במה נבדלים פרוקריוטים מאוקריוטים בקצרה. המבנה של תאים פרוקריוטים ואיקריוטים. מרכיבים מבניים של תא איקריוטי
כל היצורים החיים על פני כדור הארץ מחולקים לשתי קבוצות: פרוקריוטים ואיקריוטים.
- אוקריוטים הם צמחים, בעלי חיים ופטריות.
- פרוקריוטים הם חיידקים (כולל ציאנובקטריה, המכונה גם אצה כחולה-ירוקה).
ההבדל העיקרי
לפרוקריוטים אין גרעין, DNA מעגלי (כרומוזום מעגלי) ממוקם ישירות בציטופלזמה (קטע זה של הציטופלזמה נקרא נוקלואיד).
לאוקריוטים יש גרעין נוצר(מידע תורשתי [DNA] מופרד מהציטופלזמה על ידי המעטפת הגרעינית).
הבדלים נוספים
1) היות ולפרוקריוטות אין גרעין, אז אין מיטוזה/מיוזה. חיידקים מתרבים על ידי חלוקה לשניים ("חלוקה ישירה", בניגוד לחלוקה "עקיפה" - מיטוזה).
2) בפרוקריוטים, הריבוזומים קטנים (70S), ובאאוקריוטים הם גדולים (80S).
3) לאוקריוטים יש אברונים רבים: מיטוכונדריה, רטיקולום אנדופלזמי, מרכז תאים וכו'.
במקום אברוני ממברנה, לפרוקריוטים יש מזוזומים - תולדות של קרום הפלזמה, בדומה לקריסטות המיטוכונדריה.
4) תא פרוקריוטי קטן בהרבה מתא איקריוטי: פי 10 בקוטר, פי 1000 בנפח.
קווי דמיון
התאים של כל האורגניזמים החיים (כל ממלכות הטבע החי) מכילים קרום פלזמה, ציטופלזמה וריבוזומים.
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. הדמיון בין תאים של בעלי חיים לחיידקים הוא שיש להם
1) ריבוזומים
2) ציטופלזמה
3) גליקוקליקס
4) מיטוכונדריה
5) ליבה מעוטרת
6) ממברנה ציטופלזמית
תְשׁוּבָה
1. קבע התאמה בין המאפיין של אורגניזם לבין הממלכה לה הוא מאפיין: 1) פטריות, 2) חיידקים
א) DNA סגור בצורה של טבעת
ב) לפי שיטת התזונה - אוטוטרופים או הטרוטרופים
ב) לתאים נוצר גרעין
ד) ל-DNA יש מבנה ליניארי
ד) דופן התא מכיל כיטין
6) ממברנה ציטופלזמית
ה) חומר גרעיני ממוקם בציטופלזמה
2. קבע התאמה בין מאפייני האורגניזמים והממלכות להן הם אופייניים: 1) פטריות, 2) חיידקים. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) היווצרות מיקוריזה עם שורשי צמחים גבוהים יותר
ב) יצירת דופן תא מכיטין
ב) גוף בצורה של תפטיר
ד) רבייה על ידי נבגים
ד) יכולת לכמוסינתזה
6) ממברנה ציטופלזמית
ה) מיקום של DNA מעגלי בנוקלואיד
1) מהווים קבוצה של אורגניזמים גרעיניים (אוקריוטים)
2) שייכים לאורגניזמים הטרוטרופיים
3) להתרבות על ידי נבגים
4) אורגניזמים חד-תאיים ורב-תאיים
5) כאשר נושמים, הם משתמשים בחמצן אוויר
6) להשתתף במחזור החומרים במערכת האקולוגית
6) ממברנה ציטופלזמית
1. קבע התאמה בין מאפייני התא לבין סוג הארגון של תא זה: 1) פרוקריוטי, 2) איקריוטי
א) מרכז התא משתתף ביצירת ציר החלוקה
ב) יש ליזוזומים בציטופלזמה
ב) הכרומוזום נוצר על ידי DNA מעגלי
ד) אין אברוני ממברנה
ד) התא מתחלק במיטוזה
ה) הממברנה יוצרת מזוזומים
6) ממברנה ציטופלזמית
2. קבע התאמה בין מאפייני התא לסוגו: 1) פרוקריוטי, 2) איקריוטי
א) אין אברוני ממברנה
ב) יש דופן תא העשוי ממורין
ג) חומר תורשתי מיוצג על ידי נוקלואיד
ד) מכיל רק ריבוזומים קטנים
ד) חומר תורשתי מיוצג על ידי DNA ליניארי
ה) נשימה תאית מתרחשת במיטוכונדריה
6) ממברנה ציטופלזמית
3. קבע התאמה בין התכונה לקבוצת האורגניזמים: 1) פרוקריוטים, 2) אוקריוטים. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) היעדר גרעין
ב) נוכחות של מיטוכונדריה
ב) חוסר EPS
ד) נוכחות של מנגנון גולגי
ד) נוכחות של ליזוזומים
ה) כרומוזומים ליניאריים המורכבים מ-DNA וחלבון
6) ממברנה ציטופלזמית
4. קבע התאמה בין אברונים לתאים שיש להם: 1) פרוקריוטים, 2) אוקריוטיים. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) מנגנון גולגי
