Организм, не обладающий клеточным ядром. Организм без клеточного ядра вирусы, бактерии. Ответ на вопрос «организм без ядра в клетке» в сканворде. Кроссворд на тему клетка по биологии 5 класс 10 вопросов с ответами. Океан населяли организмы, являющиеся прокариотами (одноклеточные организмы без ядра в клетке), гетеротрофами (не умели производить органическое вещество из неорганического самостоятельно, как растения, но вынужденные питаться органическим веществом, как. Существуют ли эукариоты без ядра? т.е. те, у к - отвечают эксперты раздела Биология.
Биологический термин организм без ядра
Никто никого не ел? Из всех живых организмов лишь эукариоты обладают фагоцитозом, но не путаем ли мы причину со следствием, утверждая, что он был причиной появления эукариот в таком виде, в каком мы их знаем сейчас? Гипотеза фагоцитоза гласит: FECA — ранний предок эукариот — поглотил бактерию, но по каким-то причинам не переварил ее, а стал использовать для получения энергии. Доказать это экспериментально так и не удалось, однако до недавнего времени она давала ответы на большинство вопросов. Но всё же не на все. И вот культивирование локиархеот показало нам альтернативный способ совместного существования — при помощи протрузий. С тех пор гипотеза синтрофии получала все больше и больше подтверждений. В первую очередь в ее пользу говорит то, что до появления митохондрий фагоцитоз был энергетически невыгоден клетке. Этот процесс очень энергозатратен — добычу требуется догнать, поймать и переварить.
Без митохондрий на этот процесс энергии тратится больше, чем клетка способна в принципе получить в результате поглощения пищи, полученной таким способом [14]. А ведь средняя эукариотическая клетка потребляет примерно в 5000 раз больше энергии, чем прокариотическая [15] , [16]. Палеонтология, сколь бы мало она не могла сказать нам о жизни микроорганизмов, тоже ставит под сомнение раннее появление фагоцитоза. Надежные свидетельства его существования появляются в палеонтологической летописи около 1 млрд лет назад. Между тем, LECA, ближайший общий предок всех современных эукариот то есть организм, от которого отделились все современные эукариоты жил примерно 1,6—1,8 млрд лет назад — то есть был уже вполне сформированным эукариотом, не обладавшим фагоцитозом [17] , [18]. Все это дает основания рассматривать синтрофную гипотезу появления эукариот наравне с наиболее принятой сейчас — гипотезой фагоцитоза [19]. Более того, она предлагает нам возможный ответ на один из наиболее важных вопросов в эволюционной истории жизни. Загадка происхождения ядра.
Вывернуться наизнанку, чтобы выжить Несмотря на огромный прогресс цитологии и молекулярной биологии, в истории происхождения эукариот, как мы выяснили, до сих пор хватает пробелов. Мало того, мы до сих пор не знаем, как возникла самая главная часть эукариотической клетки — ядро! Сегодня существуют несколько гипотез, которые попытались объяснить происхождение ядра. Первая гипотеза называется синтропной моделью и предполагает, что ядро появилось в результате симбиоза археи и бактерии. Согласно ей, древняя архея проникла в бактерию, где впоследствии редуцировалась до клеточного ядра эукариот [20]. Вторая гипотеза говорит о том, что бактерия эволюционировала в эукариота без эндосимбиоза и опирается лишь на существование бактерий рода Planctomycetes, имеющих структуры, напоминающие ядро [21]. Третья гипотеза — это гипотеза вирусного эукариогенеза, которая предполагает, что ядро возникло вследствие заражения прокариотической клетки вирусом. По одной версии, ядро возникло при поглощении клеткой большого ДНК-содержащего вируса [22] , по другой — эукариоты произошли от древних архей, уже инфицированных поксвирусами [23].
Четвертая гипотеза, названная экзомембранной, утверждает, что ядро произошло от одиночной клетки, выработавшей вторую внешнюю мембрану. Первичная мембрана превратилась в ядерную и в ней появились поровые структуры для транспорта синтезированных внутри компонентов. Однако большой поддержкой она тоже не пользуется, поскольку предполагает независимое происхождение прокариот и эукариот [24]. Ни одна из этих гипотез не является общепризнанной, каждая имеет достаточно серьезные противоречия. Однако не все так безнадежно, как может показаться. В 2014 году вышла статья, в которой исследователи выдвинули новую гипотезу происхождения ядра — гипотезу, получившую название inside-out, то есть «снаружи—внутрь», или «наизнанку» рис. Во многом своим происхождением она обязана развитию экзомембранной гипотезы, но имеет от нее ряд отличий. Предположение о происхождении клетки «наизнанку» примечательно тем, что не опирается на наличие фагоцитоза у FECA которого у него, судя по всему, и не было , что позволяет разрешить часть существовавших ранее трудностей.
Согласно этой гипотезе, ядро произошло от одной клетки, которая в процессе эволюции образовала вторую внешнюю клеточную мембрану, а прежняя после этого стала ядерной [25]. Рисунок 4. Последовательные этапы эволюции первого общего предка эукариот FECA согласно гипотезе inside-out. Такой переход изолирует эндоплазматический ретикулум от внешней среды, что одновременно помогает развитию везикулярного транспорта и устанавливает вертикальную передачу митохондрий, а это приближает нашего гипотетического предка к клетке с современной эукариотической организацией. Именно на этом и основывается гипотеза inside-out.
У других растений есть и другие способности. Венерины мухоловки умеют считать: они захлопываются только в том случае, если два сенсорных волоска на их ловушке быстро срабатывают, и выливают пищеварительные соки в закрытую ловушку только в том случае, если сенсорные волоски срабатывают ещё три раза. Эти реакции у растений передаются за счёт электрических сигналов, как и у животных. Подключите мухоловку к мимозе стыдливой, и вы сможете заставить всю мимозу разрушиться, прикоснувшись к сенсорному волоску на мухоловке. Эти и другие растения можно «отключить» анестезирующим газом.
Их электрическая активность снижается, и они перестают реагировать, словно теряя сознание. Растения удивительно хорошо чувствуют окружающую обстановку. Они знают, затеняет ли их часть себя или что-то другое. Они улавливают шум текущей воды и растут в её сторону и звук крыльев пчёл и производят нектар, готовясь к их прилёту. Они знают, когда их едят жуки, и в ответ вырабатывают неприятные защитные химические вещества. Они даже знают, когда их соседи подвергаются нападению: когда учёные включили кресс-салату аудиозапись с жующими гусеницами, этого оказалось достаточно, чтобы растение выпустило в свои листья дозу горчичного масла. Самое удивительное поведение растений, как правило, недооценивается, потому что мы видим его каждый день: они, кажется, точно знают, какая у них форма, и планируют свой дальнейший рост, основываясь на окружающих их предметах, звуках и запахах, принимая сложные решения о местонахождении будущих ресурсов и работе с угрозами, которые невозможно свести к простым формулам. Пако Кальво, директор Лаборатории минимального интеллекта при Университете Мурсии в Испании и автор книги «Planta Sapiens», говорит: «Растения должны планировать будущее, чтобы достичь целей, а для этого им необходимо обрабатывать огромные массивы данных. Они должны адаптивно и проактивно взаимодействовать с окружающей средой и думать о будущем. Они просто не могут позволить себе поступать иначе».
Всё это не означает, что растения — гении, но в рамках своего ограниченного набора инструментов они демонстрируют способность воспринимать окружающий мир и использовать эту информацию, чтобы получить то, что им нужно — ключевые компоненты интеллекта. Но, опять же, растения — это относительно простой случай: у них нет мозга, но это сложные организмы, состоящие из триллионов клеток, с которыми можно что-то делать. Совсем иначе обстоит дело с одноклеточными организмами, которых практически все традиционно относят к категории «безмозглых». Если амёбы умеют думать, то людям придётся пересмотреть всевозможные теории. И всё же доказательств того, что всякие обитатели тины на дне пруда умеют думать, с каждым днём становится всё больше. Возьмём, к примеру, слизевиков — клеточные лужицы, похожие на плавленый сыр, который просачивается по лесам мира, переваривая мёртвую растительную массу. Несмотря на то что слизевик может быть размером с ковёр, он представляет собой одну-единственную клетку с множеством ядер. У неё нет нервной системы, но она прекрасно решает задачи. Когда исследователи из Японии и Венгрии поместили слизевика в один конец лабиринта, а в другой — кучу овсяных хлопьев, слизевик поступил так, как обычно поступают слизевики: он исследовал все возможные варианты в поисках вкусных ресурсов. Но как только он находил овсяные хлопья, он отступал от всех тупиков и концентрировал своё тело на пути, ведущем к овсу, каждый раз выбирая кратчайший путь через лабиринт из четырёх возможных решений.
