Məlumat

3.6: Prokaryotların İxtisaslaşdırılmış Daxili Quruluşları - Biologiya


3.6: Prokaryotların İxtisaslaşmış Daxili Quruluşları

Yerin 4,6 milyard il əvvəl (milyard il əvvəl) əmələ gəldiyi təxmin edilir. Ən qədim meteoritlər təxminən bu dövrə aiddir, lakin Yer kifayət qədər uzun müddətdir yarı ərimiş vəziyyətdə olardı. Çöküntü süxurlarının komponentlərinin təxminən 4,4 milyard il yaşı var ki, bu da Yerin tarixinin əvvəlində okeanların əmələ gəlməsinə imkan verəcək qədər soyuduğunu göstərir (Nemchin, 2006).

Qədim qaya təbəqələrindən alınan karbon izotoplarının oxunuşları yer üzündə həyatın 3,8 milyard il əvvəl və bəlkə də 3,85 milyard il əvvəl mövcud olduğu qənaətini dəstəkləyir (Mojzsis, 1996). 3,8 milyard il əvvəl olan süxurlarda, canlı orqanizmlərin varlığını göstərən karbon izotop nisbətləri var. Karbonun izotop adlanan müxtəlif formaları var. Canlılar müəyyən bir karbon izotopundan (12 C) istifadə edir və ikinci bir izotopu (13 C) istisna edir, heç biri mineralların əmələ gəlməsində ayrı-seçkiliyə məruz qalmır. Süxur çöküntülərində karbon nisbətlərinin 10 000-dən çox təhlilindən sonra keyfiyyət fərqinin müşahidə olunduğu yalnız bir dövr var. Təxminən 3,8 milyard il əvvəl müəyyən çöküntülərdəki karbon izotoplarının nisbətləri həyatın yoxluğundan canlılarla əlaqəli olanlara dəyişdi. Bu analiz canlıların yer üzündə 3,85 milyard il əvvəl mövcud olduğunu göstərir. Karbon izotoplarında bu dəyişiklik planetdə maye suyun görünməsindən qısa müddət sonra baş verdi (Brocks, 1999 Schidlowski, 1988 Holland, 1997). Yaşı 3,5 milyard il olan qayalar da həyatın varlığını göstərir (Akai, 2006).

Qrenlandiyanın Isua qaya təbəqələrində yaşı 3,8 milyard il olan kiçik üzvi materialın "qalıqları" var. Onların içərisində üzvi maddələr olmasına və parçalanma nümunələri olmasına baxmayaraq (maya kimi qönçələnmə), onların canlı hüceyrələr və ya cansız mikrosferlər olduğu aydın deyil (Pflug, 1979 Roedder, 1981 Bridgwater, 1981 Dunlop, 1978) .

Mars süxurlarında tərkibində üzvi material olan "nanofsillər" tapılıb. Bəziləri hesab edirlər ki, bu kiçik strukturlar Marsdakı ibtidai orqanizmlər tərəfindən əmələ gəlmişdir (baxmayaraq ki, çoxları bu şərhlə razılaşmır) (Trevors, 2003b). Mikrofosillərin əmələ gəlməsi ilə nəticələnən qədim mikrobların biominerallaşması çox vaxt hüceyrə səthinə metal ionlarının daxil olmasının nəticəsidir. "Nanobakteriyalar" budaqlar və veziküllər kimi minerallaşmış mikrobların hissələri ola bilər (Southam, 1999). Ölçüləri 0,1 ilə 0,5 mikron arasında dəyişən və bir-üç gündə bir təkrarlanan nanobakteriyalar insanlarda polikistik böyrək xəstəliyi kimi bəzi xəstəliklərdə iştirak edir (Çiftçioğlu, 2002).

Fosillərin əksəriyyəti çöküntü qaya kimi tanınan bir qaya növündə tapılır. Ən qədim məlum çöküntü süxur yatağı Qərbi Qrenlandiyanın 3,8 milyard il əvvəl Isua formasiyasıdır. Nəzərə alsaq ki, məlum olan ən qədim süxurların cəmi 4,0 milyard il yaşı var, 3,8 milyard il əvvəldən xeyli yaşlı olan çöküntü süxurlarının tapılması ehtimalı azdır. Isuada məlum olan fosillər olmasa da, bu qayadakı karbon nisbətləri fotosintetik mikrobların fosillərini ehtiva edən sonrakı süxurlarda olanlara bənzəyir (McClendon, 1999).

Isuadakı 3,8 milyard illik süxurlarda çox kiçik karbonlu mikro strukturlar məlumdur və ehtimal ki, abiotikdir. Avstraliyadan gələn ən qədim mikrofosillərin yaşı 3,5 milyard ildir (Pflug, 2001 McClendon, 1999). Meteoritlərdəki mikro strukturlar ibtidai mikrobların mikrofosillərinə bənzəyir. Üzvi strukturların ölçülərinin və meteoritlərdən müsbət ionların kütlə spektrlərinin kimyəvi analizi prekembri mikrofosillərini ehtiva edən qaya təbəqələrinin analizlərinə oxşar ola bilər. Murchison meteoritinin iki qatlı lipid membranı ilə əhatə olunmuş kiçik strukturları var idi. Bu kiçik strukturlar 10 nm ilə 1 mikron arasında spiral və sferik karbon mikrostrukturları və eni 2-20 nm və uzunluğu 1-2 nm olan vahidlərdən ibarət filamentlər şəklində ola bilər. Bu kiçik üzvi strukturları necə şərh etmək lazımdır? Bəziləri özlərini ya canlı, ya da həyatın sələfləri hesab etsələr də, ən azı hüceyrə fosillərinə bənzəyən üzvi mikro strukturların yer üzündə və kosmosda abiotik şəraitdə əmələ gələ biləcəyini nümayiş etdirirlər (Pflug, 2001).

