evkariontov, oz Jedrska (lat. evkarionta od grškiεύ- - dobro in κάρυον - jedro) - domena (superrealm)živ organizmi, celice ki vsebujejo jedra. Vsi organizmi razen bakterije in arhajski, so jedrske ( virusi in viroidi tudi niso evkarionti, vendar jih vsi biologi ne štejejo za žive organizme).
Geni za odpornost proti antibiotikom ali postopna neučinkovitost antibiotikov v populacijah se pogosto prenesejo na plazmide. Če se ti plazmidi prenesejo iz odpornih celic v nenasičene celice, bakterijska okužba v populacijah lahko postane veliko težje nadzorovati.
Prokariontske celice se pogosto obravnavajo kot "preprostejše" ali "manj kompleksne" kot evkariontske celice. Prokariontske celice imajo običajno manj vidnih struktur in strukture, ki jih imajo, so manjše od evkariontske celice. Samo zato, ker so prokariontske celice videti "preproste", ne pomeni, da so na kakršen koli način slabše ali manjvredne od evkariontskih celic in organizmov. Sprejemanje te predpostavke lahko povzroči resne težave.
Živali, rastline, gobe, pa tudi skupine organizmov pod splošnim imenom protista Vsi so evkariontski organizmi. Lahko so enocelični in večcelični ampak vsi imajo splošni načrt celične strukture. Menijo, da imajo vsi ti različni organizmi skupen izvor, zato jedrska skupina velja za monofiletsko takson najvišji čin. Po najpogostejših hipotezah so se evkarionti pojavili pred 1,5–2 milijardama let. igral pomembno vlogo pri evoluciji evkariontov simbiogeneza - simbioza med evkariontsko celico, ki očitno že ima jedro in je sposobna fagocitoza, in jo ta celica absorbira bakterije- predhodniki mitohondrije in plastide.
Biologi zdaj spoznavajo, da so bakterije sposobne komunicirati in sodelovati med seboj na ravni sofisticiranosti, ki tekmuje s katerim koli komunikacijskim sistemom, ki so ga kdaj ustvarili ljudje. Poleg tega lahko nekatere arhejske celice uspevajo v tako neugodnih okoljih, da nobena evkariontska celica ne more preživeti več kot nekaj sekund. Poskušaš živeti v vročem izviru slano jezero, vulkan ali celo globoko pod zemljo. Prokariontske celice so tudi sposobne čistiti snovi, o katerih so lahko evkariontske celice le sanjale, deloma zaradi svoje povečane preprostosti.
Zgradba evkariontske celice
Evkariontske celice so v povprečju veliko večje prokariontski, razlika v glasnosti doseže tisočkrat. Evkariontske celice vključujejo približno ducat vrst različne strukture poznan kot organele(oz organele, ki pa nekoliko popači prvotni pomen tega izraza), od katerih jih je veliko ločenih od citoplazme z eno ali več membranami (v prokariontske celice notranji organeli, obdani z membrano, so redki). Jedro- to je del celice, obdan z dvojno membrano (dvema osnovnima membranama) pri evkariontih in vsebuje genetski material: molekule DNK, "zapakirano" v kromosomi. Jedro je običajno eno, obstajajo pa tudi večjedrne celice.
Glavne razlike med pro- in evkarionti
Biti večji in bolj zapleten ni vedno boljši. Te celice in organizmi so prav tako prilagojeni lokalnim razmeram kot kateri koli evkariont in so se v tem smislu »razvili« na enak način kot kateri koli drug živ organizem na Zemlji. Ena vrsta bakterijske komunikacije, znana tudi kot občutljivost kvoruma, je uporaba majhnih kemičnih signalov za štetje bakterij.
Mnoge celice nimajo mitohondrijev. Mitohondrij, organela, ki pomaga pri ustvarjanju energije za celico, najdemo le pri evkariontih, organizmih z relativno velikimi, kompleksnimi celicami. Ti organizmi so v nasprotju s prokarionti, ki nimajo mitohondrijskih membranskih organelov. Evkarionti vključujejo vse od enoceličnega paramecija do rastlin, gliv in živali. Skratka, veliko celic ima mitohondrije in veliko dna in razlika je pomembna.