Вдохновившись этим экспериментом, те же исследователи разложили овсяные хлопья вокруг слизевой плесени в местах и количествах, отражающих структуру населения Токио, и слизевая плесень превратилась в очень удобную карту токийского метро. Такую способность к решению задач можно было бы отнести к простым алгоритмам, но другие эксперименты ясно показывают, что слизевики могут обучаться. Когда Одри Дюссутур из Национального центра научных исследований Франции поставила тарелки с овсянкой на дальний конец мостика, выложенного кофеином который слизевики ненавидят , слизевики несколько дней находились в тупике, ища путь через мост, как арахнофоб, пытающийся проскочить мимо тарантула. В конце концов они так проголодались, что перешли через кофеин и полакомились вкуснейшей овсянкой, и вскоре у них пропало всякое отвращение к ранее нелюбимым ими вещам. Они преодолели свои комплексы и извлекли уроки из этого опыта, и память о нём сохранилась даже после того, как их на год погрузили в анабиоз. Что возвращает нас к обезглавленной планарии. Как может нечто, не имеющее мозга, что-то помнить? Где хранится память? Где находится разум существа? Согласно ортодоксальной точке зрения, память хранится в виде устойчивой сети синаптических связей между нейронами в мозге.
Некоторые из работ, благодаря которым эта трещина появилась, родились в лаборатории нейробиолога Дэвида Гланцмана из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Гланцману удалось передать память об ударе электрическим током от одного морского слизня к другому, извлекая РНК из мозга ударенных слизней и вводя её в мозг других слизней. После этого реципиенты «вспомнили», что нужно избегать прикосновений, после которых их бьёт током. Если РНК может быть носителем памяти, то такая способность может быть у любой клетки, а не только у нейронов. В самом деле, нет недостатка в возможных механизмах, с помощью которых коллекции клеток могут накапливать опыт. У всех клеток есть множество регулируемых элементов в цитоскелетах и генных регуляторных сетях, которые могут создавать различные структуры и в дальнейшем определять поведение. В случае с обезглавленной планарией учёные ещё не знают наверняка, но, возможно, оставшиеся тела хранили информацию в своих клеточных внутренностях, которая могла быть передана остальным частям тела по мере его восстановления. Возможно, к этому моменту уже была изменена базовая реакция их нервов на неровный пол. Однако Левин считает, что происходит нечто ещё более интригующее: возможно, впечатления хранятся не только внутри клеток, но и в состоянии их взаимодействия через биоэлектричество — тонкий ток, проходящий через все живые существа. Левин посвятил большую часть своей карьеры изучению того, как клеточные коллективы общаются между собой, решая сложные задачи в процессе морфогенеза, или формирования тела.
Как они работают вместе, чтобы создать конечности и органы в нужных местах? Частично ответ на этот вопрос, похоже, кроется в биоэлектричестве. О том, что в организме человека есть электричество, известно уже много веков, но до недавнего времени большинство биологов считали, что оно используется в основном для передачи сигналов. Пропустите ток через нервную систему лягушки, и её лапка дёрнется. Нейроны используют биоэлектричество для передачи информации, но большинство учёных считали, что это удел мозга, а не всего тела. Однако с 1930-х годов небольшое число исследователей заметили, что другие типы клеток, похоже, используют биоэлектричество для хранения и обмена информацией. Левин погрузился в эти нетрадиционные исследования и совершил следующий когнитивный скачок, опираясь на свой опыт в области компьютерных наук. В школе он зарабатывал написанием кода и знал, что компьютеры используют электричество для переключения транзисторов между 0 и 1 и что все компьютерные программы строятся на этой двоичной основе.
А ведь средняя эукариотическая клетка потребляет примерно в 5000 раз больше энергии, чем прокариотическая [15] , [16]. Палеонтология, сколь бы мало она не могла сказать нам о жизни микроорганизмов, тоже ставит под сомнение раннее появление фагоцитоза.
Надежные свидетельства его существования появляются в палеонтологической летописи около 1 млрд лет назад. Между тем, LECA, ближайший общий предок всех современных эукариот то есть организм, от которого отделились все современные эукариоты жил примерно 1,6—1,8 млрд лет назад — то есть был уже вполне сформированным эукариотом, не обладавшим фагоцитозом [17] , [18]. Все это дает основания рассматривать синтрофную гипотезу появления эукариот наравне с наиболее принятой сейчас — гипотезой фагоцитоза [19]. Более того, она предлагает нам возможный ответ на один из наиболее важных вопросов в эволюционной истории жизни. Загадка происхождения ядра. Вывернуться наизнанку, чтобы выжить Несмотря на огромный прогресс цитологии и молекулярной биологии, в истории происхождения эукариот, как мы выяснили, до сих пор хватает пробелов. Мало того, мы до сих пор не знаем, как возникла самая главная часть эукариотической клетки — ядро! Сегодня существуют несколько гипотез, которые попытались объяснить происхождение ядра. Первая гипотеза называется синтропной моделью и предполагает, что ядро появилось в результате симбиоза археи и бактерии. Согласно ей, древняя архея проникла в бактерию, где впоследствии редуцировалась до клеточного ядра эукариот [20].
Вторая гипотеза говорит о том, что бактерия эволюционировала в эукариота без эндосимбиоза и опирается лишь на существование бактерий рода Planctomycetes, имеющих структуры, напоминающие ядро [21]. Третья гипотеза — это гипотеза вирусного эукариогенеза, которая предполагает, что ядро возникло вследствие заражения прокариотической клетки вирусом. По одной версии, ядро возникло при поглощении клеткой большого ДНК-содержащего вируса [22] , по другой — эукариоты произошли от древних архей, уже инфицированных поксвирусами [23]. Четвертая гипотеза, названная экзомембранной, утверждает, что ядро произошло от одиночной клетки, выработавшей вторую внешнюю мембрану. Первичная мембрана превратилась в ядерную и в ней появились поровые структуры для транспорта синтезированных внутри компонентов. Однако большой поддержкой она тоже не пользуется, поскольку предполагает независимое происхождение прокариот и эукариот [24]. Ни одна из этих гипотез не является общепризнанной, каждая имеет достаточно серьезные противоречия. Однако не все так безнадежно, как может показаться. В 2014 году вышла статья, в которой исследователи выдвинули новую гипотезу происхождения ядра — гипотезу, получившую название inside-out, то есть «снаружи—внутрь», или «наизнанку» рис. Во многом своим происхождением она обязана развитию экзомембранной гипотезы, но имеет от нее ряд отличий.
Предположение о происхождении клетки «наизнанку» примечательно тем, что не опирается на наличие фагоцитоза у FECA которого у него, судя по всему, и не было , что позволяет разрешить часть существовавших ранее трудностей. Согласно этой гипотезе, ядро произошло от одной клетки, которая в процессе эволюции образовала вторую внешнюю клеточную мембрану, а прежняя после этого стала ядерной [25]. Рисунок 4. Последовательные этапы эволюции первого общего предка эукариот FECA согласно гипотезе inside-out. Такой переход изолирует эндоплазматический ретикулум от внешней среды, что одновременно помогает развитию везикулярного транспорта и устанавливает вертикальную передачу митохондрий, а это приближает нашего гипотетического предка к клетке с современной эукариотической организацией. Именно на этом и основывается гипотеза inside-out. Ее авторы предполагают, что эукариоты произошли от клетки, которая расширила свои протрузии, а они, сливаясь, дали начало цитоплазме и системе внутренних мембран. Согласно гипотезе inside-out, внешняя ядерная мембрана, плазматическая мембрана и цитоплазма произошли из внеклеточных выступов, тогда как эндоплазматический ретикулум представляет собой промежутки между пузырьками. Митохондрии первоначально были захвачены в эндоплазматический ретикулум, но позже проникли через его мембрану, попав в цитоплазму. Согласно этой модели заключительным этапом эукариогенеза было формирование непрерывной плазматической мембраны, которая закрывала эндоплазматический ретикулум снаружи.