Bakteriyaların okeanın dərinliklərində, yerin altında və hətta qayalarda tapıla biləcəyini nəzərə alsaq, həyatın mənşəyi haqqında düşünərkən bu mühitlər nəzərə alınmalıdır. Bakteriyalar feldispat kimi müəyyən qaya minerallarının kanallarında mövcud ola bilər (Smith, 1999). Yer üzündə təxminən 4-6 x 10 30 prokaryotik hüceyrə var ki, onların ümumi karbon kütləsi bitkilərin ümumi karbon kütləsi qədərdir. torpaq (350-550 Pg 1 Pg = 10 12 kq). Dəqiq dəyərlər bilinməsə də, torpağın dərinliklərində və okean dibinin altında çoxlu sayda prokaryotlar olduğu görünür. Dərin sulu təbəqələr və neftlə əlaqəli su hər mililitrdə mindən milyona qədər mikrob ehtiva edə bilər. Yerin altında 2000 metr dərinlikdə 400.000-dən çox mikrob/kub santimetr, 3000 metr dərinlikdə isə 300.000-dən çox mikrob/kub santimetr aşkar edilir (Whitman, 1998). Böyük miqdarda mikroblar okean dibinin altındakı qayada yaşayır. Yaşı 100 milyon ildən çox olan çöküntülərdə dəniz dibinin 1,6 km-dən çox altında mikroblar tapılıb. Bu mikrobların bəziləri metabolik aktiv və bölünən idi. Bunların arasında metanın anaerob oksidləşməsi ilə sağ qalan arxelər var. Bəziləri yer üzündəki prokaryotların 2/3-nin dənizin dibindəki qayalarda yaşadığını irəli sürdülər (Roussel, 2008). Ən ibtidai müasir bakteriyaların çoxu dərin dəniz hidrotermal kanallarında yaşayır. Tarixdən əvvəlki hidrotermal ventilyasiya fosil qeydlərindən məlumdur, o cümlədən müxtəlif bakterial fauna ilə əlaqəli Prekembri ventilyasiyası (Li, 2006 Campbell, 2006).

Bu gün yer üzündə iki fərqli hüceyrə növü var. Prokaryotik hüceyrələr müasir bakteriyalarla təmsil olunur və ən sadə hüceyrə növüdür. Prokaryotik hüceyrələr kiçikdir (adətən eukaryotik hüceyrələrdən 10.000 dəfə kiçikdir) və orqanoidlər adlanan membranla əlaqəli daxili bölmələr yoxdur. Müasir bakteriyaların 2 əsas bölməsi var: eubakteriyalar və arxebakteriyalar (və ya arxeya). Eubakteriyalar insanların tez-tez qarşılaşdığı bakteriyaların əksəriyyətini təşkil edir, arxelər isə dünyanın ən sərt mühitlərinin bir çoxunda yaşayır. Son illərdə arxeya ilə daha mürəkkəb eukaryotik hüceyrələr (məsələn, insan bədənini təşkil edənlər) arasındakı oxşarlıqlara görə onlara böyük maraq var.

Prokaryotik (bakterial) hüceyrələrin ilk fosilləri 3,5 və 3,4 milyard il əvvəldən məlumdur. Bu bakteriyalar fotosintetik idi (oksigen istehsal etməsə də), buna görə də çox güman ki, daha sadə qeyri-fotosintetik bakteriyalar bundan əvvəl inkişaf etmişdir (Schopf, 1987 Beukes, 2004). Tarixdən əvvəlki fotosintetik bakteriyalar, hündürlüyü 30 fut-a çata bilən stromatolitlər adlanan böyük kurqanlar əmələ gətirdi. Bu gün Avstraliyada bakterial stromatolitlər mövcuddur və fosil qeydləri onların bir vaxtlar bütün dünyada daha çox yayıldığını göstərir. Stromatolitlər hətta Arxeozoy Eonundan 3 qitədən məlumdur, o cümlədən bəzilərinin yaşı 3,5 milyard ildir. Gənc stromatolitlər bakteriyalar tərəfindən istehsal edilmiş bakterial fosilləri ehtiva edir (Lowe, 1980 Walter, 1980). Köhnə stromatolitlər də yəqin ki, bakteriyalar tərəfindən əmələ gəlmişdir (onların mikroskopik quruluşu, subtidal vəziyyəti, biotik fosil stromatolitlərə oxşarlığı bunu göstərir), lakin bəzilərinin abiotik (geoloji qüvvələr nəticəsində bakteriyalar olmadan) olması mümkündür (Grotzinger, 1996) . Prekembri stromatoliti aşağıda təsvir edilmişdir.

