარიოტულ უჯრედებს აქვთ განსხვავებული რაოდენობა პლაზმიდი- მთავარზე მნიშვნელოვნად მცირე ზომის ნუკლეოიდები.

პროკარიოტების ნუკლეოიდში გენების რაოდენობა სიდიდის რიგით ნაკლებია, ვიდრე ქრომოსომებში. ევკარიოტებს აქვთ მრავალი გენი, რომლებიც ასრულებენ მარეგულირებელ ფუნქციას სხვა გენებთან მიმართებაში. ეს შესაძლებელს ხდის მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმის ევკარიოტული უჯრედების სპეციალიზაციას, რომლებიც შეიცავს იმავე გენეტიკურ ინფორმაციას; შეცვალეთ თქვენი მეტაბოლიზმი, უფრო მოქნილად უპასუხეთ გარე და შიდა გარემოს ცვლილებებს. განსხვავებულია გენების სტრუქტურაც. პროკარიოტებში დნმ-ში გენები განლაგებულია ჯგუფებად - ოპერონებად. თითოეული ოპერონი გადაიწერება როგორც ერთი ერთეული.

ასევე არსებობს განსხვავებები პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის ტრანსკრიფციისა და თარგმნის პროცესებში. ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ პროკარიოტულ უჯრედებში ეს პროცესები შეიძლება ერთდროულად მიმდინარეობდეს მატრიცის (ინფორმაციის) რნმ-ის ერთ მოლეკულაზე: სანამ ის ჯერ კიდევ სინთეზირდება დნმ-ზე, რიბოსომები უკვე "სხედან" მის დასრულებულ ბოლოში და სინთეზირებენ ცილებს. ევკარიოტულ უჯრედებში mRNA ტრანსკრიფციის შემდეგ განიცდის ეგრეთ წოდებულ მომწიფებას. და მხოლოდ ამის შემდეგ შეიძლება მასზე ცილის სინთეზირება.

პროკარიოტების რიბოსომები უფრო მცირეა (დალექვის კოეფიციენტი 70S), ვიდრე ევკარიოტების (80S). ცილების და რნმ-ის მოლეკულების რაოდენობა რიბოზომის ქვედანაყოფების შემადგენლობაში განსხვავებულია. უნდა აღინიშნოს, რომ მიტოქონდრიისა და ქლოროპლასტების რიბოსომები (ისევე როგორც გენეტიკური მასალა) პროკარიოტების მსგავსია, რაც შეიძლება მიუთითებდეს მათ წარმოშობაზე უძველესი პროკარიოტული ორგანიზმებიდან, რომლებიც იმყოფებოდნენ მასპინძელ უჯრედში.

პროკარიოტები ჩვეულებრივ განსხვავდებიან მათი ჭურვების უფრო რთული სტრუქტურით. ციტოპლაზმური მემბრანისა და უჯრედის კედლის გარდა, მათ აქვთ კაფსულა და სხვა წარმონაქმნები, რაც დამოკიდებულია პროკარიოტული ორგანიზმის ტიპზე. უჯრედის კედელი ასრულებს დამხმარე ფუნქციას და ხელს უშლის მავნე ნივთიერებების შეღწევას. ბაქტერიული უჯრედის კედელი შეიცავს მურეინს (გლიკოპეპტიდს). ევკარიოტებს შორის მცენარეებს აქვთ უჯრედის კედელი (მისი ძირითადი კომპონენტია ცელულოზა), სოკოებს აქვთ ქიტინი.

პროკარიოტული უჯრედები იყოფა ორობითი დაშლით. Მათ აქვთ არ არსებობს უჯრედების გაყოფის რთული პროცესები (მიტოზი და მეიოზი)ევკარიოტების დამახასიათებელი. თუმცა გაყოფამდე ნუკლეოიდი ორმაგდება, ისევე როგორც ქრომატინი ქრომოსომებში. ევკარიოტების სასიცოცხლო ციკლში შეინიშნება დიპლოიდური და ჰაპლოიდური ფაზების მონაცვლეობა. ამ შემთხვევაში, ჩვეულებრივ, დიპლოიდური ფაზა ჭარბობს. მათგან განსხვავებით, პროკარიოტებს ეს არ აქვთ.