Аргументы в пользу inside-out-гипотезы можно разделить на три категории: характерные черты эукариот, необычные особенности их клеток и прямые филогенетические данные, подтверждающие эту модель. Принцип бритвы Оккама гласит, что мы должны отдать предпочтение гипотезе, которая объясняют наблюдения при наименьшем количестве допущений. Модель inside-out объясняет различные особенности организации современных эукариотических клеток: например, в свете этой гипотезы понятно, почему в ядерном компартменте нет связанных с мембраной органелл, почему типичные эукариотические клетки намного больше, чем большинство прокариотических и почему мембрана ядра непрерывно связана с эндоплазматическим ретукулумом. Второй вид доказательств объясняет особенности эукариот, которые нельзя предсказать с помощью традиционных моделей происхождения ядра. Например, модель inside-out объясняет, почему эндоплазматический ретикулум так тесно связан не только с ядром, но и с митохондриями и почему обе органеллы играют такую важную роль в синтезе липидов. Третий вид доказательств основан на выводах, сделанных на основе филогенетического анализа семейств эукариотических генов.
Бесклеточные Бесклеточные, или Неклеточные лат. Acellularia, Acytota, Aphanobionta — совокупность организмов, не имеющих клеточной структуры. Термин вошёл в употребление после открытия в 2003 году мимивируса, самого сложного из известных на тот момент вирусов, который, возможно, эволюционировал из клеточной формы жизни. Помимо вирусов, к бесклеточным иногда относят вироиды и вирусоиды, а также инфекционные агенты, не имеющие собственного генома, зашифрованного в ДНК или РНК например, прионы. Вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных до бактерий и архей вирусы бактерий обычно называют бактериофагами. Обнаружены также вирусы, способные реплицироваться только в присутствии других вирусов вирусы-сателлиты. Подробнее: Вирусы Эволюция вирусов — раздел эволюционной биологии и вирусологии, который посвящён именно эволюции вирусов. Множество вирусов, в частности РНК-вирусы, имеют маленький период размножения и повышенную частоту мутаций одна точечная мутация или более на геном за один раунд репликации РНК вируса. Такая повышенная частота мутаций, в случае комбинации с естественным отбором, позволяет вирусам быстро адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Штамм от нем. Stamm, буквально — «ствол», «род» — чистая культура вирусов, бактерий, других микроорганизмов или культура клеток, изолированная в определённое время и в определённом месте. Поскольку многие микроорганизмы размножаются бинарным делением простое деление клетки, свойственное бактериям или митозом эукариотические микроорганизмы, такие, как грибы, водоросли , без участия полового процесса, по существу, виды у таких микроорганизмов состоят из клональных линий, генетически и морфологически... Endogenous viral elements — последовательности ДНК вирусного происхождения в геноме невирусных организмов, которые присутствуют в клетках зародышевой линии и передаются по наследству. Иногда эндогенные вирусные элементы представлены полными вирусными геномами провирусами , в других случае они являются фрагментами вирусных геномов. Провирусы могут сохранять потенциальную способность вызывать инфекцию, опосредуя образование новых вирусных частиц. При удвоении... Rabies lyssavirus, ранее Rabies virus — нейротропный вирус, возбудитель бешенства у человека и животных. Передача вируса может происходить через слюну животных и реже при контакте с человеческой слюной. Viroids — инфекционные агенты, состоящие только из кольцевой РНК. Giant viruses — группа очень крупных вирусов, которых можно рассмотреть под световым микроскопом; по размерам не уступают бактериям, из-за этого сначала были отнесены к грамположительным бактериям. Их геномы чрезвычайно велики и часто содержат гены, кодирующие компоненты синтеза белка, что никогда не наблюдается у остальных вирусов; кроме того, некоторые гены, выявленные у представителей этой группы вирусов, неизвестны ни для каких иных организмов. Большинство гигантских... Полиомавирусы лат. Polyomaviridae — семейство безоболочечных вирусов. Относится к I группе классификации вирусов по Балтимору. В соответствии с ревизией, утверждённой Международным комитетом по таксономии вирусов ICTV в 2016 году, включает 4 рода. Hepatitis delta virus, HDV , — инфекционный агент, вызывающий гепатит D у человека. Строго говоря, этот небольшой РНК-содержащий инфекционный агент является вирусом-сателлитом, поскольку для его размножения в клетках и развития инфекции необходимо, чтобы клетки были заражены вирусом гепатита В HBV. Колимовирусы лат. Caulimoviridae — семейство ДНК-содержащих вирусов растений с механизмом обратной транскрипции и двуцепочечной ДНК, то есть вирусов, содержащих стадию обратной транскрипции в своём репликативном цикле. Аденоассоциированный вирус англ. Adeno-associated dependoparvovirus A, AAV — малый вирус, инфицирующий клетки человека и некоторых других приматов.
Организм без ядра в клетке.
Искусственная ключевая систематика микроорганизмов. Более скромные задачи у искусственной систематики, объединяющей организмы в группы на основе сходства их важнейших свойств. Эту последнюю характеристику применяют для определения и идентификации микроорганизмов. С позиций медицинской микробиологии микроорганизмы обычно подразделяют в соответствии с влиянием, которое они оказывают на организм человека на патогенные, условно-патогенные и непатогенные. Несмотря на очевидную важность этого утилитарного подхода, их систематика всё же основана на принципах, общих для всех форм жизни. Для облегчения диагностики и принятия решений, касающихся лечения и прогноза заболевания, предложены идентификационные ключи.
Сгруппированные в таком ключе микроорганизмы не всегда находятся в филогенетическом родстве, но перечисляются вместе, поскольку обладают несколькими, легко выявляемыми сходными свойствами. Разработаны разнообразные доступные и быстрые тесты, позволяющие, как минимум в общих чертах, идентифицировать выделенные от пациента микроорганизмы. В отношении бактерий наибольшее распространение нашли предложенные американским бактериологом Дэвидом Бёрджи подходы к систематизации, учитывающие один или несколько наиболее характерных признаков. Согласно его принципам, легко выявляемые свойства являются основой для объединения бактерий в большие группы. Названия таксонов у микроорганизмов.
Образование и применение научных названий микроорганизмов регламентируют "Международный кодекс номенклатуры бактерий", "Международный кодекс ботанической номенклатры" грибы , "Международный кодекс зоологической номенклатуры" простейшие и решений Международного комитета по таксономии вирусов. Все изменения научных названий микроорганизмов возможны лишь решениями соответствующих международных конгрессов и постоянных комитетов по номенклатуре. Категории таксономической иерархии. Род и выше. Названия таксонов, имеющих ранг рода и выше, униноминальны унитарны , то есть обозначаются одним словом, например Herpesviridae семейство герпесвирусов.
Названия видов биноминальны бинарны , то есть обозначаются двумя словами — название рода и вида. Например, Escherichia coli кишечная палочка. Второе слово бинарного названия вида, взятое отдельно, не имеет статуса в номенклатуре и не может быть использован для научного обозначения микроорганизма. Исключением выступают вирусы, видовые названия которых не бинарны, то есть включают только видовое название например, вирус бешенства. Инфравидовые таксоны.
Систематика бактерий включает также внутривидовые таксоны названия которых не подчиняются правилам «Международного кодекса номенклатуры бактерий». Названия подвидов триноминальны тринарны ; для их обозначения применяют слово подвид subspecies после видового названия, например Klebsiella pneumoniae subsp ozena палочка озены, где ozenae — название подвида. Разнообразные механизмы изменчивости бактерий приводят к определённой нестабильности признаков, совокупность которых определяет тот или иной вид. Поэтому в систематике бактерий широко применяют понятие «вариант». Различают морфологические, биологические, биохимические, серологические и многие другие варианты.
В медицинской бактериологии обычно выделяют серологические варианты серовары , варианты, устойчивые антибиотикам резистенсвары , бактериофагам фаговары , а также варианты, различающиеся по биохимическим хемовары , биологическим или культуральным признакам биовары. Например, Vibrio cholerae биовар Eltor холерный вибрион Эль-Тор или Escherichia со серовар 0157:Н7 представитель группы энтерогеморрагических кишечных палочек.
Еще со времен Чарльза Дарвина ученые считали, что единственным путем эволюции является дивергенция, то есть расхождение видов.