Geokimyəvi dəlillər göstərir ki, metan istehsal edən bakteriyalar 3,46 milyard il əvvəl yer üzündə mövcud olub. Onların istehsal etdikləri metan, günəşin enerji istehsal edəcəyi bir vaxtda (metan güclü istixana qazı olduğunu nəzərə alsaq) planetin istiləşməsində mühüm rol oynaya bilərdi (Ueno, 2006). Son arxeozoy dövrünə aid karbohidrogenlər göstərir ki, həm bakteriyalar, həm də arxelər erkən biosferə öz töhfələrini vermişlər. Arxeya tərəfindən istehsal olunan metan, çox güman ki, gənc günəşin enerji çıxışı müasir miqdardan az olduğu halda, suyu maye saxlayan istixana qazlarına töhfə vermişdi (Ventura, 2007).

Bakteriyalar həyatın tarixində ən azı ilk 1,5 milyard il ərzində yer üzündə yeganə məlum olan sakinlərdir. Genetik müqayisələr göstərir ki, ən qədim, ən ibtidai bakteriya nəsilləri anaerob olub və oksigenin mövcudluğunda yaşamaq qabiliyyəti müxtəlif nəsillərdə ayrı-ayrılıqda təkamül edib. Fotosintez, əsas eubakterial nəsillərin yarısında mövcud olan qədim bir proses kimi görünür (o cümlədən, fotosintetik əcdadların fotosintetik olmayan nəsillərə (Fox, 1980) səbəb olduğu bir sıra). (Kampbell, 2006).Ən ibtidai müasir bakteriyaların çoxu dərin dəniz hidrotermal ventilyasiyalarında yaşayır.Tarixdən əvvəlki hidrotermal ventilyasiya fosil qeydlərindən məlumdur, o cümlədən müxtəlif bakterial fauna ilə əlaqəli Prekembri dövrünün ventilyasiyası (Li, 2006 2007).

Dəniz suyunun hər millilitrində orta hesabla 100.000-dən çox mikrob və okeanda təxmini cəmi 3,6 x 10E29 mikrob var. Bu mikrob kütləsi (bakteriyalar, arxeya, protistlər və göbələklər daxil olmaqla) okeanın biokütləsinin böyük hissəsini təşkil edir, təxmini 3 x 10 E17 q. Bu mikrobların müxtəlifliyi əvvəllər təxmin ediləndən çox daha böyükdür (Sogin, 2006).

Üç milyard il əvvəl, fotosintez zamanı oksigen buraxan siyanobakteriyalar (bir qədər yanlış adı olan "mavi yaşıl yosunlar" ilə daha yaxşı tanınan bir bakteriya növü) təkamül etdi. İlk bakteriyalar, ehtimal ki, fotosintez zamanı oksigen əvəzinə hidrogen və hidrogen sulfid buraxdılar. 2,7 milyard il əvvəl stromatolit əmələ gətirən mikroblar oksigen fotosintezdən istifadə etmişlər (Buick, 1992). Atmosferdəki oksigenin miqdarı 2,4 və 2,2 milyard il əvvəldən əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır (Rye, 1998). Siyanobakteriyaların varlığına dair molekulyar sübutlar 2,7 milyard illik süxurlara aiddir və 2,1 milyard illik süxurlardan xüsusi hüceyrələr məlumdur (Tomitani, 2006). 2,2 milyard il əvvəl, siyanobakteriya zəncirləri genişlənmiş hüceyrələrlə mövcud idi (bu, yəqin ki, müasir növlərdə olduğu kimi azot mübadiləsi kimi vəzifələr üçün ixtisaslaşmışdır) bu, hüceyrə ixtisaslaşmasının ilk məlum nümunəsidir (Nagy, 1974 Schopf).

Ən qədim atmosferdə çox oksigen qazı yox idi. Fotosintezdən əvvəl, azalmış geotermal çıxışlar və atmosferdə çox az mövcud olan süxurların parçalanması ilə o qədər oksigen udulardı. Oksigen qazının yeganə mənbəyi su molekullarının günəş işığı ilə parçalanması olardı (Des Marais, 2000). Bu, o dövrdə əmələ gələn çöküntülərin metalların paslanmadığını və oksigenin iştirakı ilə əmələ gələn mineralların olmadığını müşahidə etdikdə aydın görünür. Arxeozoyun dəmir yataqları anoksik mühitin göstəricisidir (Lascelles, 2007). 2,1 milyard il əvvəl atmosferdə ilk dəfə dəmiri paslandırmaq üçün kifayət qədər oksigen var idi və təxminən 1,8 milyard il əvvəl oksigen əhəmiyyətli miqdarda dəmiri oksidləşdirdi. 1,7 milyard il əvvələ aid steran biomarkerləri və təxminən 1,6 milyard il əvvələ aid oksidləşmiş kükürd yataqları kimi digər oksigen əlamətləri də bu zaman görünür. Atmosferdəki oksigen səviyyələri, Ediakar faunasının şaxələnməsindən bir qədər əvvəl, Prekembriyin sonuna doğru artır (Kaufman, 2007Canfield, 2007).