ევკარიოტული უჯრედები განსხვავდება ზომით, მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, ისინი მნიშვნელოვნად აღემატება პროკარიოტურ უჯრედებს (ათჯერ).

ნუტრიენტები პროკარიოტების უჯრედებში შედიან მხოლოდ ოსმოსის დახმარებით. ევკარიოტულ უჯრედებში, გარდა ამისა, შეიძლება შეინიშნოს ფაგო- და პინოციტოზი (კვების და სითხის „დაჭერა“ ციტოპლაზმური მემბრანის გამოყენებით).

ზოგადად, განსხვავება პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის მდგომარეობს ამ უკანასკნელის აშკარად უფრო რთულ სტრუქტურაში. ითვლება, რომ პროკარიოტული ტიპის უჯრედები წარმოიქმნა აბიოგენეზის გზით (გრძელვადიანი ქიმიური ევოლუცია ადრეული დედამიწის პირობებში). ევკარიოტები მოგვიანებით გამოჩნდნენ პროკარიოტებისგან, მათი კომბინაციით (სიმბიოზური, ისევე როგორც ქიმერული ჰიპოთეზები) ან ცალკეული წარმომადგენლების ევოლუციით (ინვაგინაციის ჰიპოთეზა). ევკარიოტული უჯრედების სირთულე მათ საშუალებას აძლევდა მოეწყონ მრავალუჯრედოვანი ორგანიზმი, ევოლუციის პროცესში, რათა უზრუნველყონ დედამიწაზე სიცოცხლის მთელი ძირითადი მრავალფეროვნება.

განსხვავებების ცხრილი პროკარიოტებსა და ევკარიოტებს შორის

ნიშანი	პროკარიოტები	ევკარიოტები
უჯრედის ბირთვი	არა	Იქ არის
მემბრანული ორგანელები	არა. მათი ფუნქციები შესრულებულია უჯრედის მემბრანის ინვაგინაციით, რომელზედაც განლაგებულია პიგმენტები და ფერმენტები.	მიტოქონდრია, პლასტიდები, ლიზოსომები, ER, გოლგის კომპლექსი
უჯრედის მემბრანები	უფრო რთული, არსებობს სხვადასხვა კაფსულები. უჯრედის კედელი შედგება მირეინისგან.	უჯრედის კედლის ძირითადი კომპონენტია ცელულოზა (მცენარეებში) ან ქიტინი (სოკოებში). ცხოველურ უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის კედელი.
გენეტიკური მატერიალი	საგრძნობლად ნაკლები. იგი წარმოდგენილია ნუკლეოიდით და პლაზმიდებით, რომლებსაც აქვთ რგოლის ფორმა და განლაგებულია ციტოპლაზმაში.	მნიშვნელოვანია მემკვიდრეობითი ინფორმაციის რაოდენობა. ქრომოსომა (დნმ-ისა და ცილებისგან შედგება). დამახასიათებელია დიპლოიდიით.
განყოფილება	ორობითი უჯრედის გაყოფა.	არსებობს მიტოზი და მეიოზი.
მრავალუჯრედულობა	არ არის დამახასიათებელი პროკარიოტებისთვის.	ისინი წარმოდგენილია როგორც ერთუჯრედული, ასევე მრავალუჯრედიანი ფორმებით.
რიბოზომები	უფრო პატარა	უფრო დიდი
მეტაბოლიზმი	უფრო მრავალფეროვანი (ჰეტეროტროფები, ავტოტროფები, რომლებიც ახდენენ ფოტოსინთეზს და ქიმიოსინთეზს სხვადასხვა გზით; ანაერობული და აერობული სუნთქვა).	ავტოტროფია მხოლოდ მცენარეებში ფოტოსინთეზის გზით. თითქმის ყველა ევკარიოტი აერობია.
წარმოშობა	უსულო ბუნებიდან ქიმიური და პრებიოლოგიური ევოლუციის პროცესში.	პროკარიოტებისგან მათი ბიოლოგიური ევოლუციის პროცესში.