В то время не вызывало никаких сомнений, что один вид живых существ с течением времени может лишь разделяться на множество других. Однако работы Линн Маргулис показали, что механизм некоторых эволюционных событий был принципиально иным: оказалось, что эукариоты образовались путем слияния разных эволюционных ветвей, а значит, эволюция сводится не к дивергенции — иногда разделившиеся довольно давно виды могут объединяться снова. Как говорил на заре своей политической карьеры и совершенно по другому вопросу Владимир Ленин: «Для того чтобы объединиться, необходимо сначала решительно и определенно размежеваться».
Основная идея эндосимбиотической гипотезы гласит, что митохондрии произошли от бактерий, и сейчас это уже не подвергается сомнению. Однако долгое время — до обнаружения ДНК в митохондриях — ее считали в лучшем случае сомнительной. Борьба была долгой и упорной, но вот, когда гипотеза была принята, возникли новые вопросы.
Кем же был этот загадочный предок эукариот, вступивший в симбиоз с митохондриями? И что подтолкнуло эти организмы к симбиозу? Новый источник энергии Ответить на последний вопрос достаточно просто — появление эукариот совпадает по времени с крупнейшей за всю историю Земли геофизической перестройкой.
В древнейшие времена доминирующей формой жизни на нашей планете были цианобактерии. Именно они первыми научились кислородному фотосинтезу, и, получая энергию из неорганических веществ и солнечного света, цианобактерии выделяли в атмосферу ненужный побочный продукт фотосинтеза — кислород. Примерно 2,45 млрд лет назад содержание кислорода в земной атмосфере достигло опасно высокого уровня.
Для всех живущих в то время организмов — которые, разумеется, были анаэробами, — кислород являлся сильнейшим ядом, что связано с образованием активных форм кислорода АФК , повреждающих биомолекулы [4]. Аэробы отличаются наличием защитной антиоксидантной системы, способной к обезвреживанию АФК. В итоге из-за слишком высокого содержания кислорода в атмосфере началось первое в истории массовое вымирание [5] , [6].
В это неспокойное время в выигрыше остались альфа-протеобактерии, умевшие эффективно использовать кислород для получения энергии. Помимо них выжил и загадочный предок эукариот, который пошел по более легкому, но, вместе с тем, более изощренному пути, вступив в симбиоз с альфа-протеобактерией. В результате этого союза образовалась «химерная» клетка, получившая возможность дышать кислородом и породившая новую ветвь эволюции, из которой возникли эукариоты.
Похожая ситуация произошла с цианобактериями — из них образовались хлоропласты, дав некоторым эукариотам возможность фотосинтезировать и породив этим ветвь растений [7] , [8]. Сами по себе митохондрии и хлоропласты делятся независимо от клетки, хранят свою собственную генетическую информацию и получают от клетки большое количество необходимых веществ, но, переложив столько функций на клетку-хозяина, они теряют автономию и уже не могут жить отдельно от нее. Такой союз называется синтрофией — типом симбиотического сосуществования, в котором один вид живет за счет продуктов метаболизма другого вида.
Гипотеза фагоцитоза Переход от совместного сосуществования к эндосимбиозу — весьма серьезный шаг для клетки, который предполагает большие структурные изменения. Чтобы объяснить происхождение митохондрий была выдвинута гипотеза фагоцитоза. В своем классическом варианте она гласит: предки современных эукариот, значительно отличавшиеся и от бактерий, и от архей, самостоятельно приобрели большинство признаков, свойственных эукариотам — цитоскелет, систему внутренних мембран, и, наконец, ядро.
Позже они захватили альфа-протеобактерию, то есть, будущую митохондрию. Кто приручил митохондрию? Однако сейчас ореол загадочности, окружавший нашего предка и мешавший разглядеть то, что лежало под самым носом, развеялся.
Первый общий предок эукариот FECA — самый древний организм, от которого произошли все эукариоты, — являлся, судя по всему, самой обычной археей. Эта идея не сразу была принята научным сообществом — потребовалось немало времени, чтобы ее хотя бы начали рассматривать всерьез [9] , [10]. Но прежде чем подробнее изучить предка эукариот, давайте посмотрим на временную эволюционную линию рис.
LUCA last universal common ancestor — это последний общий предок всех живых организмов. Ископаемых остатков LUCA, конечно, не сохранилось, поэтому его можно изучать только путем сравнения геномов, и, судя по этим данным, LUCA впоследствии разделился на два домена — бактерий и архей. Эндосимбиоз должен был предшествовать LECA, поскольку сейчас не существует эукариот, полностью лишенных митохондрий некоторые утратили митохондрии вторично.
Следует отметить, что LECA — не первый полноценный эукариот, а последний общий предок всех современных эукариотов. Рисунок 2. Поворотные точки в эволюции эукариот.
Эти данные были получены методом молекулярной филогенетики.
Актоты Асылбек Ученик 81 , на голосовании 14 лет назад Влад Мыслитель 6731 14 лет назад безъядерные - точнее Доядерные или Прокариоты Prokariota , организмы, не обладающие типичным клеточным ядром и хромосомным аппаратом. К Прокариотам относятся бактерии кишечная палочка, спирохеты , миксобактерии, синезелёные водоросли цианобактерии , риккетсии, микоплазмы,.
Отсутствие настоящего ядра имеет свои преимущества. Прокариоты могут извлекать генетический материал плазмиды и т. Из своего окружения и превращаться в фабрики по производству белков из любого генетического кода, добавляемого в них, при условии наличия сырья аминокислот. Это можно рассматривать как способность «позаимствовать информацию» у других успешных организмов, чтобы выжить в конкретной среде. Это, однако, также делает прокариот более восприимчивым к вирусным инфекциям, потому что транскрипционные и трансляционные механизмы полностью обнажены и легко доступны для вируса. Так почему же вообще произошла эволюция «настоящего» ядра? В чем преимущество?
Одна из гипотез заключается в том, что наличие основного генетического материала, заключенного и отделенного от остальной части цитоплазмы, позволяет клетке лучше бороться с вирусной инфекцией. Также вирусная ДНК должна была бы преодолеть дополнительный барьер ядерную оболочку , чтобы достичь места репликации, транскрипции и трансляции ДНК, что затруднит для них «заражение» клетки. С развитием многоклеточности возникла потребность во множестве специализированных типов клеток, потребность в способности упаковывать белки в везикулы, экзоцитоз, эндоцитоз и передачу на большие расстояния.
Биологический термин организм без ядра 9
Бывают случаи наличия у многоклеточных организмов клеток без ядра, которые называются акариотами. Организмы в клетках которых есть ядро. Кроссворд на тему клетка по биологии 5 класс 10 вопросов с ответами.
Бесклеточные
Прокариоты, организмы, клетки которых, в отличие от эукариот, не имеют ограниченного мембраной ядра; к их числу относятся бактерии и археи. Организмы в биологии: понятие, виды и особенности. Понятие, что такое ядро в биологии и какие функции оно выполняет, укрепилось в научной среде только в начале XIX века.
Безъядерные клетки человека
Одним из важных этапов в происхождении эукариот «ядерных» организмов стало приобретение митохондрий. Судя по всему, когда-то они были бактериями, но потом поселились внутри будущих эукариотических клеток и постепенно утратили автономность. У современных эукариот митохондрии еще способны размножаться и дышать то есть с помощью кислорода добывать энергию из органических молекул , но не могут полностью себя обеспечивать. Несмотря на то, что они сохранили остатки бактериальной ДНК, часть белков им приходится получать из цитоплазмы клетки, а соответствующие гены мигрировали в ядерный геном. Долгое время считалось, что митохондрии свойственны абсолютно всем эукариотам. Однако в 2016 году чешские ученые описали первого эукариота, полностью лишенного митохондрий, — протиста Monocercomonoides, которого они выделили из кишечника шиншиллы. Кроме того, к тому времени уже было известно, что у многих одноклеточных эукариот, которые живут в бескислородной среде, митохондрии частично потеряли свои функции. При этом они изменились до неузнаваемости, превратившись в митохондриеподобные органеллы — мембранные пузырьки без ДНК, рибосом и крист складок внутренней мембраны, которые необходимы для кислородного дыхания. Некоторые из них называют митосомами они потеряли все функции, кроме нескольких ферментов , другие — гидрогеносомами они научились получать энергию без кислорода, на выходе производя водород.
Тем не менее, до сих пор все эти превращения митохондрий были известны только для одноклеточных протистов. У многоклеточных животных неизменно обнаруживали полноценными митохондрии. Объектом их исследования стали миксозои — паразитические стрекающие.