ב) ליזוזומים
ב) מזוזומים
ד) מיטוכונדריה
ד) נוקלואיד
ה) EPS
6) ממברנה ציטופלזמית
5. קבע התאמה בין תאים ומאפיינים שלהם: 1) פרוקריוטי, 2) אוקריוטי. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) מולקולת DNA היא מעגלית
ב) ספיגה של חומרים על ידי פאגו-ופינוציטוזיס
ב) יוצרים גמטות
ד) הריבוזומים קטנים
ד) יש אברונים ממברניים
ה) מאופיין בחלוקה ישירה
6) ממברנה ציטופלזמית
נוצר 6. קבע התאמה בין תאים ומאפיינים שלהם: 1) פרוקריוטי, 2) אוקריוטי. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
1) נוכחות של ליבה נפרדת
2) היווצרות נבגים כדי לעמוד בתנאים סביבתיים לא נוחים
3) מיקומו של חומר תורשתי רק ב-DNA סגור
4) חלוקה לפי מיוזה
5) יכולת לפאגוציטוזה
בחר שלוש אפשרויות. חיידקים, בניגוד לפטריות כובע,
1) אורגניזמים חד-תאיים
2) אורגניזמים רב-תאיים
3) יש ריבוזומים בתאים
4) אין לי מיטוכונדריה
5) אורגניזמים פרה-גרעיניים
6) אין להם ציטופלזמה
6) ממברנה ציטופלזמית
1. בחר שלוש אפשרויות. תאים פרוקריוטיים שונים מתאי אוקריוטים
1) נוכחות של נוקלואיד בציטופלזמה
2) נוכחות של ריבוזומים בציטופלזמה
3) סינתזת ATP במיטוכונדריה
4) נוכחות הרטיקולום האנדופלזמי
5) היעדר גרעין מופרד מבחינה מורפולוגית
6) נוכחות של פלישות של קרום הפלזמה, ביצוע הפונקציה של אברוני הממברנה
6) ממברנה ציטופלזמית
2. בחר שלוש אפשרויות. תא חיידקי מסווג כתא פרוקריוטי בגלל שהוא
1) אין לו ליבה מכוסה קליפה
2) יש ציטופלזמה
3) יש מולקולת DNA אחת שקועה בציטופלזמה
4) יש קרום פלזמה חיצוני
5) אין לו מיטוכונדריה
6) יש ריבוזומים שבהם מתרחשת ביוסינתזה של חלבון
6) ממברנה ציטופלזמית
3. בחר שלוש אפשרויות. מדוע חיידקים מסווגים כפרוקריוטים?
1) מכילים גרעין בתא, מופרד מהציטופלזמה
2) מורכב מתאים מובחנים רבים
3) בעלי כרומוזום טבעת אחד
4) אין להם מרכז תאים, קומפלקס גולגי ומיטוכונדריה
5) אין להם גרעין מבודד מהציטופלזמה
6) בעלי ציטופלזמה וממברנת פלזמה
6) ממברנה ציטופלזמית
4. בחר שלוש אפשרויות. תאים פרוקריוטיים שונים מתאי אוקריוטים
1) נוכחות של ריבוזומים
2) היעדר מיטוכונדריה
3) היעדר ליבה רשמית
4) נוכחות של קרום פלזמה
5) חוסר באברוני תנועה
6) נוכחות של כרומוזום טבעת אחד
6) ממברנה ציטופלזמית
5. בחר שלוש אפשרויות. תא פרוקריוטי מאופיין בנוכחות
1) ריבוזומים
2) מיטוכונדריה
3) ליבה מעוטרת
4) קרום פלזמה
5) רטיקולום אנדופלזמי
6) DNA עגול אחד
6) ממברנה ציטופלזמית
איסוף 6:
א) היעדר אברוני ממברנה
ב) היעדר ריבוזומים בציטופלזמה
ג) היווצרות של שני כרומוזומים או יותר ממבנה ליניארי
בחר שלוש אפשרויות. לתאים של אורגניזמים אוקריוטיים, בניגוד לאורגניזמים פרוקריוטיים, יש
1) ציטופלזמה
2) ליבה מכוסה במעטפת
3) מולקולות DNA
3) גליקוקליקס
5) קליפה צפופה
6) רטיקולום אנדופלזמי
6) ממברנה ציטופלזמית
בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. בחר את ההצהרה השגויה. לחיידקים אין
1) תאי מין
2) מיוזה והפריה
3) מיטוכונדריה ומרכז תאים
4) ציטופלזמה וחומר גרעיני
6) ממברנה ציטופלזמית
נתח את הטבלה. מלא את התאים הריקים של הטבלה באמצעות המושגים והמונחים המופיעים ברשימה.
1) מיטוזה, מיוזה
2) עמידה בתנאים סביבתיים לא נוחים
3) העברת מידע על המבנה הראשוני של החלבון
4) אברונים כפולים קרומיים
5) רטיקולום אנדופלזמי מחוספס
6) ריבוזומים קטנים
6) ממברנה ציטופלזמית
6) ממברנה ציטופלזמית
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. בתהליך האבולוציה נוצרו אורגניזמים מממלכות שונות. אילו סימנים אופייניים לממלכה, שנציגה מתואר באיור.