İlk bakteriyalarda, ehtimal ki, oksigenin dağıdıcı reaktiv formaları ilə məşğul olan fermentlər (məsələn, peroksidaza) olmadığından, oksigen ilk hava çirklənməsini təmsil edəcək və bakteriyalar arasında bir çox məhvə səbəb olacaqdı. Bu gün hələ də oksigenin varlığında yaşaya bilməyən bir çox bakteriya var.

Fotosintetik mikroorqanizmlərin fosil qeydləri kifayət qədər yaxşıdır ki, siyanobakteriyalar təxminən 2,5 milyard il əvvəldən Kembri dövrünə qədər sağlamdır. Qayalarda qalan üzvi molekullar fosil xronologiyasını dəstəkləyir. (Məsələn, 2-metil bakterio-panepoliollar yalnız siyanobakteriyalardan məlumdur və onun süxurlarda olması süxurun əmələ gəldiyi zaman siyanobakteriyaların mövcud olduğunu göstərir.) (Marais, 1992 Logan, 1999 de Duve, 1996)


Prokariotların metabolik müxtəlifliyi

Aşağıdakı məlumat OpenStax Biology 22.3-dən uyğunlaşdırılmışdır

Prokaryotlar mövcud olan enerji və karbon mənbələrindən istifadə edərək hər mühitdə yaşamış və yaşaya bilirlər. Prokaryotlar azot və karbon dövrləri kimi qidalanma dövrlərində iştirak etmək, ölü orqanizmləri parçalamaq və canlı orqanizmlərin, o cümlədən insanlarda inkişaf etmək də daxil olmaqla, yer üzündə bir çox yuvaları doldurur. Prokariotların əhatə etdiyi mühitlərin çox geniş diapazonu mümkündür, çünki onlar müxtəlif metabolik proseslərə malikdirlər. Fototroflar (və ya fototrof orqanizmlər) enerjilərini günəş işığından alırlar. Kemotroflar (yaxud kemosintetik orqanizmlər) enerjisini kimyəvi birləşmələrdən alırlar.

Prokaryotlar təkcə müxtəlif enerji mənbələrindən deyil, həm də müxtəlif karbon birləşmələri mənbələrindən istifadə edə bilirlər. Xatırladaq ki, qeyri-üzvi karbonu (məsələn, karbon dioksidi) üzvi karbona (məsələn, qlükoza) birləşdirə bilən orqanizmlər adlanır. avtotroflar. Əksinə, heterotroflar üzvi birləşmələrdən karbon almalıdır. Prokaryotların enerji və karbonu necə əldə etdiyini təsvir edən terminlər birləşdirilə bilər. Beləliklə, fotoavtotroflar enerjini günəş işığından, karbonu isə karbon dioksiddən və sudan istifadə edir, kimoheterotroflar isə enerji və karbonu üzvi kimyəvi mənbədən alırlar. Kemoavtotroflar enerjilərini qeyri-üzvi birləşmələrdən alırlar və kompleks molekullarını karbon qazından qururlar. Nəhayət, fotoheterotroflar işıqdan enerji mənbəyi kimi istifadə edirlər, lakin üzvi karbon mənbəyi tələb edirlər (onlar karbon qazını üzvi karbona birləşdirə bilmirlər). Prokaryotların böyük metabolik müxtəlifliyindən fərqli olaraq, eukariotlar yalnız fotoautotroflar (bitkilər və bəzi protistlər) və ya kimoheterotroflardır (heyvanlar, göbələklər və bəzi protistlər). Aşağıdakı cədvəl prokaryotlarda karbon və enerji mənbələrini ümumiləşdirir.

Aşağıdakı videolar ümumi xüsusiyyətlər və metabolik müxtəliflik daxil olmaqla, Arxeya və Bakteriyalar haqqında daha ətraflı icmalları təqdim edir:


Eukariotlar

Eukaryotlar membrana bağlı nüvəyə (xromosomlar şəklində DNT-ni saxlayan) və həmçinin membrana bağlı orqanellərə malik hüceyrələrdən ibarət orqanizmlərdir. Eukaryotik orqanizmlər çoxhüceyrəli və ya təkhüceyrəli orqanizmlər ola bilər. Bütün heyvanlar eukariotlardır. Digər eukariotlara bitkilər, göbələklər və protistlər daxildir.

Tipik bir eukaryotik hüceyrə plazma membranı ilə əhatə olunmuşdur və müxtəlif funksiyaları olan çoxlu müxtəlif strukturları və orqanoidləri ehtiva edir. Nümunələrə xromosomlar (genlər şəklində genetik məlumat daşıyan nuklein turşuları və zülalların strukturu) və mitoxondriya (çox vaxt “hüceyrənin güc mərkəzi” kimi təsvir olunur) daxildir.


Prokaryotlar VS Eukariotlar

Pre-nüvə kimi müəyyən edilir, prokaryotlar nüvə də daxil olmaqla, membran əsaslı orqanoidləri olmayan hüceyrələrdir.

Əsasən bakteriya kimi tanınan iki prokaryotik krallıq mövcuddur: Monera və ya Bakteriyalar və Arxeya.

Quruluşuna görə sadə görünən və eukariot və protist orqanizmlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən bir çox elm adamı prokaryotik hüceyrələrin yer üzündə birincilər arasında olduğuna və bütün digər orqanizmlərdən çox yaxşı sağ qala biləcəyinə inanır.