Razdelitev na kraljestva
Obstaja več možnosti za razdelitev nadkraljestva evkariontov na kraljestva. Kraljestva so bila prva rastline in živali. Nato je bilo dodeljeno kraljestvo gobe, ki ga zaradi biokemičnih značilnosti po mnenju večine biologov ne moremo pripisati nobenemu od teh kraljestev. Tudi nekateri avtorji razlikujejo kraljestva praživali,miksomicete, kromasti. Nekateri sistemi imajo do 20 kraljestev. Po sistemu Thomas Cavalier-Smith Vse evkarionte delimo na dva monofiletska taksona - Unikonta in Bikonta . Položaj takih evkariontov, kot je kolodikcija (kolodikcija) In difileja , trenutno ni definirano.
S tem ko so telesu omogočili uporabo kisika, so mitohondriji bolj podpirali evolucijo kompleksen organizem. Znanstveniki verjamejo, da se je mitohondrij pravzaprav začel kot prostoživeči organizem, ki ga je zajela druga celica. Namesto prebave velika kletka je v sebi vseboval mitohondrije prednikov, ki so zagotavljali hrano in zavetje, medtem ko so premitohondriji gostiteljski celici dali možnost uporabe kisika. Sčasoma so mitohondriji izgubili sposobnost življenja zunaj gostiteljske celice in obratno.
Evkarionti brez mitohondrijev
Znanstveniki to idejo imenujejo "teorija endosimbioze". Relativno preprosti organizmi, kot so bakterije in arheje, spadajo v kategorijo življenja, imenovano prokarionti. Prokarionti nimajo večine struktur, ki jih najdemo v evkariontih, vključno z vsemi membranskimi organeli. To vključuje mitohondrije in jedro. Ker bakterije nimajo mitohondrijev, jih velika večina ne more tako učinkovito uporabljati kisika kot evkarionti. Za razliko od prokariontov jih imajo evkarionti več kompleksna struktura, vključno z membransko vezanimi organeli, kot so mitohondriji.
Razlike med evkarionti in prokarionti
Najpomembnejša, temeljna lastnost evkariontskih celic je povezana z lokacijo genetskega aparata v celici. Genetski aparat vseh evkariontov se nahaja v jedru in je zaščiten z jedrno membrano (v grščini "evkariont" pomeni imeti jedro). DNK evkarionti so linearni (pri prokariontih je DNK krožna in se nahaja v posebnem predelu celice - nukleoid ki ni ločen z membrano od preostale citoplazme). Povezan je z beljakovinami histoni in druge kromosomske beljakovine, ki jih bakterije nimajo.
Večina evkariontov ima mitohondrije in vsi večcelični evkarionti. Vendar pa več enoločnih evkariontov nima mitohondrijev. Vse te vrste evkariontov živijo kot paraziti. Ti posebni evkarionti naj bi izhajali iz primitivnih evkariontov, ki nikoli niso imeli mitohondrijev ali pa so imeli "sekundarno izgubo", kar pomeni, da so njihovi predniki na neki točki imeli mitohondrije, a so jih pozneje izgubili. Poleg tega nekateri večcelični evkarionti v nekaterih celicah nimajo mitohondrijev.
Na primer, človeškim rdečim krvnim celicam primanjkuje mitohondrijev, ki bodisi zmanjša velikost celic bodisi jim prepreči uporabo kisika, ki ga prenašajo. Pomembnih je več drugih evkariontskih organelov skupne značilnosti z mitohondriji. Kloroplast je zelo podoben. Pravzaprav se verjame, da so se kloroplasti razvili iz modrozelenih alg, ki so sčasoma izgubile sposobnost življenja zunaj celic, kot so mitohondriji. Kloroplasti omogočajo uporabo nekaterim evkariontom, kot so rastline in alge sončna svetloba zagotoviti energijo in kisik za svoje celice, ki ju nato uporabijo njihovi mitohondriji.