1) דופן התא מורכבת בעיקר ממוריין
2) כרומטין כלול בגרעין
3) רטיקולום אנדופלזמי מפותח היטב
4) אין מיטוכונדריה
5) מידע תורשתי כלול במולקולת DNA מעגלית
6) העיכול מתרחש בליזוזומים
6) ממברנה ציטופלזמית
1. כל הסימנים המפורטים להלן, למעט שניים, אינם משמשים לתיאור התא המוצג בתמונה. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים בטבלה.
1) נוכחות של מיטוכונדריה
2) נוכחות של DNA מעגלי
3) נוכחות של ריבוזומים
4) זמינות של ליבה
5) נוכחות של חור הצצה קל
6) ממברנה ציטופלזמית
2. כל המונחים המפורטים להלן מלבד שניים משמשים לתיאור התא המוצג באיור. זהה שני מונחים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) מולקולת DNA סגורה
2) מזוומה
3) אברוני ממברנה
4) מרכז תאים
5) נוקלואיד
6) ממברנה ציטופלזמית
3. כל המאפיינים המפורטים להלן, למעט שניים, משמשים לתיאור התא המוצג באיור. זהה שני מונחים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) חלוקה לפי מיטוזה
2) נוכחות של דופן תא עשויה מוריין
3) נוכחות של נוקלואיד
4) היעדר אברוני ממברנה
5) ספיגה של חומרים על ידי פאגו-ופינוציטוזיס
6) ממברנה ציטופלזמית
4. כל המונחים המפורטים להלן מלבד שניים משמשים לתיאור התא המוצג באיור. זהה שני מונחים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) DNA סגור
2) מיטוזה
3) גמטות
4) ריבוזומים
5) נוקלואיד
6) ממברנה ציטופלזמית
5. ניתן להשתמש בכל הסימנים המפורטים להלן, מלבד שניים, לתיאור התא המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) יש קרום תא
2) יש מנגנון גולגי
3) ישנם מספר כרומוזומים ליניאריים
4) יש ריבוזומים
5) יש דופן תא
6) ממברנה ציטופלזמית
6 שבת. כל המאפיינים המפורטים להלן, למעט שניים, יכולים לשמש לתיאור התא המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) בעלי כרומוזומים ליניאריים
2) ביקוע בינארי הוא אופייני
3) יש רטיקולום אנדופלזמי
4) יוצר נבג
5) מכיל ריבוזומים קטנים
6) ממברנה ציטופלזמית
איסוף 7:
1) פלסמיד
2) נשימה במיטוכונדריה
3) חלוקה לשניים
1. כל המאפיינים המפורטים, למעט שניים, משמשים לתיאור תא פרוקריוטי. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) היעדר גרעין צורני בו
2) נוכחות של ציטופלזמה
3) נוכחות של קרום תא
4) נוכחות של מיטוכונדריה
5) נוכחות של רטיקולום אנדופלזמי
6) ממברנה ציטופלזמית
2. כל הסימנים המפורטים להלן, מלבד שניים, מאפיינים את מבנה תא חיידק. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) היעדר גרעין רשמי
2) נוכחות של ליזוזומים
3) נוכחות של קליפה צפופה
4) היעדר מיטוכונדריה
5) היעדר ריבוזומים
6) ממברנה ציטופלזמית
3. המושגים המפורטים להלן, למעט שניים, משמשים לאפיון פרוקריוטים. זהה שני מושגים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) מיטוזה
2) מחלוקת
3) גמטה
4) נוקלואיד
5) מזוומה
6) ממברנה ציטופלזמית
4. כל המונחים שלהלן מלבד שניים משמשים לתיאור המבנה של תא חיידק. זהה שני מונחים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) ציטופלזמה לא ניידת
2) מולקולת DNA מעגלית
3) ריבוזומים קטנים (70S).
4) יכולת פגוציטוזה
5) נוכחות של EPS
6) ממברנה ציטופלזמית
קבע התאמה בין התכונה לממלכה: 1) חיידקים, 2) צמחים. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר הנכון.
א) כל נציגי הפרוקריוטים
ב) כל נציגי האיקריוטים
ב) ניתן לחלק לשניים
ד) יש רקמות ואיברים
ד) יש תמונות וכימוסינתזה
ה) כימוסינתזה לא נמצאו
6) ממברנה ציטופלזמית
קבע התאמה בין מאפייני האורגניזמים והממלכה שלהם: 1) חיידקים, 2) צמחים. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר הנכון.