Hüceyrə nəzəriyyəsi

Prokaryotlar, bir neçə istisna olmaqla, birhüceyrəli orqanizmlərdir, bir çox bakteriya koloniyalarda yaşayır, ilk baxışdan onları daha böyük göstərir, lakin ayrı-ayrı hüceyrələr mikroskop altında görünür.

Bu hüceyrələrdə membran əsaslı orqanoidlər yoxdur, lakin hüceyrə nəzəriyyəsinin əsasları hələ də tətbiq olunur.

Əvvəlcə alman alimləri Matthias Schleiden və Theodor Schwann tərəfindən təklif edilən və daha sonra Rudolf Virchow tərəfindən düzəliş edilən dörd əsas qayda eukaryotik, prokaryotik və protist hüceyrələrə aiddir:

  • Həyatı mümkün edən bütün funksiyalar hüceyrələrin hüdudları daxilində baş verir
  • Bütün hüceyrələr hüceyrə funksiyalarını tənzimləmək və çoxalmaq, bu genetik məlumatı yeni hüceyrələrə ötürmək üçün lazım olan genetik materiala malikdirlər.

Alimlər qabaqcıl mikroskopiya alətlərinin yaranması ilə hüceyrə nəzəriyyəsini genişləndirmiş və təkmilləşdirmişlər, lakin bu əsas qaydalar hələ də hamısı hüceyrələr.

Prokaryotlar eukariotlara qarşı – Oxşarlıqlar?

Bütün hüceyrələr yaşamaq üçün enerji tələb edir və həyatı davam etdirmək üçün kimyəvi proseslərdən keçir.

Biyokimyəvi proseslər tez-tez hüceyrə funksiyaları üçün karbohidratların, zülalların, lipidlərin və nuklein turşularının istifadəsini əhatə edir:

  • Qida alınması
  • Yeməyin istifadə edilə bilən enerjiyə çevrilməsi
  • Hüceyrə böyüməsi
  • Hüceyrə replikasiyası

Həyat üçün vacib olan elementar proseslər - enerjinin alınması, çoxalma - quruluş və vasitələr fərqindən asılı olmayaraq prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrdə oxşardır.

Prokaryotlar Eukaryotlara qarşı – Fərqlər

Eukariotlar, eləcə də protistlər, eukariotlara bənzər bitki, heyvan və göbələklərdən ibarət müxtəlif qrup, sırf eukaryotik olaraq təyin olunan bir və ya bir neçə xüsusiyyətə malik olmayan, quruluşca prokaryotlardan çox fərqlənir.

Ən əhəmiyyətlisi prokaryotik hüceyrələrdə nüvənin, eləcə də bütün eukaryotik hüceyrələrdə olan membran əsaslı orqanoidlərin olmamasıdır.

Hər ikisinin DNT-si var, lakin eukaryot-DNT xətti quruluşda histon və xromosomları ehtiva edir.

Mitoxondriya (və ya bitki ekvivalenti olan xloroplastlar) eukariotlarda mövcud olan bir çox membrana bağlı orqanoidlərdən biridir, həmçinin:

Bundan əlavə, eukaryotlar bir və ya çoxhüceyrəli, heterotrof və ya avtotrof ola bilsə də, prokaryotlar heterotrof bir hüceyrəli orqanizmlərdir.

Prokaryotik hüceyrə

İki ilə beş mikrometr (um) arasında dəyişən tipik prokaryotik hüceyrə quruluşuna aşağıdakılar daxildir:

  • Hüceyrə divarı – hüceyrənin formasını qram-müsbət və qram-mənfi olmaqla iki növ verir
    – Hüceyrənin xarici təbəqəsini əhatə edən tük kimi çıxıntılar bakteriyaların səthlərə yapışmasına və ya digər hüceyrələrə yapışmasına imkan verir.
  • Kapsül – hüceyrə divarının qalın örtüyü, faqositozdan, kimyəvi maddələrdən və dehidrasiyadan qoruyur, yapışqan təbiəti onun qram-müsbət bakteriyalarda və mavi-yaşıl yosunlarda olan digər hüceyrələrə yapışmasına imkan verir.
    - Hüceyrə divarına bağlanmış, adətən "qamçı kimi" olaraq xarakterizə edilən prokaryotların əksəriyyəti daimi hərəkətdədir və yalnız irəli və geri hərəkət edə bilir.
  • Plazma membranı – mahiyyətcə hüceyrəni ehtiva edən nazik, çevik asimmetrik “kisə” hüceyrəyə daxil olan və ya ondan çıxan qidalar və qazlar kimi sitoplazmanı da saxlayan hər hansı bir şey üçün keçid kimi xidmət edir.
    - təyinat baxımından müqayisə edilə bilər, çünki membrana bağlanmış orqanoidlərə bənzər funksiyaları yerinə yetirən fermentlər ehtiva edir və maddələr mübadiləsini həyata keçirir, sitoplazmada heç bir şeyin membran və ya yaxşı müəyyən edilmiş bölmələr vasitəsilə ayrılmadığını qeyd etmək lazımdır, maddələr asılır. yarı maye gel
  • Nukleoid və ya Nüvə bədəni – DNT zəncirinin yerləşdiyi sitoplazmanın sahəsi
    – digər hüceyrələrə ötürülə bilən kiçik DNT halqaları antibiyotik müqaviməti prokariotların digər prokariot hüceyrələrlə məlumat paylaşmasının əsas nümunəsidir və hüceyrələrə sağ qalmağı təmin edən düzəlişlər etməyə imkan verir.
    - RNT və zülalın birləşməsi, prokaryotik ribosomların funksiyası geniş şəkildə bakteriyalardan asılıdır