V življenjskem ciklu evkariontov običajno obstajata dve jedrski fazi (haplofaza in diplofaza). Za prvo fazo je značilen haploiden (enojni) nabor kromosomov, nato pa se združita dva haploidne celice(ali dve jedri) tvorita diploidno celico (jedro), ki vsebuje dvojno (diploidno) množico kromosomov. Včasih ob naslednji delitvi, pogosteje pa po več delitvah, postane celica spet haploidna. Takšna življenski krog in na splošno diploidija ni značilna za prokarionte.
Poleg tega ima hidrogenosom podobno vlogo kot mitohondriji, vendar deluje v pogojih, ki niso ugodni za kisik. Prvotno so bili znani kot glive in enocelični evkarionti, vendar so jih pred kratkim odkrili pri zelo majhnih, preprostih živalih, ki živijo v morskem dnu, ki je revno s kisikom.
Da, to besedilo je nekoliko daljše kot običajno. Je pa krajša od knjige. Ponuja vam predlog: tukaj lahko v obvladljivem času doživite nekaj, kar vam sicer omogoča le branje knjige, namreč da se iz branja vrnete s popolnoma novimi idejami o obsežni temi.
Tretja, morda najbolj zanimiva razlika, je prisotnost posebnih organelov v evkariontskih celicah, ki imajo svoj genetski aparat, se razmnožujejo z delitvijo in so obdane z membrano. Ti organeli so mitohondrije in plastide. Po svoji strukturi in dejavnosti so presenetljivo podobni bakterije. Ta okoliščina je sodobne znanstvenike spodbudila k ideji, da so takšni organizmi potomci bakterij, ki so vstopile v simbiotsko odnos z evkarionti. Za prokarionte je značilno majhno število organelov in nobeden od njih ni obdan z dvojno membrano. V prokariontskih celicah ni endoplazmatskega retikuluma, Golgijevega aparata ali lizosomov.
Kdo so evkarionti
Veliko tega se ne bo ujemalo z vašo trenutno predstavo o evoluciji in vas bo presenetilo. Tukaj je nekaj ključnih besed, o katerih govorimo. Črte v »rodovniku« evolucije se ne samo razvejajo, ampak tudi stečejo skupaj: oba postaneta eno. In tako družinsko drevo ni drevo. v evkariontski celici se več drugih celic prilega ena v drugo, kot pri ruski lutki. In morda ste veliko bolj naličeni na preprost način- živi mozaik. "Konkurenca" in preživetje najmočnejšega sta razvoj le enega izmed drugih principov. Skupaj je enako pomembno kot drug proti drugemu. . Prav tako tihotapi viruse in harpunira žarnjake, bele krvničke in nevrone, ruske simbiogenetike in grdo bengalsko smokvo.
Še ena pomembna razlika med prokarionti in evkarionti – prisotnost pri evkariontih endocitoza, vključno s številnimi skupinami fagocitoza. Fagocitoza (dobesedno "prehranjevanje s celico") je sposobnost evkariontskih celic, da zajamejo, zaprejo v membranske vezikle in prebavijo različne trdne delce. Ta proces zagotavlja pomembno zaščitno funkcijo v telesu. Prvič je bil odprt I. I. Mečnikov pri morskih zvezdah. Pojav fagocitoze pri evkariontih je najverjetneje povezan s povprečnimi velikostmi (več o razlikah v velikosti spodaj). Velikost prokariontskih celic je nesorazmerno manjša, zato so se v procesu evolucijskega razvoja evkariontov soočili s problemom oskrbe telesa z veliko količino hrane. Tako se med evkarionti pojavijo prvi pravi, mobilni organizmi. plenilci.
In pomembno je, da znamo vse to ceniti: navsezadnje smo tudi sami vsi živi in zato del evolucije. Pojavi se pred našimi očmi nov videz razmišljanje, ki ima tisto, kar je potrebno, da spremeni naš pogled na svet daleč onkraj biologije, in komaj kdo bi izgledal tako. Pogosto so stvari zelo drugačne, kot si mislite. To velja tudi za življenje, torej za življenje, za biološko – torej za vsa drevesa in trave, ptice, črve in bakterije, ki so okoli nas in seveda za nas same.