א) נציגים שונים מסוגלים לבצע פוטוסינתזה וכימוסינתזה
ב) במערכות אקולוגיות יבשתיות הם עולים על כל שאר הקבוצות בביומסה
ב) תאים מתחלקים על ידי מיטוזה ומיוזה
ד) יש פלסטידים
ד) קירות התא בדרך כלל אינם מכילים תאית
ה) חסר מיטוכונדריה
6) ממברנה ציטופלזמית
בחר אחת, האפשרות הנכונה ביותר. בתאים פרוקריוטים מתרחשות תגובות חמצון בשעה
1) ריבוזומים בציטופלזמה
2) פלישות של קרום הפלזמה
3) ממברנות תאים
4) מולקולת DNA מעגלית
6) ממברנה ציטופלזמית
ניתן להשתמש בכל המאפיינים הבאים מלבד שניים כדי לתאר את התא המוצג באיור. זהה שני מאפיינים ש"נושרים" מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) יש לו גרעין שבו נמצאות מולקולות DNA
2) האזור שבו נמצא ה-DNA בציטופלזמה נקרא נוקלואיד
3) מולקולות DNA הן מעגליות
4) מולקולות DNA קשורות לחלבונים
5) אברוני ממברנה שונים נמצאים בציטופלזמה
6) ממברנה ציטופלזמית
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. הדמיון בין חיידקים לצמחים הוא שהם
1) אורגניזמים פרוקריוטיים
2) יוצרים נבגים בתנאים לא נוחים
3) יש גוף תא
4) ביניהם יש אוטוטרופים
5) יש עצבנות
6) בעל יכולת רבייה וגטטיבית
6) ממברנה ציטופלזמית
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים בטבלה. הדמיון בין תאי חיידקים וצמחים הוא שיש להם
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. הדמיון בין תאים של בעלי חיים לחיידקים הוא שיש להם
2) קרום פלזמה
3) ליבה מעוטרת
4) דופן התא
5) ואקוולים עם מוהל תאים
6) מיטוכונדריה
6) ממברנה ציטופלזמית
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. חיידקים, כמו פטריות,
1) מהווים ממלכה מיוחדת
2) הם רק אורגניזמים חד-תאיים
3) להתרבות באמצעות נבגים
4) הם מפרקים במערכת האקולוגית
5) יכול להיכנס לסימביוזה
6) לספוג חומרים מהאדמה באמצעות היפאות
6) ממברנה ציטופלזמית
בחרו שלוש תשובות נכונות מתוך שש ורשמו את המספרים שמתחתם הם מצוינים. חיידקים, בניגוד לצמחים נמוכים יותר,
1) לפי סוג התזונה הם כימוטרופים
2) במהלך הרבייה הם יוצרים זואוספורים
3) אין להם אברונים קרומיים
4) יש תלוס (תלוס)
5) בתנאים לא נוחים הם יוצרים נבגים
6) לסנתז פוליפפטידים על ריבוזומים
6) ממברנה ציטופלזמית
התאם את המאפיינים וסוגי התאים המוצגים באיור. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) יש מזוזומים
ב) שיטת תזונה אוסמוטרופית
ב) לחלק לפי מיטוזה
ד) בעלי EPS מפותח
ד) יוצרים נבגים בתנאים לא נוחים
ה) יש מעטפת מוריינית
6) ממברנה ציטופלזמית
ניתן להשתמש בכל המאפיינים הבאים מלבד שניים לתיאור DNA פרוקריוטי. זהה שני מאפיינים הנופלים מהרשימה הכללית ורשום את המספרים שמתחתם הם מצוינים.
1) מכיל אדנין, גואנין, אורציל וציטוזין
2) מורכב משני מעגלים
3) יש מבנה ליניארי
4) לא קשור לחלבונים מבניים
5) טמון בציטופלזמה
6) ממברנה ציטופלזמית
קבע התאמה בין המאפיינים לאורגניזמים: 1) שמרים, 2) E. coli. כתוב את המספרים 1 ו-2 בסדר המתאים לאותיות.
א) הגנום מיוצג על ידי מולקולת DNA עגולה אחת
ב) התא מכוסה בקרום murein
ב) מתחלק במיטוזה
ד) מייצר אתנול בתנאים אנאירוביים
ד) יש דגלים
E) אין אברונים ממברניים
6) ממברנה ציטופלזמית
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
התכונה החשובה והבסיסית ביותר של תאים אוקריוטים קשורה למיקום המנגנון הגנטי בתא. המנגנון הגנטי של כל האיקריוטים ממוקם בגרעין והוא מוגן על ידי המעטפת הגרעינית (ביוונית, "אאוקריוט" פירושו שיש לו גרעין). ה-DNA של האוקריוטים הוא ליניארי (בפרוקריוטים ה-DNA הוא מעגלי וממוקם באזור מיוחד בתא - הנוקלואיד, שאינו מופרד על ידי קרום משאר הציטופלזמה). זה קשור לחלבוני היסטון וחלבונים כרומוזומליים אחרים שאין לחיידקים.
במחזור החיים של האוקריוטים, ישנם בדרך כלל שני שלבים גרעיניים (הפלופאז ודיפלופאז). השלב הראשון מאופיין בקבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים, ואז, בהתמזגות, שני תאים הפלואידים (או שני גרעינים) יוצרים תא דיפלואידי (גרעין) המכיל קבוצה כפולה (דיפלואידית) של כרומוזומים. לפעמים במהלך החלוקה הבאה, ולעתים קרובות יותר לאחר מספר חלוקות, התא שוב הופך להפלואידי. מחזור חיים כזה ובאופן כללי דיפלואידיות אינם אופייניים לפרוקריוטים.
