прокариоти

Прокариотите са едноклетъчни организми, които са най-ранните и примитивни живи организми на Земята. Те се различават от еукариотите по това, че нямат клетъчно ядро и клетъчни органели. Техният прародител е едноклетъчен микроорганизъм, представляващ първата форма на живот на планетата, появил се преди около 4 милиарда години. Към групата на прокариотите спадат архебактериите, еубактериите (същинските бактерии) и цианобактериите (синьо-зелени водорасли).

Архебактериите образуват отровния газ – метан. Те населяват Мъртво море, както и места с висока температура, соленост, киселинност.

Бактериите са най-разнообразната и многобройна група прокариоти. Те се различават по форма и начин на хранене. Някои от тях могат да се движат активно, но повечето са постоянно прикрепени към други тела.

Цианобактериите са първите създатели на кислородната атмосфера. Те са обитавали Земята милиони години преди еукариотните организми. Разпространени са в солени и сладки води, във влажна почва, по кората на дърветата и дори по скалисти райони в пустинята.

Много прокариоти са екстремофили и могат да живеят и да се развиват в различни екстремни условия, включително хидротермални отвори, горещи извори, блата, влажни зони и в червата на хора и животни (Helicobacter pylori). Прокариотните бактерии се срещат почти навсякъде и са част от човешката микробиота. Те живеят върху кожата, в тялото и върху всеки предмет, който ни заобикаля.

Прокариотните клетки не са толкова сложни като еукариотните клетки. Те нямат същинско обособено ядро, тъй като ДНК не се съдържа в мембраната и не се отделя от останалата част на клетката, а се навива в областта на цитоплазмата, наречена нуклеоид. Прокариотните организми имат различни клетъчни форми. Най-често срещаните форми на бактерии са сферични (коки), пръчковидни (бацили), спираловидни (спирали) и с форма на запетая (вибриони).

Структура на прокариотите

Прокариотите са изградени от капсула, клетъчна стена, клетъчна мембрана, цитоплазма, пили и флагелуми, рибозоми, плазмиди и хромозома.

Капсула

Капсулата е открита в някои бактериални клетки. Тя представлява допълнителна външна обвивка, която предпазва клетката, когато е погълната от други организми, подпомага задържането на влага и ѝ помага да се придържа към различни повърхности и хранителни вещества.

Клетъчна стена

Клетъчната стена образува външното покритие на клетката, като по този начин я предпазва и отговаря за нейната форма.

Цитоплазма

Цитоплазмата е гелоподобна субстанция, съставена главно от вода, която съдържа също ензими, соли, клетъчни компоненти и различни органични молекули. В нея се осъществяват жизнено важни процеси за обмяната на веществата.

Клетъчна мембрана

Клетъчната мембрана се намира под клетъчната стена и обгражда цитоплазмата на клетката. Тя регулира потока от вещества, които попадат в клетката или излизат от нея.

Флагелуми

По повърхността на клетката са разположени къси израстъци, наречени пили. Те служат за прикрепване към други клетки. По-късите пили, наречени фимбрии, помагат на бактериите да се прикрепят към повърхностите. За движението на клетката помагат дълги камшичести издатини, които се наричат флагелуми.

Рибозоми

Рибозомите са клетъчни структури, отговорни за производството на протеини.

Плазмиди

Плазмидите са ДНК структури, които не участват в репродукцията на клетката.

Нуклеоидът представлява циклична молекула на ДНК под формата на хромозома, формираща комплекс с белтъци и РНК.

Прокариотните клетки нямат органели, които са характерни за еукариоитните клетки – митохондрии, ендоплазмени ретикули и телца на Голджи. Според Ендосимбиотичната теория се смята, че еукариотните органели са еволюирали от прокариотни клетки, живеещи в ендосимбиотични взаимоотношения помежду си. Това означава, че по-голяма прокариотна клетка поглъща други по-малки клетки, които в този момент престават да съществуват като самостоятелни организми, а стават част от един организъм. С времето тези малки прокариоти се приспособяват към голямата клетка и еволюират в органелите на еукариотите, които познаваме днес – митохондрии, хлоропласти.

Подобно на растителните клетки, прокариотите имат клетъчна стена. Някои бактерии имат слой от полизахаридна капсула, който обгръща тази клетъчна стена. В този слой бактериите произвеждат мазна субстанция, която помага на бактериалните колонии да се придържат към повърхности и помежду си за защита срещу антибиотици, химикали и други опасни вещества.

Размножаване

Повечето прокариоти се размножават безполово чрез процес, наречен амитоза (бинарно делене). По време на този процес, единичната ДНК молекула се репликира и оригиналната клетка се разделя на две еднакви дъщерни клетки.

Бинарното делене започва с ДНК репликацията на единичната ДНК молекула. Двете копия на ДНК се прикрепят към клетъчната мембрана, която започва да расте между двете ДНК молекули. Когато бактерията почти удвои първоначалния си размер, се образува клетъчната стена, която обособява двете нови дъщерни клетки.

Бактериите се размножават изключително бързо, а дължината на живот на едно поколение е около 30 минути.

Генетична рекомбинация

Генетичната вариация в прокариотните организми се осъществява чрез рекомбинация. При рекомбинация гените от един прокариот са включени в генома на друг прокариот. Рекомбинацията се осъществява при бактериално размножаване чрез процесите на конюгация, трансформация или трансдукция.

При конюгация бактериите се свързват помежду си чрез структура на протеинова тръба, наречена пилус. Гените се прехвърлят между бактериите през пилуса.

При трансформацията бактериите поемат ДНК от околната среда. Външната ДНК се транспортира през мембраната на бактериалната клетка и се включва в нейната ДНК.

Трансдукцията включва обмен на бактериална ДНК чрез вирусна инфекция. Бактериофагите са вируси, които заразяват бактерията, като прехвърлят бактериална ДНК от заразени преди това бактерии към незаразени.

Бактерии и хора

Повечето прокариоти са бактерии. Има бактерии, които за безопасни и дори полезни за човека. Други са изключително опасни заради заболяванията, които причиняват. За да живеят и да се размножават, бактериите се нуждаят от благоприятни условия – наличие на хранителни вещества, топлина, кислород, влага. Премахването на тези условия и използването на химически агенти може да доведе до намаляване на болничните инфекции от вредните за човека бактерии. В някои случаи при третиране с химически елементи и антибиотици, се получават бактерии мутанти, които се приспособяват и получават защита в следствие на генетичната промяна под влиянието на новата среда. Това води до непрекъснато създаване и изледване на нови синтетични антибиотици в лабораториите.

Биология

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *