Презентация по биологии "Прокариоты"

Презентация на тему: Прокариоты
Выполнила учитель биологии
Чайко Е.В.

Все живые организмы в зависимости от структурно-функциональной организации генома делят на эукариотов и прокариотов (протокариотов).
Прокарио́ты (лат. Procaryota, от др.-греч. πρό «перед» и κάρυον «ядро»), или доя́дерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).

Для клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов. Тип питания осмотрофный и автотрофный (фотосинтез и хемосинтез). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид), не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (синезелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды.

Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства): бактерии (Bacteria) и археи (Archaea).

Характерные особенности прокариотов:

отсутствие чётко оформленного ядра;
наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей;
наличие структур, в которых происходит фотосинтез;
формы размножения: бесполый способ, имеется псевдополовой процесс (в результате которого происходит лишь обмен генетической информацией, без увеличения числа клеток);
размер рибосомы — 70S (по коэффициенту седиментации различают и рибосомы других типов, а также субчастицы и биополимеры, входящие в состав рибосом);
молекула ДНК уложена в виде петли и упакована без участия гистонов. Основная масса ДНК (95 %) активно транскрибируется в каждый данный момент времени.

Основная генетическая информация, необходимая для роста, развития и размножения П. о., сосредоточена у них в одной кольцевой нити ДНК, имеющей мол. вес (массу) от 0,5*109 (некоторые микоплазмы) до 8,6*109 (некоторые цианобактерии). Эта структура получила название прокариотной (бактериальной) хромосомы.

Особенность организации прокариотного генома состоит также в отсутствии многократно повторяющихся нуклеотидных последовательностей, вследствие чего почти все гены представлены в нем только в одной копии.

Хромосомная ДНК прокариот организована в клетках в виде структуры, получившей название нуклеоид (см. Бактерии). В клетках прокариот имеются внехромосомные генетические элементы — плазмиды (см.), сходные по молекулярной структуре и способу репликации (см.) с основной хромосомной ДНК.

П. о. отличаются от организмов, клетки которых обладают истинным ядром (т. е. от эукариот), не только отсутствием истинного ядра, но и специфическим составом, структурой и функцией клеточных стенок, мембран, отсутствием в клетках митохондрий, хлоропластов, сократительных вакуолей, лизосом, аппарата Гольджи и микротрубочек

Их характерным свойством является способность к синтезу таких органических соединений, как гликопептиды, липополисахариды, 16SpPHK, бифитанильные и дибифитанильные липиды, многие антибиотики, ферменты.

П. о. делят на 4 крупные группы — микоплазмы, грамположительные бактерии (фирмакуты), грамотрицательные бактерии (грациликуты) и архебактерии, представляющие собой отдельные филогенетические ветви П. о. Они существенно различаются строением и хим. составом клеточных стенок, мембран, размерами геномов, составом и последовательностью нуклеотидов в 16SpРНК, функциональной специфичностью генетического аппарата транскрипции и трансляции, специфичностью состава и регуляции ферментов и коферментов и др.

Микоплазмы — это П. о. родов сем. Mycoplasmataceae (см.). Микоплазмы лишены клеточной стенки и окружены трехслойной мембранной оболочкой.

Группа грамположительных бактерий (см.) объединяет спорообразующие аэробные бактерии (см. Анаэробы, Аэробы), лактобациллы (см. Молочнокислые бактерии) и некоторые кокки (см.).

Группа грамотрицательных бактерий морфологически наиболее разнообразна. Она включает цианобактерии, или сине-зеленые водоросли (см.), анаэробные фототрофные бактерии, энтеробактерии, миксобактерии, почкующиеся бактерии, простекобактерии, спирохеты, другие гетеротрофные палочки, спириллы, вибрионы , риккетсии и кокки.

Архебактерии резко отличаются от остальных групп П. о. по составу олигонуклеотидов в 16 Sp РНК, набору уникальных коэнзимов, бифитанильных липидов; обладают способностью к метаногенезу; у них особым путем осуществляется фиксация углекислого газа. К архебактериям относят метанобразующие бактерии, ацидофильные сероокисляющие бактерии рода Sulfolobus, экстремальные галофилы (Halobacterium) и термоацидофильные микоплазмы (Thermoplasma). Некоторые исследователи вообще рассматривают архебактерии как третью форму развития жизни, особое царство живых организмов, отличающихся от царства эукариот и эубактерий.

Одна из главных задач исследования эволюции жизни на Земле – проблемаэволюционных взаимоотношений 3 доменов жизни: Бактерий, Археев и Эукариот исоздание универсального дерева жизни. Предполагается, что Археи и Эукариоты имеют общего предка, отличного от Бактерий. Предполагается, что первой самореплицирующейся молекулой была РНК, она была основой первых примитивных клеток.

Изучение бактерий привело к открытию горизонтального переноса генов, который был описан в Японии в 1959 году. Этот процесс широко распространён среди прокариот, а также у некоторых эукариот. Открытие горизонтального переноса генов у прокариот заставило по-другому взглянуть на эволюцию жизни. Ранее эволюционная теория базировалась на том, что виды не могут обмениваться наследственной информацией. Прокариоты могут обмениваться генами между собой непосредственно (конъюгация, трансформация) а также с помощью вирусов — бактериофагов (трансдукция).

Эволюция трех доменов живого:Археобактерий,Эубактерий и Эукариот
3 домена жизни.Лишь в последние десятилетия с развитием молекулярной генетики, появилась возможность исследования нуклеотидных и аминокислотных последовательностей. В 1977 Карл Войес и Джордж Фокс, исследуя малые субъединицы рРНК, разделили живое на три домена: Археи, Бактерии и Эукариоты. Сиквенс рРНК позволяет определить эволюционное расстояние между организмами. Скорее всего, Археи и Эукариоты эволюционировали независимо от Бактерий, имея одного на 3 группы общего предка.

Другая гипотеза предполагает, что Бактерии и Эукариоты формировались отдельно, Археи – составная группа организмов, включающая эволюционировавших представителей 2 других. Часть генов Археев аналогична Эукариотам, еще больше – Бактериям, другое объяснение: происхождение Эукариот от слияния древних Археев с бактериальнымиклетками. Гипотеза слияния геномов предполагает слияние древней архейной клетки с клеткой примитивной грамотрицательной протеобактерии. Слияние геномов объясняет происхождение ядра и присутствие у Эукариотов генов Архей и Бактерий одновременно.

Эндосимбиотическая теория
В отличие от дискуссионной гипотезы слияния геномов, эндосимбиотическая гипотеза принята в качестве объяснения происхождения хлоропластов и митохондрий. Оба органоида имеют бактериальные рибосомы и кольцевую хромосому. Альфа-протеобактерия Rickettsia prowazekii облигатный внутриклеточный паразит, геном которого очень близок к геному митохондрий. Аналогично, происхождение хлоропластов связывается с эндосимбиозом цианобактерий Prochloron, единственный прокариот, имеющий хлорофилл а и b.

В последнее время гипотеза была дополнена данными о эндосимбиотическом происхождении гидрогеносом. Анаэробные альфа-протеобактерии продуцирующие водород и СО2 в процессе брожения образовали гидрогеносомы. Вероятно, митохондрия и гидрогеносома являются аэробной и анаэробной вариациями, имеющими общего предка.

Ряд видов П. о. является возбудителями инф. болезней человека; некоторые грамположительные бактерии — возбудителями таких заболеваний, как ботулизм (см.), пневмония , сибирская язва , туберкулез и др.; грамотрицательные бактерии — возбудителями таких заболеваний, как брюшной тиф, гастроэнтериты , гонорея , дизентерия , дифтерия , менингит , сифилис, туляремия, холера , чума и т. д.

Среди архебактерий болезнетворных форм не найдено.
Многие грамположительные и грамотрицательные бактерии используются в качестве продуцентов антибиотиков, витаминов , ферментов , противоопухолевых средств и противолучевых веществ.
Прокариотам принадлежит важная роль в кругообороте веществ в биосфере. В частности, П. о. способны к минерализации органических остатков, анаэробному фотосинтезу, метанообразованию, диссимиляторному восстановлению сульфатов, элементарной серы, ее недоокисленных соединений и др.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!