ההבדל השלישי, אולי המעניין ביותר, הוא הימצאות בתאים איקריוטים של אברונים מיוחדים שיש להם מנגנון גנטי משלהם, מתרבים בחלוקה ומוקפים בקרום. האברונים הללו הם מיטוכונדריה ופלסטידים. במבנה ובפעילות חייהם הם דומים להפליא לחיידקים. נסיבות אלה גרמו למדענים מודרניים להאמין שאורגניזמים כאלה הם צאצאים של חיידקים שנכנסו לקשר סימביוטי עם איקריוטים. פרוקריוטים מאופיינים במספר קטן של אברונים, ואף אחד מהם אינו מוקף בקרום כפול. לתאים פרוקריוטיים אין רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון גולגי או ליזוזומים.
הבדל חשוב נוסף בין פרוקריוטים לאאוקריוטים הוא נוכחות אנדוציטוזיס באאוקריוטים, כולל פגוציטוזיס בקבוצות רבות. פגוציטוזיס (מילולית "אכילה על ידי תא") היא היכולת של תאים אוקריוטיים ללכוד, להיסגר בשלפוחית ממברנה ולעכל מגוון רחב של חלקיקים מוצקים. תהליך זה מספק תפקיד הגנה חשוב בגוף. זה התגלה לראשונה על ידי I.I Mechnikov בכוכבי ים. ההופעה של phagocytosis באאוקריוטים קשורה ככל הנראה לגודל ממוצע (עוד על הבדלי גודל נכתב להלן). הגדלים של תאים פרוקריוטים קטנים באופן לא פרופורציונלי, ולכן, בתהליך ההתפתחות האבולוציונית של האוקריוטים, הייתה להם בעיה לספק לגוף כמות גדולה של מזון. כתוצאה מכך, הטורפים האמיתיים והניידים הראשונים מופיעים בין האיקריוטים.
לרוב החיידקים יש דופן תא שונה מזה האוקריוטי (לא לכל האיקריוטים יש את זה). בפרוקריוטים מדובר במבנה עמיד המורכב בעיקר ממוראין (בארכיאה, פסאודומוראין). מבנה ה-murein הוא כזה שכל תא מוקף בשק רשת מיוחד, שהוא מולקולה אחת ענקית. בין האוקריוטים, לפרוטיסטים רבים, לפטריות ולצמחים יש דופן תא. בפטריות הוא מורכב מכיטין וגלוקנים, בצמחים נמוכים יותר הוא מורכב מתאית וגליקופרוטאינים, דיאטומים מסנתזים דופן תא מחומצות סיליקיות, בצמחים גבוהים יותר הוא מורכב מתאית, המיצלולוז ופקטין. ככל הנראה, עבור תאים אוקריוטיים גדולים יותר, זה הפך לבלתי אפשרי ליצור דופן תא בעל חוזק גבוה ממולקולה אחת. נסיבות אלה עלולות לאלץ את האוקריוטים להשתמש בחומר שונה עבור דופן התא. הסבר נוסף הוא שהאב הקדמון המשותף של האוקריוטים איבד את דופן התא שלו עקב המעבר לטריפה, ואז אבדו גם הגנים האחראים לסינתזה של מוריין. כאשר כמה איקריוטים חזרו לתזונה אוסמוטרפית, דופן התא הופיעה שוב, אך על בסיס ביוכימי שונה.
גם חילוף החומרים של חיידקים מגוון. באופן כללי, ישנם ארבעה סוגי תזונה, וכולם נמצאים בין חיידקים. אלה הם פוטו-אוטוטרופיים, פוטו-הטרוטרופיים, כימואוטוטרופיים, כימו-הטרוטרופיים (פוטוטרופיים משתמשים באנרגיה של אור השמש, שימוש כימוטרופי באנרגיה כימית). אוקריוטים מסנתזים אנרגיה מאור השמש בעצמם או משתמשים באנרגיה מוכנה ממקור זה. ייתכן שהסיבה לכך היא הופעת טורפים בקרב האוקריוטים, שעבורם נעלם הצורך לסנתז אנרגיה.
הבדל נוסף הוא מבנה הדגל. בחיידקים הם דקים - רק בקוטר של 15-20 ננומטר. אלו הם חוטים חלולים העשויים מהחלבון פלגלין. המבנה של דגלים איקריוטיים מורכב הרבה יותר. הם פועל יוצא של תאים מוקף בממברנה ומכילים ציטושלד (אקסונמה) של תשעה זוגות של מיקרו-צינוריות היקפיות ושתי מיקרו-צינוריות במרכז. שלא כמו דגלים פרוקריוטיים מסתובבים, דגלים איקריוטיים מתכופפים או מתפתלים. שתי קבוצות האורגניזמים שאנו שוקלים, כפי שכבר הוזכר, שונות מאוד בגדלים הממוצעים שלהן. הקוטר של תא פרוקריוטי הוא בדרך כלל 0.5-10 מיקרון, בעוד שאותו נתון לאאוקריוטים הוא 10-100 מיקרון. נפחו של תא כזה גדול פי 1000-10000 מזה של תא פרוקריוטי. לפרוקריוטים יש ריבוזומים קטנים (סוג 70S). לאוקריוטים יש ריבוזומים גדולים יותר (סוג 80S).
