Строение и особенности прокариот

Несмотря на относительно «примитивное» строение, прокариоты вовсе не так просты, как кажутся.

Итак, к прокариотам относятся бактерии – архебактерии и эубактерии.

Архебактерии – настоящие экстремалы органического мира. Многие из них обитают в крайне неблагоприятных и даже экстремальных (по нашим меркам) условиях: в горячих источниках, солёных озёрах и водоёмах с повышенной кислотностью. Но и в «нормальной» среде они тоже вполне могут жить: их можно обнаружить в почве, океанах и ЖКТ животных.

Большинство архебактерий – хемотрофы, то есть они получают энергию для жизни за счёт окисления химических соединений. Кстати, среди архебактерий нет болезнетворных.

Эубактерии – более известны просто как бактерии, или «настоящие бактерии». Стрептококковая инфекция, столбняк, коклюш, эпидемии чумы и холеры – и прочие жуткие бактериальные заболевания – на совести этих одноклеточных вредителей.

Хорошие среди них, безусловно, тоже есть. К примеру, в кишечнике человека живёт огромное количество симбиотических, то есть полезных, бактерий. Вместе они образуют так называемый микробиом, от правильной работы которого зависит наше здоровье и даже настроение.

По форме бактерии бывают:

Шаровидные – кокки, диплококки (структуры из двух клеток), стрептококки (структуры в виде цепочек), стафилококки (структуры, по форме напоминающие грозди);
Палочковидные – бациллы;
Изогнутые – вибрионы, спириллы, спирохеты.

Основное отличие архебактерий от бактерий в том, что у них по-разному протекают многие биохимические процессы. По своему строению же они слабо отличаются друг от друга. Посмотрим, как устроена прокариотическая клетка.

Поверхностный аппарат

Снаружи клетка окружена цитоплазматической мембраной, которая поддерживает постоянство клеточной среды и обеспечивает транспорт необходимых веществ из/внутрь клетки. За механическую защиту отвечает клеточная стенка из муреина, расположенная поверх мембраны (уточнение: муреин входит в состав клеточной стенки «настоящих бактерий», но не архебактерий).

Некоторые виды бактерий также имеют дополнительный защитный слой – капсулу, которая находится сверху клеточной стенки. Капсула прозрачна и состоит из неплотного слоя полисахаридов. Её функция – уберечь клетку от механических повреждений и/или от иммунной реакции организма (если речь идёт о болезнетворных бактериях).

Внутреннее строение

Внутреннее пространство клетки заполнено цитоплазмой с наследственным материалом, мелкими рибосомами и включениями.

Генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК, собранной в так называемой ядерной области –нуклеоиде. Также в клетке имеются плазмиды – небольшие внехромосомные ДНК.

Ещё одна особенность прокариот – наличие складок или впячиваний цитоплазматической мембраны внутрь клетки. Эти складки и впячивания нужны для того, чтобы увеличить площадь поверхности мембраны для протекающих на ней метаболичнских процессов (таких как, например, клеточное дыхание).

У многих бактерий есть жгутики, с помощью которых они могут передвигаться.

Как размножаются бактерии?

Прокариоты размножаются бесполым путём: реплицируют свою ДНК и делятся надвое. Таким образом они способны создавать целые колонии в тысячи и более клеток, образовавшихся делением из одной, исходной.

Полового размножения у прокариот нет, но есть его аналог – половые процессы (конъюгация, трансдукция, трансформация). Процессы, в отличие от размножения, не приводят к увеличению численности особей, зато обеспечивают горизонтальный перенос генов: это даёт бактериям возможность соединять разные комбинации генов из разных линий в одном геноме.

Кроме того, в неблагоприятных условиях бактерии могут образовывать споры. Однако служат они не для размножения, а для выживания конкретной бактерии (одна клетка – одна спора). При этом генетический материал бактерии заключается в плотную оболочку, а внешние части клетки отмирают. Благодаря этой особенности спора бактерии способна сохранять жизнестойкость в течение многих десятков и даже сотен лет (причём в весьма экстремальных условиях – большинство спор выдерживают кипячение!).

Итак, резюмируем.