Običajno ljudje mislijo, da se vsa živa bitja nekako razširijo v ravni liniji, na črtah z vejami na levo in desno: ptice iz dinozavrov, ljudje iz opic, rastline iz alg in vse hkrati iz primitivna celica ali iz več. Če si ga poskušate predstavljati kot celoto, preden notranje oko pojavi se drevo. Debel, grčav hrast, ki se dviga v vejah za različni tipi in nekje tam notri počepnemo, človek.
Večina bakterij ima celične stene, drugačen od evkariontskega (nimajo ga vsi evkarionti). Pri prokariontih je to močna struktura, sestavljena predvsem iz mureina(pri arhejah iz psevdomureina). Zgradba mureina je taka, da je vsaka celica obdana s posebno mrežasto vrečko, ki je ena ogromna molekula. Mnogi evkarionti imajo celične stene protista, gobe in rastline. Pri glivah je sestavljen iz hitin in glukani, y nižje rastline- od celuloza in glikoproteini, diatomeje sintetizirajo celično steno iz silicijeve kisline, v višje rastline sestavljen je iz celuloze, hemiceluloze in pektin. Očitno je za večje evkariontske celice postalo nemogoče ustvariti celično steno iz ene same molekule z visoko trdnostjo. Ta okoliščina bi lahko prisilila evkarionte k uporabi drugačnega materiala za celično steno. Druga razlaga je, da je skupni prednik evkariontov v povezavi s prehodom v plenilstvo izgubil celično steno, nato pa so bili izgubljeni tudi geni, odgovorni za sintezo mureina. Ko se del evkariontov vrne v osmotrofni prehrane se je celična stena ponovno pojavila, vendar na drugačni biokemični podlagi.
Takšna struktura je verjetno neizogibna, ko slišimo besedo "evolucija". In če se potem pojavi vprašanje, kaj povzroča, da to drevo vzklije in raste, potem še preden se o tem vprašanju sploh pomisli, v boju za obstoj, v preživetju najmočnejšega, v vsej znani ideji tekmovanja in, seveda v mutaciji in izbiri. Torej ste v Darwinovih teorijah. Natančneje: v svoji sodobni sofisticiranosti Darwin ni vedel ničesar o mutaciji - in njihovi nekoliko surovi obliki, podobni gravuri. Toda ko poskušate predstaviti nekaj zapletenega, kot je evolucija na splošno, postane vedno nekoliko grobo.
Tudi metabolizem bakterij je raznolik. Na splošno obstajajo štiri vrste prehrane in vse najdemo med bakterijami. To so fotoavtotrofi, fotoheterotrofi, kemoavtotrofi, kemoheterotrofi (fototrofi uporabljajo energijo sončne svetlobe, kemotrofi uporabljajo kemično energijo). Evkarionti pa bodisi sami sintetizirajo energijo iz sončne svetlobe ali pa uporabljajo že pripravljeno energijo tega izvora. To je lahko posledica pojava plenilcev med evkarionti, katerih potreba po sintezi energije je izginila.
In v veliki meri se strinjate s temi idejami. Ker vse to - mutacija in selekcija, linije razvejanih vrst, konkurenca - zagotovo igra pomembno vlogo v razvoju vrste. Sicer pa se motite. Ker je zelo malo, kot so pokazale nedavne študije, bistveno drugačnega v svojem razvoju, kot nakazuje velika slika Darwina.
Njegovo glavno delo, O izvoru vrst, je izšlo več kot 20 let pozneje. Ali ni vedno sum? Tudi če se v skoraj štirih milijardah let, kolikor se sumi, zgodi marsikaj, na zemlji obstaja življenje. Drevo razvejanih vrst: v evoluciji celic jih na primer ni. Oziroma, natančneje, v družinsko drevo celice nimajo samo bifurkacij, ampak tudi veje rastejo druga v drugi. In to je veliko bolj pomembno za njihov razvoj.