ככל הנראה, גם זמן הופעתן של קבוצות אלו שונה. הפרוקריוטים הראשונים התעוררו בתהליך האבולוציה לפני כ-3.5 מיליארד שנים, מהם התפתחו לפני כ-1.2 מיליארד שנים אורגניזמים אוקריוטיים.
10. Vacuole 11. Hyaloplasm 12. Lysosome 13. Centrosome (Centriole)
אוקריוטים, או גַרעִינִי(לט. אוקריוטהמיוונית εύ- - טוב ו κάρυον - גרעין) - ממלכת על של אורגניזמים חיים שתאים מכילים גרעינים. כל האורגניזמים מלבד חיידקים וארכיאה הם גרעיניים.
מבנה של תא איקריוטי
תאים אוקריוטיים בממוצע גדולים בהרבה מתאי פרוקריוטים, ההבדל בנפח מגיע לאלפי מונים. תאים אוקריוטיים כוללים כתריסר סוגים של מבנים שונים המכונים אברונים (או אברונים, אשר, עם זאת, מעוות במקצת את המשמעות המקורית של מונח זה), שרבים מהם מופרדים מהציטופלזמה על ידי ממברנה אחת או יותר. תאים פרוקריוטיים מכילים תמיד קרום תא, ריבוזומים (שונים באופן משמעותי מריבוזומים אוקריוטיים) וחומר גנטי - כרומוזום חיידקי, או גנפור, אך אברונים פנימיים מוקפים בממברנה הם נדירים. הגרעין הוא חלק מהתא, מוקף באוקריוטים בממברנה כפולה (שתי ממברנות יסודיות) ומכיל חומר גנטי: מולקולות DNA, "ארוזות" בכרומוזומים. בדרך כלל יש גרעין אחד, אבל יש גם תאים מרובי גרעינים.
חלוקה לממלכות
ישנן מספר אפשרויות לחלוקת ממלכת העל האוקריוטית לממלכות. ממלכות הצמחים והחיות היו הראשונות להבדיל. אז זוהתה ממלכת הפטריות, שבגלל מאפייניהן הביוכימיים, לפי רוב הביולוגים, לא ניתן לסווג אותה כאחת מהממלכות הללו. כמו כן, כמה מחברים מבחינים בין ממלכות הפרוטוזואה, המיקסומיצטים והכרומיסטים. למערכות מסוימות יש עד 20 ממלכות.
הבדלים בין איקריוטים לפרוקריוטים
התכונה החשובה והבסיסית ביותר של תאים אוקריוטים קשורה למיקום המנגנון הגנטי בתא. המנגנון הגנטי של כל האיקריוטים ממוקם בגרעין והוא מוגן על ידי המעטפת הגרעינית (ביוונית, "אאוקריוט" פירושו שיש לו גרעין). ה-DNA האוקריוטי הוא ליניארי (בפרוקריוטים, ה-DNA הוא מעגלי וצף בחופשיות בציטופלזמה). זה קשור לחלבוני היסטון וחלבונים כרומוזומליים אחרים שאין לחיידקים. במחזור החיים של האוקריוטים, ישנם בדרך כלל שני שלבים גרעיניים (הפלופאז ודיפלופאז). השלב הראשון מאופיין בקבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים ולאחר מכן, על ידי מיזוג, יוצרים שני תאים הפלואידים (או שני גרעינים) תא דיפלואידי (גרעין) המכיל קבוצה כפולה (דיפלואידית) של כרומוזומים. לאחר מספר חלוקות, התא שוב הופך להפלואידי. מחזור חיים כזה ובאופן כללי דיפלואידיות אינם אופייניים לפרוקריוטים.