Аутосомы несут информацию о признаках живого организма.
Гоносомы определяют пол. Внешняя оболочка переходит в эндоплазматическую сеть или ретикулум ЭПР , образуя складки. На поверхности мембраны ЭПР находятся рибосомы, отвечающие за биосинтез белка. Ядрышко представляет собой плотную структуру без мембраны.
По сути это уплотнённый участок нуклеоплазмы с хроматином. Состоит из рибонуклеопротеидов РНП. Здесь происходит синтез рибосомной РНК, хроматина и нуклеоплазмы.
Помимо них выжил и загадочный предок эукариот, который пошел по более легкому, но, вместе с тем, более изощренному пути, вступив в симбиоз с альфа-протеобактерией. В результате этого союза образовалась «химерная» клетка, получившая возможность дышать кислородом и породившая новую ветвь эволюции, из которой возникли эукариоты. Похожая ситуация произошла с цианобактериями — из них образовались хлоропласты, дав некоторым эукариотам возможность фотосинтезировать и породив этим ветвь растений [7] , [8]. Сами по себе митохондрии и хлоропласты делятся независимо от клетки, хранят свою собственную генетическую информацию и получают от клетки большое количество необходимых веществ, но, переложив столько функций на клетку-хозяина, они теряют автономию и уже не могут жить отдельно от нее.
Такой союз называется синтрофией — типом симбиотического сосуществования, в котором один вид живет за счет продуктов метаболизма другого вида. Гипотеза фагоцитоза Переход от совместного сосуществования к эндосимбиозу — весьма серьезный шаг для клетки, который предполагает большие структурные изменения. Чтобы объяснить происхождение митохондрий была выдвинута гипотеза фагоцитоза. В своем классическом варианте она гласит: предки современных эукариот, значительно отличавшиеся и от бактерий, и от архей, самостоятельно приобрели большинство признаков, свойственных эукариотам — цитоскелет, систему внутренних мембран, и, наконец, ядро. Позже они захватили альфа-протеобактерию, то есть, будущую митохондрию. Кто приручил митохондрию? Однако сейчас ореол загадочности, окружавший нашего предка и мешавший разглядеть то, что лежало под самым носом, развеялся.
Первый общий предок эукариот FECA — самый древний организм, от которого произошли все эукариоты, — являлся, судя по всему, самой обычной археей. Эта идея не сразу была принята научным сообществом — потребовалось немало времени, чтобы ее хотя бы начали рассматривать всерьез [9] , [10]. Но прежде чем подробнее изучить предка эукариот, давайте посмотрим на временную эволюционную линию рис. LUCA last universal common ancestor — это последний общий предок всех живых организмов. Ископаемых остатков LUCA, конечно, не сохранилось, поэтому его можно изучать только путем сравнения геномов, и, судя по этим данным, LUCA впоследствии разделился на два домена — бактерий и архей. Эндосимбиоз должен был предшествовать LECA, поскольку сейчас не существует эукариот, полностью лишенных митохондрий некоторые утратили митохондрии вторично. Следует отметить, что LECA — не первый полноценный эукариот, а последний общий предок всех современных эукариотов.
Рисунок 2. Поворотные точки в эволюции эукариот. Эти данные были получены методом молекулярной филогенетики. Молекулярная филогенетика — способ установления родственных связей между организмами на основании изучения структуры ДНК, РНК и белков. Для филогенетических исследований часто используют ген 16S рРНК — последовательность этой молекулы содержит консервативные 16S рРНК из эволюционно далеких видов бактерий имеют сходные участки последовательности и функции и вариабельные разнящиеся от вида к виду участки. В 2019 году привередливую культуру локиархеот впервые удалось вырастить в лабораторных условиях. Это был сложный и трудоемкий процесс, занявший у исследователей целых 12 лет, потому что, как выяснилось, эти археи не могут расти в виде монокультуры то есть в культуре, состоящей из одного вида.
Через пять лет работы реактора в нем вырос пестрый конгломерат из бактерий и архей, причем археи доминировали и среди них оказался весьма примечательный микроорганизм — P. Еще семь лет понадобилось на то, чтобы нарастить культуру в достаточном количестве — археи этой группы размножаются чрезвычайно медленно, удвоение клетки занимает от 14 до 25 дней [12] , [13]. Наконец, количество микроорганизмов в биореакторе достигло пригодных для изучения значений. И вот у нас появилась возможность воочию увидеть пусть не своего прямого предка, но достаточно близкий к нему организм, и выращенная японскими учеными с поистине азиатским усердием архея нас не разочаровала. Детальное исследование локиархеот показало, что органоидов они лишены, но от них могут отпочковываться мембранные везикулы, а кроме того, эти археи формируют особые мембранные выросты — протрузии рис. Они позволяют локиархеотам расти в тесном контакте с археями рода Methanogenium, которые потребляют вещества, препятствующие росту локиархеот [8] , то есть находятся в тесных синтрофических отношениях. Термин синтрофия уже встречался нам, когда речь шла о митохондриях.
Рисунок 3. Протрузии P. Протрузии — мембранные выросты архей, которые позволяют им жить в синтрофных отношениях с другими видами архей. Дело в том, что этот небольшой факт позволяет заполнить сразу несколько белых пятен, которые до сих пор так резали глаза при взгляде на эволюционную историю эукариот. Во-первых, отсутствие фагоцитоза и наличие протрузий дает более реалистичную альтернативу гипотезе фагоцитоза, которая, пусть и является общепринятой в научном сообществе, не лишена своих недостатков. Во-вторых, это, наконец, проливает свет на способ образования ядра.
Также они участвуют в выводе из организма продукта газообмена — углекислого газа СО2, транспортируя его. Эритроциты человека имеют размер всего 7-10 мкм и форму двояковогнутого диска. Благодаря маленьким размерам и эластичности, красные кровяные тельца легко проходят через капилляры, которые значительно меньше них по размеру. В результате отсутствия ядра и других клеточных органелл количество гемоглобина в клетке повышено, гемоглобин заполняет весь её внутренний объём.
Выработка эритроцитов проходит в костном мозге ребёр, черепа и позвоночника. У детей задействован также костный мозг костей ног и рук. Каждую минуту формируется более 2 миллионов эритроцитов, живущих около трёх месяцев. Тромбоциты Раньше их называли еще кровяными пластинками. Это мелкие безъядерные клетки крови плоской формы, размер которых не превышает 2-4 мкм. Представляют собой фрагменты цитоплазмы, которые отделились от клеток костного мозга — мегакариоцитов. Отклонение количества тромбоцитов от нормы может приводить к различным заболеваниям. Так, уменьшение количества кровяных пластинок повышает риск кровотечений, а их увеличение приводит к тромбозу сосудов, то есть появлению сгустков крови, которые в свою очередь могут стать причиной инфарктов и инсультов, эмболии лёгочной артерии и закупорке сосудов в других органах. Образуются тромбоциты в костном мозге и селезёнке. Корнеоциты Некоторые клетки кожи человека также не содержат ядер.
Из безъядерных клеток состоят два верхних слоя эпидермиса — роговой и блестящий цикловидный. Оба состоят из одинаковых клеток — корнеоцитов, которые представляют собой бывшие клетки нижних слоев эпидермиса — кератиноциты. Эти клетки, образовавшись на границе наружного и среднего слоев кожи дермы и эпидермиса , поднимаются по мере "взросления" все выше, в шиповатый, а затем и в зернистый слои эпидермиса. В кераноците накапливается вырабатываемый им белок кератин - важный компонент, который отвечает за прочность и упругость нашей кожи. В итоге клетка теряет ядро и практически все органеллы, поэтому большую её часть составляет белок кератин. Получившиеся корнеоциты имеют плоскую форму. Плотно прилегая друг к другу, они образуют роговой слой кожи, служащий барьером для микроорганизмов и многих веществ — его чешуйки выполняют защитную функцию. Переходным от зернистого к роговому служит блестящий слой, также состоящий из потерявших ядра и органеллы кератиноцитов. По сути, корнеоциты — это мертвые клетки, так как никаких активных процессов в них не происходит. Безъядерные клетки в трансплантологии Для клонирования клеток нужных тканей в трансплантологии используются искусственно созданные безъядерные клетки.
