2.3. Структурная организация прокариотической и эукариотической клеток

В природе существует огромное разнообразие клеток, различающихся размерами, формой, свойствами и процессами жизнедеятельности, которое, однако, можно подвести под два главных типа клеточной организации: прокариотический и эукариотический (рис. 2). К эукариотам относятся одноклеточные и многоклеточные растения, грибы, животные, т.е. все организмы, кроме бактерий. Клетки эукариот разных царств, различаясь рядом признаков, тем не менее характеризуются сходством строения.

Основными отличиями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток от таковых эукариотических клеток являются следующие.

1. Клетка прокариот не имеет оформленного (ограниченного мембраной) ядра, наследственная информация в ней содержится в кольцевой молекуле ДНК. ДНК не заблокирована белками, в первую очередь гистонами, поэтому все гены в ней активны, т.е. постоянно функционируют. У эукариотических клеток имеется оформленное ядро, а генетический аппарат представлен молекулами ДНК в комплексе с белками - гистонами, упаковывающими ДНК в компактные структуры и регулирующими активность её генов.

2. Цитоплазма прокариотической и эукариотической клеток окружена мембраной (плазмолеммой), однако у бактерий, растений и грибов снаружи от плазмолеммы располагается клеточная стенка, образованная веществом полисахаридной природы муреином (бактерии), целлюлозой (растения) или хитином (грибы). Клеточная оболочка животной клетки образована плазмолеммой, покрытой снаружи слоем гликокаликса.

3. В цитоплазме прокариотической клетки отсутствуют мембранные органоиды (митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы), а ограниченное количество мембран представляет собой впячивания плазмолеммы внутрь цитоплазмы.

Рис. 2. Разнообразие клеток эукариотических (1, 3-11) и прокариотических (2) организмо:

1 - клетки эпителия кишечника; 2 - бактерии (кокки, кишечная палочка, спириллы со жгутиками на концах тела); 3 - диатомовая водоросль; 4 - мышечная клетка; 5 - нервная клетка; 6 - одноклеточная водоросль ацетабулярия; 7 - клетки печени; 8 - инфузория; 9 - эритроциты человека; 10 - клетки эпидермиса лука; 11 – жгутиконосец

4. Синтез белка осуществляется свободными рибосомами, имеющими меньший размер (70S), чем рибосомы эукариотических клеток (80S). Большая субъединица рибосомы прокариотической клетки содержит 2 молекулы рибосомной РНК (рРНК), тогда как субъединица рибосомы эукариотической клетки - 3 молекулы рРНК.

5. Специальные органоиды прокариотической клетки - жгутики устроены проще, чем жгутики эукариотической клетки: они лишены внутреннего каркаса из микротрубочек и микрофиламентов.

6. В цитоплазме многих прокариотических клеток имеются газовые вакуоли.

7. В прокариотических клетках отсутствует клеточный центр.

8. Прокариоты размножаются простым делением клетки, у эукариот имеет место половой процесс с образованием гамет.

Рис. 3. Клетка эукариотического организма:

1 – поверхностный аппарат; 2 – цитоплазматический аппарат; 3 – ядерный аппарат

9. У прокариотических клеток отсутствует амебоидное движение и внутриклеточные перемещения цитоплазмы.

10. Синтез АТФ осуществляется в прокариотических клетках на мембране плазмолеммы.

Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами: одноклеточным и многоклеточным. Особенностью простейших (одноклеточных) организмов является то, что они (исключая колониальные формы) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом отношении - полноценной особи. В связи с этим одной из черт клеток части простейших является наличие в цитоплазме миниатюрных образований, выполняющих на клеточном уровне функции жизненно важных органов, аппаратов и систем органов многоклеточного организма, таких, например, как цитостом, цитофаринкс и порошица (аналогичные органам пищеварительной системы), сократительные вакуоли (аналогичные выделительной системе).

Клетка эукариотического организма состоит из трёх (весьма условно выделяемых) аппаратов: поверхностного, цитоплазматического и ядерного (рис. 3).