ההבדל השלישי, אולי המעניין ביותר, הוא הימצאות בתאים איקריוטים של אברונים מיוחדים שיש להם מנגנון גנטי משלהם, מתרבים בחלוקה ומוקפים בקרום. האברונים הללו הם מיטוכונדריה ופלסטידים. במבנה ובפעילות חייהם הם דומים להפליא לחיידקים. נסיבות אלה גרמו למדענים מודרניים להאמין שאורגניזמים כאלה הם צאצאים של חיידקים שנכנסו לקשר סימביוטי עם איקריוטים. פרוקריוטים מאופיינים במספר קטן של אברונים, ואף אחד מהם אינו מוקף בקרום כפול. לתאים פרוקריוטיים אין רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון גולגי או ליזוזומים. חשוב לא פחות, כשמתארים את ההבדלים בין פרוקריוטים לאאוקריוטים, לדבר על תופעה כזו בתאים איקריוטים כמו פגוציטוזיס. פגוציטוזיס (מילולית "אכילה") מתייחס ליכולתם של תאים אוקריוטיים ללכוד ולעכל מגוון רחב של חלקיקים מוצקים. תהליך זה מספק תפקיד הגנה חשוב בגוף. זה התגלה לראשונה על ידי I.I. מכניקוב ליד כוכב הים. ההופעה של phagocytosis באאוקריוטים קשורה ככל הנראה לגודל ממוצע (עוד על הבדלי גודל נכתב להלן). הגדלים של תאים פרוקריוטים קטנים באופן לא פרופורציונלי ולכן, בתהליך ההתפתחות האבולוציונית, התמודדו איקריוטים עם הבעיה של אספקת הגוף בכמויות גדולות של מזון, כתוצאה מכך הופיעו הטורפים הראשונים בקבוצת האיקריוטים. לרוב החיידקים יש דופן תא שונה מזה האוקריוטי (לא לכל האיקריוטים יש את זה). בפרוקריוטים מדובר במבנה עמיד המורכב בעיקר ממוראין. מבנה ה-murein הוא כזה שכל תא מוקף בשק רשת מיוחד, שהוא מולקולה אחת ענקית. בין האוקריוטים, לפטריות ולצמחים יש דפנות תאים. בפטריות הוא מורכב מכיטין וגלוקנים, בצמחים נמוכים מתאית וגליקופרוטאינים, בדיאטומים הם מסנתזים דופן תא מחומצות סיליקיות, בצמחים גבוהים מתאית, המיצלולוז ופקטין. ככל הנראה, עבור תאים אוקריוטיים גדולים יותר, זה הפך לבלתי אפשרי ליצור דופן תא בעל חוזק גבוה ממולקולה אחת. נסיבות אלה עלולות לאלץ את האוקריוטים להשתמש בחומר שונה עבור דופן התא. גם חילוף החומרים של חיידקים מגוון. באופן כללי, ישנם ארבעה סוגי תזונה, וכולם נמצאים בין חיידקים. אלה הם פוטו-אוטוטרופיים, פוטו-הטרוטרופיים, כימואוטוטרופיים, כימו-הטרוטרופיים (פוטוטרופיים משתמשים באנרגיה של אור השמש, שימוש כימוטרופי באנרגיה כימית). אוקריוטים מסנתזים אנרגיה מאור השמש בעצמם או משתמשים באנרגיה מוכנה ממקור זה. ייתכן שהסיבה לכך היא הופעת טורפים בקרב האוקריוטים, שעבורם נעלם הצורך לסנתז אנרגיה.
הבדל נוסף הוא מבנה הדגל. בחיידקים הם דקים - רק בקוטר 15-20 ננומטר. אלו הם חוטים חלולים העשויים מהחלבון פלגלין. המבנה של דגלים איקריוטיים מורכב הרבה יותר. הם פועל יוצא של תאים מוקף בממברנה ומכילים ציטושלד (אקסונמה) של תשעה זוגות של מיקרו-צינוריות היקפיות ושתי מיקרו-צינוריות במרכז. שלא כמו דגלים פרוקריוטיים מסתובבים, דגלים איקריוטיים מתכופפים או מתפתלים. שתי קבוצות האורגניזמים שאנו שוקלים, כפי שכבר הוזכר, שונות מאוד בגדלים הממוצעים שלהן. הקוטר של תא פרוקריוטי הוא בדרך כלל 0.5-10 מיקרון, בעוד שאותו נתון לאאוקריוטים הוא 10-100 מיקרון. נפחו של תא כזה גדול פי 1000-10000 מזה של תא פרוקריוטי. לפרוקריוטים יש ריבוזומים קטנים (סוג 70S). לאוקריוטים יש ריבוזומים גדולים יותר (סוג 80S).
ככל הנראה, גם זמן הופעתן של קבוצות אלו שונה. הפרוקריוטים הראשונים התעוררו בתהליך האבולוציה לפני כ-3.5 מיליארד שנים, מהם התפתחו לפני כ-1.2 מיליארד שנים אורגניזמים אוקריוטיים.
התכונה החשובה והבסיסית ביותר של תאים אוקריוטים קשורה למיקום המנגנון הגנטי בתא. המנגנון הגנטי של כל האיקריוטים ממוקם בגרעין והוא מוגן על ידי המעטפת הגרעינית (ביוונית, "אאוקריוט" פירושו שיש לו גרעין). ה-DNA של האוקריוטים הוא ליניארי (בפרוקריוטים ה-DNA הוא מעגלי וממוקם באזור מיוחד בתא - הנוקלואיד, שאינו מופרד על ידי קרום משאר הציטופלזמה). זה קשור לחלבוני היסטון וחלבונים כרומוזומליים אחרים שאין לחיידקים.
במחזור החיים של האוקריוטים, ישנם בדרך כלל שני שלבים גרעיניים (הפלופאז ודיפלופאז). השלב הראשון מאופיין בקבוצה הפלואידית (יחידה) של כרומוזומים ולאחר מכן, על ידי מיזוג, יוצרים שני תאים הפלואידים (או שני גרעינים) תא דיפלואידי (גרעין) המכיל קבוצה כפולה (דיפלואידית) של כרומוזומים. לפעמים במהלך החלוקה הבאה, ולעתים קרובות יותר לאחר מספר חלוקות, התא שוב הופך להפלואידי. מחזור חיים כזה ובאופן כללי דיפלואידיות אינם אופייניים לפרוקריוטים.