Так как генетическую информацию у эукариотических организмов хранит именно ядро, путём манипуляций с ним можно воздействовать на свойства клетки. Как бы фантастически это ни звучало, но можно заменить ядро и таким способом получить совершенно другую клетку. Для этого ядра удаляются или разрушаются различными способами — хирургическим, с помощью ультрафиолетового излучения или центрифугирования в сочетании с воздействием цитохалазинов.
Что такое безъядерный организм и как он функционирует
Неудивительно, что их так много, ведь они могут жить практически везде. Половой процесс простейших бывает двух видов: Конъюгация. Конъюгация простейших — половой процесс, сопровождающийся переносом ядер между клетками партнеров при их непосредственном контакте. Во время конъюгации две особи сближаются, между ними образуется цитоплазматический мостик, через который они обмениваются подвижными малыми ядрами. При этом макронуклеус растворяется в цитоплазме, а микронуклеус неоднократно делится. Часть ядер, образовавшихся при делении, разрушается, и в каждой инфузории оказывается по два ядра. Одно остается на месте, а другое перемещается из одной конъюгирующей инфузории в другую и сливается с ее неподвижным ядром. В результате образуется сложное ядро.
Это и есть не что иное, как процесс оплодотворения, после которого конъюганты расходятся. В дальнейшем сложное ядро делится, и часть продуктов этого деления путем преобразований превращается в макронуклеус, другие образуют микронуклеус. При этом не происходит увеличения числа особей, но обеспечивается рекомбинация обновление, перераспределение генетического материала. Перераспределение генетической информации несет огромный смысл для организма и вида в целом. Так создаются новые признаки организма, которые могут пригодиться ему в борьбе за выживание. Поэтому половой процесс представители простейших используют чаще в неблагоприятных условиях, пытаясь приспособиться к ним путем получения новых свойств. Еще один интересный вариант полового процесса встречается у жгутиковых и споровиков.
Копуляция — слияние двух клеток, с объединением их генетической информации. Дело в том, что на определенном этапе своей жизни клетка некоторых одноклеточных делится с образованием двух не обычных клеток, а аналогов половых — с половинкой набора генетической информации. Такие клетки называются гаметами. При их слиянии копуляции получающаяся новая особь будет иметь половину наследственных свойств от одного, половину от другого «родителя». Это повышает возможности животного приспосабливаться к условиям окружающей среды. Почему половой процесс наступает только при неблагоприятных условиях? В трудной жизненной ситуации мы зачастую начинаем менять стратегию поведения, понимая, что наши прошлые привычки уже не работают.
Точно так же ведет себя и любое одноклеточное животное: если условия стали неблагоприятными, значит, нужно попробовать приспособиться к ним. Но почему бы не использовать такую стратегию всегда, даже при неменяющихся условиях? Во-первых, вновь приобретенные признаки могут оказаться и вредными… Не стоит рисковать и перетруждаться, если вы и так хорошо приспособлены. А во-вторых, копуляции предшествует процесс образования гамет, который является очень энергозатратным. Подробнее об особенностях полового процесса и видах гамет вы можете прочитать в статье «Размножение и развитие организмов. Поэтому нет никаких веских причин для полового процесса при нормальных условиях окружающей среды. Вот мы и разобрали общую характеристику всех простейших.
Но некоторые виды имеют свои отличительные черты. Самое время познакомиться с некоторыми из них поближе. Особенность животного в том, что оно перемещается в пространстве с помощью псевдоподий ложноножек , о чем мы уже упоминали выше. Как работают ложноножки? Помните цикл фильмов о трансформерах? Эти существа могли сначала быть машинами, а потом собираться в большого робота, который передвигался уже совсем по-другому. По такому же принципу происходит движение амёбы.
Помогает в этом цитоскелет — каркас клетки, который находится в цитоплазме. Он включает в себя тонкие нитевидные белковые структуры — актиновые филаменты, с помощью которых амёба способна передвигаться. Как это происходит? При необходимости передвижения актиновые филаменты цитоскелета разбираются на части и с током цитоплазмы движутся в нужном направлении, образуя своеобразное выпячивание клетки. Затем части снова собираются в цитоскелет, который поддерживает форму клетки. По типу питания эвглена является миксотрофом. Она может питаться автотрофно благодаря наличию в клетке хлоропластов , а также гетеротрофно, за счет поглощения готовых органических веществ.
Малярийный плазмодий Малярийный плазмодий — представитель типа Апикомплексы, вызывающий малярию. Это заболевание человека, при котором происходит разрушение эритроцитов. Малярия сопровождается лихорадочными приступами, анемией снижением уровня гемоглобина в крови , слабостью и может привести к летальному исходу. Такие простейшие называются паразитами, потому что при их попадании в организм человека они начинают приносить ему вред, при этом используя ресурсы организма для жизнедеятельности. У многих паразитов есть основной хозяин и промежуточный хозяин. Малярийный плазмодий не является исключением. Основной хозяин — это организм, в котором происходит половой процесс паразита.
Цель этого процесса, как мы уже упоминали выше, — появление новых признаков, перераспределение генетической информации, и, как следствие, повышение приспособленности к условиям среды. Промежуточный хозяин — это организм, в котором происходит бесполое размножение паразита. Цель данного размножения — увеличение численности особей и площади их расселения.
В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал. В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина — полисахарида, из которого также построен наружный скелет членистоногих животных.
Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген. В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.
Пройти тест по разделу.
Ее областью интересов являются ископаемые прокариотные микроорганизмы и их взаимоотношения с вмещающими породами, а основным методом исследований — электронная микроскопия сканирующие электронные микроскопы с микроанализаторами. Первым объектом бактериальной палеонтологии в ПИНе стали нижнекембрийские фосфориты Хубсугульского месторождения в Монголии, которые до наших исследований считались эталоном хемогенных фосфоритов. Уже первые полученные результаты были очень показательны. Было установлено, что микрозернистые фосфориты сложены мелкими желвачками размером десятки или первые сотни микрон, которые представляют собой фосфатизированные фрагменты цианобактериальных матов, реже онколитов. В дальнейшем была проделана большая работа по изучению этих фосфоритов. Были просмотрены образцы, детально отобранные по всему разрезу, изучены все типы фосфоритов данного месторождения.
Кроме этого начались наши совместные работы с микробиологами группы академика Г. Заварзина из Института микробиологии им. Виноградского, которые помогли точно идентифицировать наши находки. В результате был издан Атлас, посвященный микроорганизмам из древних фосфоритов Хубсугула Монголия. И эти фосфориты стали первым модельным объектом бактериальной палеонтологии. В дальнейшем было продолжено изучение фосфоритов разного возраста и из разных регионов мира. Жегалло Размеры доядерных организмов Если группировать доядерные одноклеточные и вирусоидные с нанобактериями , для сравнения организмы по размерам, то градация такая: Вирусы: от 10 до 100 нанометров 0,01-0,1 мкм , но самые крупные вирусы - около 0,3 мкм, а мегавирусы - даже 1000 нм 1 мкм ; Нанобактерии: 0,05-0,2 мкм сопоставимы с вирусами ; Микоплазмы: не превышают 0,10—0,15 мкм тоже сопоставимы с вирусами ; Риккетсии: 0,2—0,6 - 0,4—2,0 мкм сопоставимы или на порядок больше нанобактерий ; Прокариотические клетки археобактерии, грибобактерии, цианобактерии, эубактерии : в большинстве случаев колеблются от 0,5 до 3 мкм. Поскольку организмы восприимчивы к аустическим и электромагнитным ЭМ колебаниям, то для диапазона 0,01-3 мкм получим следующие частоты звуковых и ЭМ излучений: более 480 МГц для звука в природе этот гиперзвук возникает при колебаниях молекул в узлах кристаллической решетки и от ультрафиолетового света до рентгеновского излучения для ЭМИ.
Эукариоты уже будут резонировать с инфразвуком и электро-магнитными микроволнами. В целом же, получается, что вся шкала света от ультрафиолетового до инфракрасного нужна для восприятия эукариотическими организмами, так как ЭМИ этих частот активно воздействует на эукариотическую клетку. Что касается бактерий, то мелкие из них резонируют с рентгеновским излучением, поэтому, возможно, в их зрительных органах если такие есть должны восприниматься и X-лучи. В то же время прокариоты воспринимают гиперзвук поток фононов , длина волны которого равна среднему пробегу молекулы до ее столкновенияч с другой - а это значит, что в бактериях возможен обмен неискаженными сигналами с помощью броуновского движения. Классификация прокариот и их общий предок Лука Считается, что в очень далёком прошлом все три домена жизни — бактерии, археи и эукариоты [а микоплазмы и риккетсии разве не домены? Лука жил на Земле примерно 3,5—3,8 млрд лет назад, и в нём уже были запечатлены все основные черты земной жизни: его наследственная информация в виде генетического кода хранилась в ДНК, белки состояли из; 20 аминокислот, энергия запасалась в виде АТФ и т. Классификацию прокариот традиционно проводят по последовательностям гена 16S рРНК. Из проб, взятых в разных местах например, из почвы, горячих источников или донных морских отложений выделяют все имеющиеся там версии гена 16S рРНК и строят по ним эволюционные деревья.