Prokaryotlar iki Krallıqdan ibarətdir: Monera və ya Bakteriyalar (bəzən eubakteriyalar adlanır), bura fotosintez etmək qabiliyyəti ilə tanınan siyanobakteriyalar və Arxeya (arxebakteriyalar) daxildir.

Ən ağır ekoloji şəraitə tab gətirmək qabiliyyətinə malik olan elm, sonuncunun planetdəki ən qədim hüceyrələri/orqanizmləri ehtiva etdiyinə inanır və bəzən onu “qədim bakteriyalar” adlandırır.

Mikrobiologiya

Prokaryotik hüceyrələrin tədqiqi bakteriyaların öyrənilməsini əhatə edir - iki mikron qədər kiçik ola bilən və mürəkkəb mikroskop altında nöqtələrə bənzəyən tək hüceyrələr.

Bakteriyalar bir çox səbəbə görə maraqlı mövzulardır:

· Məqsəd diapazonu – bir çox “yaxşı” bakteriyalar olmasaydı, bir çox növ, o cümlədən insanlar mövcud ola bilməzdi

· Hər yerdə rast gəlinir – bakteriyalar yalnız xəstəlik törətməklə məhdudlaşmır, məsələn:

  • Həzmə kömək etmək üçün insan bağırsaqlarını düzləndirin
  • Rudiment heyvanların həzm prosesinə kömək edir
  • Tullantıların parçalanmasına kömək edin

· Uyğunluq – bəzi bakteriyalar fərqli və ya “sərt” mühitə yerləşdirildikdə onların sağ qalmasına imkan verən endosporlar yaradır.

· Digər hüceyrələri öldürəcək şəraitdə yaşaya bilir – məsələn, bəziləri olduqca isti və ya soyuq temperaturda, qazlı mühitlərdə və ya sıx yüksək və ya aşağı Ph olan yerlərdə yaşayırlar.

· Funksiya – Hüceyrə quruluşu sadə görünsə də, xüsusilə eukariotlarla müqayisədə, birhüceyrəli bakteriyalar və arxeya orqanizmləri təkcə yaşamaq üçün mürəkkəb funksiyaları yerinə yetirmir, həm də məlum olan ən qədim hüceyrələrdir.

· Kolonizasiya – bir çox bakteriya koloniyalarda böyüyür, lakin hər hüceyrə öz muxtariyyətini saxlayır

· Reproduksiya – hüceyrələr genetik məlumatı ikili parçalanma hüceyrələri adlanan bir proses vasitəsilə ötürərək dublikat DNT yaradır və bölünür

Bakteriyaların müəyyən edilməsi

Prokaryotlar forma, davranış, ölçü, böyümə və ləkə kimi xüsusiyyətlərə görə təsnif edilir.

Bakteriyalar formasına görə üç sinfə ayrılır: kokklar, basillər və spirillalar. Morfologiya ilə müəyyən edilsə də, onlar eyni təsnifata daxil olmaya bilər – yeganə ümumilik forma ola bilər.

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bakteriyaların böyüklüyünə görə, hüceyrənin daxili strukturlarını görmək üçün daha güclü böyütmə imkanı verən elektron mikroskoplar kimi işıq mikroskopları altında formalar görünən yeganə cəhətdir.

  • Kokklar yuvarlaq, yastı kürələr şəklində təsvir edilir və tək hüceyrələr, cütlər, zəncirlər, tetradlar (4 hüceyrə), çoxluqlar və ya kublar (8 hüceyrə) şəklində müşahidə edilə bilər
  • Bəzən silindrik olaraq adlandırılan və çöp kimi adlandırılan çubuqlar daha sadə koklardan fərqli olaraq tək, cüt və zəncir şəklində mövcuddur, zəncirlərin uzunluğunun tanınmaya heç bir təsiri yoxdur, spiral forması ilə tanınan dirsək-makaroni, burulma və ya bükülmə kimi bir əyri şəklində görünə bilər. orijinal spirallər

Bakteriyaların davranış tərzi identifikasiya atributlarında da vacibdir:

  • Mədəniyyətin isti və ya soyuq bir mühitdə böyüməsi
  • Hüceyrələrin koloniya olub-olmaması
  • DNT testləri
  • Müxtəlif filtrlərə, kimyəvi maddələrə, elementlərə, qazlara və ya vəziyyətlərə məruz qaldıqda hüceyrə davranışı (yəni, susuzlaşdırma, Ph dəyişməsi)
  • Böyümə (yəni zaman keçdikcə Petri qabında nümunəni müşahidə etmək, ola bilsin ki, xarici şərtləri dəyişdirmək)

Bundan əlavə, bakteriyalar qram-müsbət və qram-mənfi olaraq ayrılır, bir ləkə ilə asanlıqla bir-birindən fərqlənir.

