Развернутое определение живой клетки.

Развернутое определение органической жизни

Ранее понятие жизни рассматривалось на основе целесообразности (Берг), термодинамики (Бауэр), информатики (Шредингер), органической химии (Бернал), теории конкурентной эволюции (NASA).

Органическая жизнь – это потенциально неограниченная экспансия полинуклеотидных матриц, копирование которых происходит в клетках, или мультивариантных мембранных компартментах, способных к самовоспроизведению.

Живая клетка – это микрокомпартмент для хранения и воспроизведения генетической информации. Его важнейшими и незаменимыми компонентами являются:ограничивающая мембрана; геном, в котором закодирована белоксинтезирующая система; клонированная популяция рибосом. Этими атрибутами обладает элементарная клетка, или монада.

Важнейшие части живой клетки.

Ее важнейшими и незаменимыми компонентами являются:ограничивающая мембрана; геном, в котором закодирована белоксинтезирующая система; клонированная популяция рибосом и цитоплазма (аморфна, поэтому иногда не выделяется в отдельную часть клетки)

Классификация живых клеток на фенотипической основе.

Живые клетки по фенотипу делятся на монады и химеры. Эти понятия имеют концептуальное значение для цитологии. Клетка-монада-элементарная единица жизни, собственно клетка. Ее атрибуты:цитоплазматическая мембрана, геном, клонированная популяция рибосом, аморфная цитоплазма. Монады, обладающие собственным мембранным барьером, индивидуальным геномом и клонированной популяцией рибосом, могут быть только двух типов:эукариотная и прокариотная монада. Монады могут образовывать сообщества=полимонады. Сообщество монад с одинаковым геномом=консорциум.

Химера-эндосимбиотическая система, в случае которой прокариотная монада поселяется внутри эукариотной монады.Они становятся настолько зависимыми, что уже не могут существовать по отдельности. Так в эволюции возникли хлоропласты и митохондрии. Эндосимбиотическая ассоциация прокариотной и эукариотной монады – простая химера. (термин предложил Тейлор) Простая химера, образованная эукариотной монадой и хемотрофной прокариотной монадой, называется диадой. Простая химера, образованная эукариотной монадой, хемотрофной и фототрофной прокариотными монадами – триада. Ассоциации триад и диад – политриады и полидиады.

Если одна химера поселяется в другой – это сложная химера. (фототрофные протисты с сохраненным нуклеоморфом) Ассоциации сложных химер – бурые, золотистые и желто-зеленые водоросли.

Классификация живых клеток на филогенетической основе.

Филогенетически выделяют 3 домена:Bacteria, Archaea и Eucarya.

В настоящее время рассматриваются две гипотезы о происхождении эукариотов.

Первая (К.Воз):бактерии дивергировали с общим предком архей и эукариотов. Предки эукариотов имели такое же строение, как археи. Позднее они приобрели вакуом, цитоскелет, ядро. Ядерный геном имеет химерную природу.

Вторая(Вернер Циллиг):химерная природа ядерного генома объясняется симбиотическим слиянием двух прокариотных линий. Похожая точка зрения:ядро появилось как результат фагоцитоза археотной клетки бактерией.

Противоположная точка зрения:амитохондриальные протисты не являются прямыми потомками архаичных эукариотов (у их предков были митохондрии, но утратились в процессе эволюции)

Гипотеза о протоклетке, стоящей в основании глобального филогенетического древа, гласит, что протоклетки сменили в эволюции мир молекулярных существ.

Развернутое определение прокариотов.

Прокариоты -неядерные монады, из которых состоят филогенетические домены Bacteria и Archaea, органеллы которых полифункциональны, эндомембраны напрямую способны взаимодействовать с клеточной мембраной, а энергетический и конструктивный метаболизм обладает высокой активностью.

Развернутое определение эукариотов.

Эукариоты -это ядерные монады, из которых состоит филогенетический домен Eucarya, которые принципиально отличаются от прокариотов общим планом строения мембранной системы, т.е. способом компартментализации клетки, и характеризуются наличием ядерной оболочки, монофилетичностью и вакуомом (совокупностью компартментов, сообщающихся посредством везикулярного транспорта), не способным напрямую взаимодействовать с клеточной мембраной.

Общий план строения прокариотной клетки.

Прокариотная клетка включает:

-цитоплазматическую мембрану (не обязательна, есть не у всех и образуется не постоянно)

-отсутствие любых ядерных образований. ДНК свободно лежит в цитоплазме

-внутриклеточные мембраны могут быть четырех типов:сферы(=везикулы, чаще всего), трубки, пластины, диски. Никогда не сочетаются вместе:у каждой бактерии один определенный тип мембран. Связаны друг с другом анастамозами

-существование прямой связи между клеточной мембраной и цитоплазм.мембраной с помощью трубок-перемычек. При наличии внутриклет.мембран функция обработки энергии отдается целиком им, цитоплазм.мембрана в этом не участвует

-малую форму клетки прокариот:обусловлена особенностями «штучного» транспорта веществ в клетку(для каждой молекулы – свой переносчик). Требуется как можно большее соотношение площади пов-ти тела к объему клетки

-полное отсутствие клеточных симбионтов

-возможно наличие наружной мембраны и муреиновой клет.стенки (ригидных слоев)

Общий план строения эукариотной клетки.

-имеет плазмалемму, цитоскелет, вакуом (мембранные компатменты), четко выраженное ядро с пористой ядерной оболочкой (незамкнутый компартмент)

-всегда характерно наличие внутриклеточных мембран

-может иметь внутриклеточных симбионтов, митоходрии (домашние пурпурные бактерии) или хлоропласты (домашние цианобактерии)

-между вакуомом и клеточной мембраной никогда нет устойчивой связи

-муреиновая клеточная стенка нехарактерна и почти не встречается (исключение-микоиды)