На деревьях часто обнаруживаются ветви, не соответствующие ни одной из известных групп прокариот. Что интересно, клеточная мембрана у археобактерий и эубактерий возникла независимо. А археобактерии вообще могли прийти из космоса. Микоплазмы микроорганизмы без клеточной стенки Микоплазмы являются отдельным классом микроорганизмов, отличающимся как от вирусов , так и от бактерий. Они не имеют клеточной стенки [может быть, потеряли? Неподвижны [как грибы]. Сапрофиты или паразиты. Это самые мелкие из существующих в природе организмов [за исключением нанобактерий?
Точно так же, как вирусы, микоплазмы не могут существовать иначе, чем паразитируя [противоречие - значит они не могут самостоятельно жить] на клетках хозяина. Микоплазмы способны расти на искусственных питательных средах, размножаются делением и почкованием. В группу микоплазм входят два рода микроорганизмов - собственно микоплазма Mycoplasma hominis, Mycoplasma genitalium и уреаплазма Ureaplasma urealiticum. Патогенные микоплазмы вызывают болезни человека например, пневмонию, половые , животных например, поражают легкие и растений. Риккетсии бактерии с кольцевой хромосомой Риккетсии Rickettsiaceae — семейство бактерий. Названы по имени X. Риккетса 1871—1910 , в 1909 впервые описавшего возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш.
Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг ученого возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями» и выделены в род Rickettsia.
Например, у амёбы сократительная вакуоль выглядит как небольшой пузырек и внешне похожа на ядро. В таком случае органоид можно «узнать» по более округлой, чем у ядра, форме.
Сократительная вакуоль в форме солнышка есть только у инфузорий. Отличительной особенностью будет также то, что у них таких вакуолей всегда две. Представители типа Инфузории имеют 2 ядра: большое — макронуклеус — осуществляет контроль над процессами жизнедеятельности в клетке; малое — микронуклеус — участвует в процессе полового размножения. Распределение обязанностей у ядер инфузории похоже на распределение обязанностей директоров в торговой организации. Большое ядро, как гендиректор, будет руководить большим количеством процессов: это и питание, и транспорт веществ, и обменные процессы.
У него много работы, поэтому макронуклеусу нужно быть крупным, иначе он не справится с обязанностями. Малое ядро, как директор по развитию сети, занят одним делом: увеличением количества точек продаж, в переносе на роль ядер простейших — размножением. У других типов простейших одно ядро, поэтому оно будет отвечать за все процессы жизнедеятельности. Органоиды движения. У Простейших есть три вида структур для передвижения: реснички, псевдоподии, жгутики.
Реснички — это тонкие множественные выросты на поверхности клетки, которые помогают передвигаться, так как способны выполнять ритмичные сократительные движения. За счет их последовательного сокращения — они по очереди то напрягаются, то расслабляются — инфузория как будто плывет, отталкиваясь множеством маленьких коротких «ручек». Органоиды движения инфузории действительно похожи на ресницы человека. При этом реснички характерны для инфузорий, у амёбы данных структур нет. Амёба обыкновенная передвигается с помощью псевдоподий.
Псевдоподии ложноножки — цитоплазматические выросты, используемые для передвижения клетки. Принцип движения: выпячивания цитоплазмы то появляются, то исчезают, обеспечивая как бы «перетекание» клетки с места на место. На этом изображении амебы отчетливо видны двигательные выросты — псевдоподии. Другие простейшие эвглена зелёная, лямблия имеют жгутики, с помощью которых перемещаются в пространстве. Жгутик — поверхностная структура клетки, служащая для передвижения.
Это длинные и тонкие, обычно единичные образования, которые вращаются как винт моторной лодки, тем самым двигая клетку в нужном направлении. Только у лодки винт сзади, а у простейших — спереди. Простейшие при этом будут двигаться в сторону вращения жгутика. А вот так выглядят жгутики хламидомонад под электронным микроскопом. Органоиды пищеварения.
Их функции — питание и выведение ненужных веществ. Для простейших характерно наличие пищеварительных вакуолей. Это органоиды, в которых происходит расщепление питательных веществ, поглощенных клеткой. В вакуолях, как и в наших органах пищеварения, содержатся ферменты — вещества, способствующие разложению пищи до простых органических соединений. А для того чтобы пища попала в пищеварительные вакуоли, у инфузории есть следующие структуры: Ротовой желобок — это углубление, по которому пища попадает в клеточный рот.
Клеточный рот — участок клетки, где происходит заглатывание пищи с образованием пищеварительной вакуоли. Это происходит следующим образом: частицы с водой вовлекаются в ротовой желобок, затем проталкиваются в глотку и собираются в пузырек на ее конце. Отрываясь от глотки, пузырек превращается в пищеварительную вакуоль и начинает перемещаться по цитоплазме инфузории. Клеточная глотка — это канал, который соединяет клеточный рот и цитоплазму. Когда переваривание пищи завершается, непереваренные остатки нужно удалить из клетки.
Для этого у инфузории есть порошица — это отверстие в пелликуле, из которого выбрасываются непереваренные остатки пищи. А теперь обсудим еще несколько деталей питания простейших. Питание Главное отличие живого от неживого — наличие в составе органических веществ: у живых существ они есть, у объектов неживой природы их нет. Следовательно, органические вещества на Земле появляются только из живой природы. Одни живые организмы умеют сами их создавать из неорганических, остальные же могут питаться только готовой органикой, которую создал кто-то другой.
На основе этого у живых организмов выделяют два основных типа питания — автотрофный и гетеротрофный, и один смешанный — миксотрофный. Гетеротрофы в ходе питания поглощают готовые органические вещества, созданные другими организмами. Гетеротрофы получают питательные вещества вместе с готовой пищей — равно как и мы с вами. Но в отличие от нас они не могут сами приготовить себе обед, им всегда приходится ходить в кафе. Например, так питается Инфузория-туфелька, Амёба обыкновенная, Малярийный плазмодий.
Автотрофы самостоятельно синтезируют создают для себя органические вещества из неорганических. Они, в свою очередь, делятся на: Фототрофов — в основе их питания лежит процесс фотосинтеза , используется для этого энергия солнечного света. Например, так питается Эвглена зелёная. Хемотрофов — питаются за счет процесса хемосинтеза, используя энергию химических связей. Этот способ характерен для некоторых бактерий.
Миксотрофы — организмы, которые могут питаться как автотрофно, так и гетеротрофно.
Найден первый эукариот без митохондрий
Однако, у этих организмов определение ядерного вещества опиралось до сих пор лишь на признак его окрашиваемости основными красками и, отчасти, на реакции его растворения ферментами. Эти доказательства не имеют абсолютного значения, так как, кроме заведомого ядерного вещества, т. Опыты с перевариванием пепсином и трипсином не решают вопроса, поскольку они посят не специфический, но групповой характер. Вопрос вступил в новую фазу с момента выработки нуклеальной реакции Feulgen и Rossenbeck, 1924 г.
Эта реакция блестяще оправдалась на ядрах всех многоклеточных организмов и очень многих Protozoa; однако, первоначальные попытки применить ее к бактериям и спирохетам дали отрицательный результат, что, казалось, служило лишним подтверждением их безъядерности. Однако, новейшие наблюдения указывают на возможность положительной нуклеальной реакции также и у бактерий Муратова, 1928 г. Это позволяет думать, что систематические исследования как существа нуклеальной реакции, так и пределов ее применимости, помогут окончательно разрешить вопрос о безъядерных организмах.
Bakterien, Jena, 1912; Gotschlich E. Kolle W. Uhlenhuth P.