Xülasə

Prokaryot hüceyrələri mikrobiologiya və mikroskopiya ilə maraqlanan şəxslər üçün xüsusilə maraqlıdır.

Mürəkkəb mikroskop altında formaları ayırd etmək mümkün olsa da, hüceyrənin daxili detallarını müşahidə etmək üçün güclü elektron mikroskoplar tələb olunur. Monera və Arxeya Krallığına ayrılmış, prokaryotlar əsasən bakteriya hüceyrələrindən ibarətdir.

Ölçüsü 2-5 um arasında dəyişən bu təsirli birhüceyrəli orqanizmlər milyonlarla ildir ki, xəstəliklər nəticəsində bədnam olub, əksər eukaryotik orqanizmlər "yaxşı" bakteriyalar olmadan, o cümlədən insanlar olmadan mövcud ola bilməzdilər.

Tədqiqatçılar mikroskopiyadan istifadə edərək, onların uyğunlaşma və sağ qalma qabiliyyətlərini, insan orqanizminə necə kömək etdiklərini və yer üzünü yaxşılaşdırmaq üçün onlardan necə istifadə edəcəklərini anlamağa çalışırlar.

Eukaryotlar, Hüceyrə Bölünməsi və Hüceyrə Fərqliliyi və Birhüceyrəli Orqanizmlər haqqında daha çox oxumaq - Bakteriyalar, Göbələklər, Yosunlar və Arxeya haqqında daha çox müzakirə etmək.


Elektron mikroskopiyası

• Elektron mikroskoplar işıq mikroskoplarından qat-qat yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malikdir

Elektron mikroskoplar mikroskopik nümunələri böyütmək və həll etmək üçün elektromaqnitlər tərəfindən fokuslanmış elektron şüalarından istifadə edirlər.

  • Keçmə elektron mikroskoplar (TEM) obyektlərin yüksək ayırdedici en kəsiyini yaradır
  • Skan olunur elektron mikroskoplar (SEM) 3D-də obyektlərin səthini xəritələşdirmək üçün təkmilləşdirilmiş dərinlik göstərir

Elektron mikroskopların işıq mikroskopları ilə müqayisədə iki əsas üstünlüyü var:

  • Onlar daha yüksək böyütmə diapazonuna malikdirlər (daha kiçik strukturları aşkar edə bilirlər)
  • Onlar daha yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malikdirlər (daha aydın və ətraflı təsvirlər təqdim edə bilərlər)

Elektron mikroskopların bəzi çatışmazlıqları canlı nümunələri təbii rənglərdə göstərə bilməmələridir


Görüntü imkanı: İşıq və elektron mikroskopiya

elektron

Böyütmə: İşıq və elektron mikroskopiya

1.2.A.2 Prokaryotlar ikili parçalanma ilə bölünürlər

İkili parçalanma prokaryotik hüceyrələr tərəfindən istifadə edilən aseksual çoxalmanın bir formasıdır

İkili parçalanma prosesində:

  • Dairəvi DNT replikasiya siqnalına cavab olaraq kopyalanır
  • İki DNT döngəsi membrana bağlanır
  • Membran uzanır və sıxılır (sitokinez), iki hüceyrə əmələ gətirir

1.2.S.1 Elektron mikroqrafiklər əsasında prokaryotik hüceyrələrin ultrastrukturunun çəkilməsi
.[Prokaryotik hüceyrələrin rəsmlərində hüceyrə divarı, pili və flagella və 70S ribosomları və çılpaq DNT ilə nukleoidi ehtiva edən sitoplazmanı əhatə edən plazma membranı göstərilməlidir]

  • Hüceyrə divarı, pili, flagella, plazma membranı, sitoplazma, 70-ci illərin ribosomları və çılpaq DNT ilə nukleoid daxil olmaqla E.coli-nin ultrastrukturunu çəkin

1.2.S.2 Elektron mikroqrafiklər əsasında eukaryotik hüceyrələrin ultrastrukturunun çəkilməsi
[Eukaryotik hüceyrələrin rəsmlərində 80S ribosomları və sitoplazmada nüvə, mitoxondriya və digər membrana bağlı orqanoidləri olan sitoplazmanı əhatə edən plazma membranı göstərilməlidir. Bəzi eukaryotik hüceyrələrdə hüceyrə divarı var.]

  • Eukaryotik hüceyrələrin mikroqrafiklərində (plazma membranı, sitoplazma, sərbəst 80-ci illərin ribosomları, nüvə, kobud endoplazmik retikulum, Qolci aparatı, lizosom, mitoxondriya, xloroplast, vakuollar, veziküllər, flagellalar, mikrosentubuliyalar, ) xüsusiyyətləri tanımaq və strukturlarını müəyyən etmək hüceyrə divarı).
  • Mikroqrafı nəzərə alaraq, eukaryotik hüceyrənin ultrastrukturunu çəkin və etiketləyin.

Yuxarıdakı diaqramda çoxlu ribosomlar, kobud endoplazmatik retikulum (rER), lizosomlar, Golgi aparatı, bir çox mitoxondriya və nüvə olan qaraciyər hüceyrəsi kimi bir heyvan hüceyrəsi göstərilir.