Druga razlika je struktura flagele. Pri bakterijah so tanke - le 15–20 nm v premeru. To so votle niti beljakovin. flagelin. Zgradba evkariontskih bičkov je veliko bolj zapletena. So celični izrastek, obdan z membrano in vsebuje citoskelet (aksonem) iz devetih parov perifernih mikrotubulov in dveh mikrotubulov v središču. V nasprotju z rotirajočimi prokariontskimi bički se evkariontske bičke upogibajo ali zvijajo.
Celice obstajajo v dveh različne možnosti: obstajajo celice brez jedra in celice z jedrom, prokariontske in evkariontske celice. Vse iz evkariontskih celic višji organizmi seveda, mi sami. Prokariontske celice so bakterijske celice.
Primerjava zgradbe prokariontov bakterijska celica in evkariontske celice. Poleg vprašanja "z ali brez jedra?" Med tipoma celic je še več razlik. Evkariontske celice so kompleksnejše in večje, predvsem pa je v notranjosti nekaj, kar v prokariontskih celicah ne obstaja: evkariontske celice imajo mitohondrije in če so rastlinske celice, kloroplasti.
Dve skupini organizmov, ki ju obravnavamo, se, kot že rečeno, močno razlikujeta po povprečni velikosti. Premer prokariontske celice je običajno 0,5–10 µm, medtem ko je isti indikator pri evkariontih 10–100 µm. Prostornina takšne celice je 1000-10000-krat večja od prostornine prokariontske celice.
Ribosomi prokarionti so majhni (tip 70S). Evkariontske celice vsebujejo tako večje ribosome tipa 80S, ki se nahajajo v citoplazmi, kot ribosome prokariontskega tipa 70s, ki se nahajajo v mitohondrijih in plastidih.
Tako kloroplasti kot mitohondriji so majhna ovalna telesa v citoplazmi, ki se uporabljajo za ustvarjanje energije. Kloroplaste, v katerih se nahaja zeleni klorofil, lahko opazujemo vsak dan v skoraj astronomskem številu, saj med fotosintezo pretvarjajo sončno svetlobo v kemično energijo. Mitohondriji in kloroplasti so za evkariontske celice enako pomembni kot za sam želodec ali črevesje.
Dolgo časa je veljalo, da so evkariontske celice nadaljnji razvoj prokariontskih, torej malo naprej ali na vrhu iste evolucijske veje. Menili so, da so se mitohondriji in kloroplasti med evolucijo razvili v sami celici, npr. celična membrana, invaginiran v notranjosti, v nekakšno vrečko, v kateri ustrezni biokemični procesi.
Očitno je tudi čas nastanka teh skupin različen. Prvi prokarionti so nastali v procesu evolucije pred približno 3,5 milijarde let, evkariontski organizmi pa so iz njih nastali pred približno 1,2 milijarde let.
Za vse vrste evkariontov sta značilni obe vrsti razmnoževanja. 1) Nespolno razmnoževanje: -enocelično: -mitotska delitev; - shizogonija (večkratna delitev); - brstenje; - tvorba spor; - mnogocelični: - vegetativno razmnoževanje; - tvorba spor. 2) Spolno razmnoževanje: enocelično: - konjugacija (spolni proces, ki nastane pri združitvi dveh vegetativnih celic); -kopulacija (proces zlitja dveh zarodnih celic ali dveh osebkov); mnogocelični: - brez oploditve; - z oploditvijo.
Vendar, kot vemo danes, temu ni tako. Niti mitohondriji niti kloroplasti sploh ne pripadajo celici. Dodani so bili od zunaj. Nekoč so bile samostojna živa bitja, namreč bakterije, torej prokariontske celice. Zgodba je šla takole. Vklopljeno v zgodnji fazi V evoluciji so pred približno 1,5-2 milijardama let predhodniki sodobnih mitohondrijev in kloroplastov – takrat samostojnih bakterij – prišli v stik s predhodniki današnjih evkariontskih celic v vseprisotnem.
Ti predkloroplasti in predmitohondriji so verjetno celo služili kot hrana za evkariontsko prekurzorsko celico. Vendar pa v nekaterih primerih obrok morda ni dokončan. Zdi se, da to sodelovanje dobro deluje. Partnerja vztrajala skupaj do danes, je prva žrtev postal fiksni funkcionalni del celice – celični organel. Čeprav ne moremo rekonstruirati podrobnosti takratnih dogodkov, zagotovo vemo iz genetskega testiranja, da je prišlo do takšne združitve.