Вывернуться наизнанку, чтобы выжить Несмотря на огромный прогресс цитологии и молекулярной биологии, в истории происхождения эукариот, как мы выяснили, до сих пор хватает пробелов. Мало того, мы до сих пор не знаем, как возникла самая главная часть эукариотической клетки — ядро! Сегодня существуют несколько гипотез, которые попытались объяснить происхождение ядра. Первая гипотеза называется синтропной моделью и предполагает, что ядро появилось в результате симбиоза археи и бактерии. Согласно ей, древняя архея проникла в бактерию, где впоследствии редуцировалась до клеточного ядра эукариот [20]. Вторая гипотеза говорит о том, что бактерия эволюционировала в эукариота без эндосимбиоза и опирается лишь на существование бактерий рода Planctomycetes, имеющих структуры, напоминающие ядро [21]. Третья гипотеза — это гипотеза вирусного эукариогенеза, которая предполагает, что ядро возникло вследствие заражения прокариотической клетки вирусом. По одной версии, ядро возникло при поглощении клеткой большого ДНК-содержащего вируса [22] , по другой — эукариоты произошли от древних архей, уже инфицированных поксвирусами [23]. Четвертая гипотеза, названная экзомембранной, утверждает, что ядро произошло от одиночной клетки, выработавшей вторую внешнюю мембрану.
Первичная мембрана превратилась в ядерную и в ней появились поровые структуры для транспорта синтезированных внутри компонентов. Однако большой поддержкой она тоже не пользуется, поскольку предполагает независимое происхождение прокариот и эукариот [24]. Ни одна из этих гипотез не является общепризнанной, каждая имеет достаточно серьезные противоречия. Однако не все так безнадежно, как может показаться. В 2014 году вышла статья, в которой исследователи выдвинули новую гипотезу происхождения ядра — гипотезу, получившую название inside-out, то есть «снаружи—внутрь», или «наизнанку» рис. Во многом своим происхождением она обязана развитию экзомембранной гипотезы, но имеет от нее ряд отличий. Предположение о происхождении клетки «наизнанку» примечательно тем, что не опирается на наличие фагоцитоза у FECA которого у него, судя по всему, и не было , что позволяет разрешить часть существовавших ранее трудностей. Согласно этой гипотезе, ядро произошло от одной клетки, которая в процессе эволюции образовала вторую внешнюю клеточную мембрану, а прежняя после этого стала ядерной [25]. Рисунок 4.
Последовательные этапы эволюции первого общего предка эукариот FECA согласно гипотезе inside-out. Такой переход изолирует эндоплазматический ретикулум от внешней среды, что одновременно помогает развитию везикулярного транспорта и устанавливает вертикальную передачу митохондрий, а это приближает нашего гипотетического предка к клетке с современной эукариотической организацией. Именно на этом и основывается гипотеза inside-out. Ее авторы предполагают, что эукариоты произошли от клетки, которая расширила свои протрузии, а они, сливаясь, дали начало цитоплазме и системе внутренних мембран. Согласно гипотезе inside-out, внешняя ядерная мембрана, плазматическая мембрана и цитоплазма произошли из внеклеточных выступов, тогда как эндоплазматический ретикулум представляет собой промежутки между пузырьками. Митохондрии первоначально были захвачены в эндоплазматический ретикулум, но позже проникли через его мембрану, попав в цитоплазму. Согласно этой модели заключительным этапом эукариогенеза было формирование непрерывной плазматической мембраны, которая закрывала эндоплазматический ретикулум снаружи. Аргументы в пользу inside-out-гипотезы можно разделить на три категории: характерные черты эукариот, необычные особенности их клеток и прямые филогенетические данные, подтверждающие эту модель. Принцип бритвы Оккама гласит, что мы должны отдать предпочтение гипотезе, которая объясняют наблюдения при наименьшем количестве допущений.
Модель inside-out объясняет различные особенности организации современных эукариотических клеток: например, в свете этой гипотезы понятно, почему в ядерном компартменте нет связанных с мембраной органелл, почему типичные эукариотические клетки намного больше, чем большинство прокариотических и почему мембрана ядра непрерывно связана с эндоплазматическим ретукулумом. Второй вид доказательств объясняет особенности эукариот, которые нельзя предсказать с помощью традиционных моделей происхождения ядра. Например, модель inside-out объясняет, почему эндоплазматический ретикулум так тесно связан не только с ядром, но и с митохондриями и почему обе органеллы играют такую важную роль в синтезе липидов. Третий вид доказательств основан на выводах, сделанных на основе филогенетического анализа семейств эукариотических генов. Согласно полученным данным, именно гены митохондрий, попавшие в ядро, служат источником для синтеза липидов. Приобретение бактериальных липидов служит предпосылкой для появления фагоцитоза, а митохондрии на тот момент уже находились в клетке [26] , [27] , [28]. Подобные примеры сосуществования архей и бактерий известны и в настоящее время — например, группа таумархиот, образующая эктосимбиоз с гамма-протеобактериями [29]. Рисунок 5. Синтрофная гипотеза гласит о том, что предок эукариот был менее прожорливым, чем мы привыкли считать.
Вместо поедания бактерий он как бы «обнимал» их своими протрузиями, и сеть выростов в дальнейшем расширялась, создавая ячейки для бактерий-симбионтов и отделяя оболочку будущего ядра. Так постепенно, шаг за шагом и формировалась эукариотическая клетка.
Если её хорошо кормить, Thiomargarita magnifica вырастает до двух сантиметров в длину. То есть, в абсолютно исчислении это не много, но в относительном… Тиомаргариту не то чтобы трудно было найти. Но и найдя, исследователи долго не могли поверить, что это — бактерия, и потратили 10 лет, пытаясь обнаружить у неё признаки принадлежности к домену эукариотов и даже многоклеточности. Но главная новость в том, что признаки более зрелого, чем положено безъядерным прокариотам, строения у гигантской бактерии, именно, обнаружились. Геном тиомаргариты не рассеян по всему объёму, а сосредоточен в ограждённом внутренней мембраной мешке.
Вследствие этого возникает тяжелое заболевание, которое называется анемией, или малокровием. При этом человек чувствует головокружение, слабость, одышку, шум в ушах. Кислородная недостаточность негативно сказывается на физической и умственной деятельности человека. Особенно опасна она в период беременности. Если через пуповину к плоду поступает недостаточно кислорода, это может привести к серьезным нарушениям в его развитии. Строение тромбоцитов Безъядерные клетки тромбоциты еще называют кровяными пластинками. В неактивном состоянии они действительно имеют плоскую форму, напоминающую линзу. А вот при повреждении сосудов они набухают, округляются, образуют непостоянные выросты наружного слоя - псевдоподии. Тромбоциты образуются в красном костном мозге и живут недолго - до 10 дней, обезвреживаясь в селезенке. Процесс образования тромба Матрикс кровяных пластинок содержит фермент, который называется тромбопластином.
При нарушении целостности сосудов он оказывается в плазме. Под его действием белок крови протромбин переходит в свою активную форму, в свою очередь, действуя на фибриноген. В результате это вещество переходит в нерастворимое состояние. Оно превращается в белок фибрин. Его нити тесно переплетаются и образуют тромб. Защитная реакция свертывания крови предотвращает кровопотери. Однако образование тромба внутри сосуда очень опасно. Это может привести к его разрыву и даже гибели организма. Нарушение процесса свертываемости называется гемофилией. Это наследственное заболевание характеризуется недостаточным количеством тромбоцитов и приводит к излишней потере крови.
Стволовые клетки Эти безъядерные клетки называются стволовыми не зря. Они действительно являются основой для всех других.
Организм без ядра
Бывают случаи наличия у многоклеточных организмов клеток без ядра, которые называются акариотами. Под таким понятием как "прокариоты" имеются ввиду именно те организмы, которые не имеют в своей структуре ядра, они являются одноклеточными. Вы находитесь на странице вопроса Организмы в клетках которых нет ядра называют? из категории Биология.
Организм без ядра в клетке
У безъядерных организмов молекула, несущая информацию о строении клетки, не отграничена от прочего содержимого клетки. Ответ на вопрос «организм без ядра в клетке» в сканворде. Биологи из Карлова университета в Праге (Чехия), под руководством постодока Анны Карнковской (Anna Karnkowska), судя по всему, обнаружили первый эукариотический (то есть имеющей в своих клетках ядра) организм, лишенный митохондрий — органелл, служащих. Царства в биологии: неклеточные и клеточные организмы, особенности отдельных царств.