Qaraciyər hüceyrələrində enerji üçün çoxlu mitoxondriya və ifraz etmək üçün ribosomları olan kobud endoplazmatik retikulum var.

  • Fərqli funksiyaları olan hüceyrələrin niyə fərqli strukturlara sahib olacağını izah edin.
  • Eukaryotik hüceyrənin mikroqrafında görünən ultrastrukturları müəyyənləşdirin.
  • Hüceyrənin mikroqrafiyasını nəzərə alaraq, mövcud strukturlara əsaslanaraq hüceyrənin funksiyasını çıxarın

Mikroqrafik nümunənin böyüdülmüş şəklini göstərmək üçün mikroskop vasitəsilə çəkilmiş foto və ya rəqəmsal şəkildir. Orqanoidlərin müəyyənedici strukturları olsa da, kəsiklərin yerindən asılı olaraq xüsusi formalar dəyişə bilər

Mitoxondriya – Çoxlu mitoxondriyaya malik hüceyrələr adətən enerji sərf edən prosesləri həyata keçirirlər (məsələn, neyronlar, əzələ hüceyrələri)
ER - Geniş ER şəbəkələri olan hüceyrələr ifrazat fəaliyyətini həyata keçirir (məsələn, plazma hüceyrələri, ekzokrin vəzi hüceyrələri)
Lizosomlar - Lizosomlarla zəngin hüceyrələr həzm proseslərini həyata keçirməyə meyllidirlər (məsələn, faqositlər)
Xloroplastlar - Xloroplastları olan hüceyrələr fotosintez keçir (məsələn, bitki yarpaq toxuması, lakin kök toxuması deyil)

Rəsm materialları: Bütün rəsmlər ağ, cizgisiz kağız üzərində kəskin karandaş xətti ilə aparılmalıdır. Qələmdəki diaqramlar qəbuledilməzdir, çünki onları düzəltmək mümkün deyil. Xətlər aydındır və ləkələnməmişdir. Kağızda demək olar ki, heç bir silinmə və ya boş iz yoxdur. Rəsmi yaxşılaşdırmaq üçün rəng diqqətlə istifadə olunur. Kölgə əvəzinə stippling istifadə olunur.

Mövqeləşdirmə: Səhifədə orta rəsm. Bir küncdə çəkməyin. Bu, etiketlərin əlavə edilməsi üçün çox yer buraxacaq.

Ölçü: Ən azı yarım səhifəni tutmalı olan böyük, aydın bir rəsm çəkin.

Etiketlər: Rəsmin kənarının sağına düz, üfüqi xətlər çəkmək üçün xətkeşdən istifadə edin. Etiketlər şaquli siyahı təşkil etməlidir. Bütün etiketlər çap edilməlidir (kursiv deyil).

Dəqiqlik: Orada olması lazım olanı deyil, görünənləri çəkin. “İdeallaşdırılmış” rəsmlər çəkməkdən çəkinin. Görünüş sahəsində görünən hər şeyi mütləq çəkməyin. Yalnız tələb olunanı çəkin. Quruluşun başa düşülməsi üçün lazım olan qədər göstərin - təfərrüatlı şəkildə göstərilən kiçik bir bölmə çox vaxt kifayət edəcəkdir. Məsələn, mikroskopik sahənin bütün məzmununu dəqiq şəkildə təkrarlamaq çox vaxt aparır və lazımsızdır. Aşağı güc planları çəkərkən fərdi hüceyrələr çəkməyin. Yalnız toxumaların paylanmasını göstərin. Yüksək güclü təsvirlər hazırlayarkən, divarların, membranların və s. qalınlığını göstərən yalnız bir neçə nümayəndəsi hüceyrə çəkin.

Texnika: Rəsm edərkən nümunənizə arxaya baxmağa davam edin. Mikroskopdan istifadə edirsinizsə, müşahidə edərkən daha çox təfərrüatı müşahidə etmək üçün böyütməni artırın və daha ümumi görünüş əldə etmək üçün böyütməni azaldın. Nümunənin müxtəlif dərinliklərində müşahidə etmək üçün mikroskopda fokuslanma nəzarətlərindən istifadə edin. Nümunəni yalnız bir hissəyə cəmləməyin. Əvvəlcə ümumi görünüşü müşahidə edin.

Başlıq: Başlıq nəyin çəkildiyini və hansı linzanın gücü ilə çəkildiyini göstərməlidir (məsələn, belə ifadə edilir: 400X böyütmə ilə çəkilmiş kimi). Başlıq informativdir, mərkəzləşdirilmişdir və digər mətnlərdən daha böyükdür. Başlıq həmişə elmi adı ehtiva etməlidir (yani kursivlə yazılmışdır və ya vurğuladı).

Ölçek: Rəsmin həyat ölçüsü ilə müqayisədə neçə dəfə böyük olduğunu və nisbi ölçüsü göstərən miqyas xəttini daxil edin. Böyütməni təyin etmək üçün tənlikdən istifadə edin:


Videoya baxın: antiplagiat sisteminin yeni interaktiv Oxşarlıq Hesabatının səsli təqdimatı (Yanvar 2022).