Evkarionti so najbolj napredni urejeni organizmi. V našem članku bomo preučili, kateri predstavniki divjih živali spadajo v to skupino in katere značilnosti organizacije so jim omogočile, da zavzamejo prevladujoč položaj v organskem svetu.
Kdo so evkarionti
Po definiciji pojma so evkarionti organizmi, katerih celice vsebujejo oblikovano jedro. Sem sodijo naslednja kraljestva: rastline, živali, gobe. In ni pomembno, kako kompleksno je njihovo telo. Mikroskopske amebe, kolonije Volvox, vse so evkarionti.
Čeprav so lahko celice pravih tkiv včasih brez jedra. Ni ga na primer v eritrocitih. Namesto tega ta krvna celica vsebuje hemoglobin, ki prenaša kisik in ogljikov dioksid. Takšne celice vsebujejo jedro le na prvih stopnjah svojega razvoja. Takrat se ta organela uniči, hkrati pa se izgubi sposobnost celotne strukture za delitev. Zato takšne celice po opravljanju svojih funkcij umrejo.
Zgradba evkariontov
Vse evkariontske celice imajo jedro. In včasih niti enega. Ta dvomembranski organel vsebuje v svoji matriki genetske informacije, šifrirane v obliki molekul DNK. Jedro je sestavljeno iz površinskega aparata, ki zagotavlja transport snovi, in matrice - njene notranje okolje. Glavna funkcija te strukture je shranjevanje dednih informacij in njihov prenos v hčerinske celice, ki nastanejo kot posledica delitve.
Notranje okolje jedra predstavlja več komponent. Najprej je to karioplazma. Vsebuje nukleole in kromatinske niti. Slednji so sestavljeni iz beljakovin in nukleinskih kislin. Med njihovo spiralizacijo nastanejo kromosomi. So neposredni nosilci genetske informacije. Evkarionti so organizmi, v katerih se v nekaterih primerih lahko tvorita dve vrsti jeder: vegetativno in generativno. Osupljiv primer tega je infuzorija. Njegova generativna jedra skrbijo za ohranjanje in prenos genotipa, vegetativna jedra pa uravnavajo
Glavne razlike med pro- in evkarionti
Prokarionti nimajo dobro oblikovanega jedra. Ta skupina organizmov vključuje samo eno - bakterije. Toda takšna značilnost strukture sploh ne pomeni, da v celicah teh organizmov ni nosilcev genetske informacije. Bakterije vsebujejo krožne molekule DNK – plazmide. Vendar se nahajajo v obliki grozdov v določeno mesto citoplazmi in nimajo skupne membrane. Ta struktura se imenuje nukleoid. Obstaja še ena razlika. DNK v prokariontskih celicah ni povezana z jedrnimi proteini. Znanstveniki so ugotovili obstoj plazmidov v evkariontskih celicah. Najdemo jih v nekaterih polavtonomnih organelih, kot so plastidi in mitohondriji.
progresivne gradbene lastnosti
Evkarionti vključujejo organizme, ki se razlikujejo po kompleksnejših strukturnih značilnostih na vseh ravneh organizacije. Najprej se to nanaša na način razmnoževanja. Bakterijski nukleoid zagotavlja najpreprostejši od njih - v dveh. Evkarionti so organizmi, ki so sposobni vseh vrst razmnoževanja svoje vrste: spolnega in nespolnega, partenogeneze, konjugacije. To zagotavlja izmenjavo genetskih informacij, videz in fiksacijo v genotipu števila uporabne lastnosti in s tem boljše prilagajanje organizmov na nenehno spreminjajoče se razmere okolju. Ta lastnost je evkariontom omogočila prevladujoč položaj v sistemu organskega sveta.
Torej, evkarionti so organizmi, v celicah katerih je oblikovano jedro. Sem spadajo rastline, živali in glive. Prisotnost jedra je progresivna značilnost strukture, ki zagotavlja visoka stopnja razvoj in prilagajanje.