ההבדל השלישי, אולי המעניין ביותר, הוא הימצאות בתאים איקריוטים של אברונים מיוחדים שיש להם מנגנון גנטי משלהם, מתרבים בחלוקה ומוקפים בקרום. האברונים הללו הם מיטוכונדריה ופלסטידים. במבנה ובפעילות חייהם הם דומים להפליא לחיידקים. נסיבות אלה גרמו למדענים מודרניים להאמין שאורגניזמים כאלה הם צאצאים של חיידקים שנכנסו לקשר סימביוטי עם איקריוטים. פרוקריוטים מאופיינים במספר קטן של אברונים, ואף אחד מהם אינו מוקף בקרום כפול. לתאים פרוקריוטיים אין רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון גולגי או ליזוזומים.
הבדל חשוב נוסף בין פרוקריוטים לאאוקריוטים הוא נוכחות אנדוציטוזיס באאוקריוטים, כולל פגוציטוזיס בקבוצות רבות. פגוציטוזיס (מילולית "אכילה על ידי תא") היא היכולת של תאים אוקריוטיים ללכוד, להיסגר בשלפוחית ממברנה ולעכל מגוון רחב של חלקיקים מוצקים. תהליך זה מספק תפקיד הגנה חשוב בגוף. זה התגלה לראשונה על ידי I.I Mechnikov מכוכבי ים. ההופעה של phagocytosis באאוקריוטים קשורה ככל הנראה לגודל ממוצע (עוד על הבדלי גודל נכתב להלן). הגדלים של תאים פרוקריוטים קטנים באופן לא פרופורציונלי, ולכן, בתהליך ההתפתחות האבולוציונית של האוקריוטים, הייתה להם בעיה לספק לגוף כמות גדולה של מזון. כתוצאה מכך, הטורפים האמיתיים והניידים הראשונים מופיעים בין האיקריוטים.
לרוב החיידקים יש דופן תא שונה מזה האוקריוטי (לא לכל האיקריוטים יש את זה). בפרוקריוטים מדובר במבנה עמיד המורכב בעיקר ממוראין (בארכיאה, פסאודומוראין). מבנה ה-murein הוא כזה שכל תא מוקף בשק רשת מיוחד, שהוא מולקולה אחת ענקית. בין האוקריוטים, לפרוטיסטים רבים, לפטריות ולצמחים יש דופן תא. בפטריות הוא מורכב מכיטין וגלוקנים, בצמחים נמוכים יותר הוא מורכב מתאית וגליקופרוטאינים, דיאטומים מסנתזים דופן תא מחומצות סיליקיות, בצמחים גבוהים יותר הוא מורכב מתאית, המיצלולוז ופקטין. ככל הנראה, עבור תאים אוקריוטיים גדולים יותר, זה הפך לבלתי אפשרי ליצור דופן תא בעל חוזק גבוה ממולקולה אחת. נסיבות אלה עלולות לאלץ את האוקריוטים להשתמש בחומר שונה עבור דופן התא. הסבר נוסף הוא שהאב הקדמון המשותף של האוקריוטים איבד את דופן התא שלו עקב המעבר לטריפה, ואז אבדו גם הגנים האחראים לסינתזה של מוריין. כאשר כמה איקריוטים חזרו לתזונה אוסמוטרפית, דופן התא הופיעה שוב, אך על בסיס ביוכימי שונה.
גם חילוף החומרים של חיידקים מגוון. באופן כללי, ישנם ארבעה סוגי תזונה, וכולם נמצאים בין חיידקים. אלה הם פוטו-אוטוטרופיים, פוטו-הטרוטרופיים, כימואוטוטרופיים, כימו-הטרוטרופיים (פוטוטרופיים משתמשים באנרגיה של אור השמש, שימוש כימוטרופי באנרגיה כימית).
כל האורגניזמים בעלי מבנה תאי שייכים לאחת הקבוצות (סופרקינגדומות) - פרוקריוטים (פרה-גרעיניים) או אוקריוטים (גרעיניים).
אֶל איקריוטים כוללים את ממלכות הפטריות, הצמחים ובעלי החיים. בתרגום מיוונית, משמעות המילה "אאוקריוט" היא "בעל גרעין", כלומר, לכל האיקריוטים יש גרעין. תאים אוקריוטיים דומים בדרך כלל במבנה. למרות שיש הבדלים ניכרים בין תאים של אורגניזמים השייכים לממלכות שונות של הטבע החי. לְדוּגמָה , לתאי צמחים יש פלסטידים שונים ואקואול מרכזי גדול, שלפעמים מעביר את הליבה לפריפריה. בתאי פטרייה, הקיר, ככלל, מורכב מכיטין, ואין פלסטידים. לתאי בעלי חיים אין לא פלסטידים, לא דופן צפופה, ולא ואקואול מרכזי.
בנוסף לריבוזומים גדולים למדי, לאאוקריוטים יש אברונים רבים נוספים: EPS, מיטוכונדריה, מרכז תאים, פלסטידים וכו'.
תאים פרוקריוט יש יחסית מבנה פשוט. אין להם גרעין מאורגן, וכרומוזום בודד אינו מופרד על ידי קרום משאר התא, אבל שוכב ישירות בציטופלזמה. עם זאת, כרומוזום זה מכיל את כל המידע התורשתי של התא. פרוקריוטים כוללים חיידקים, ציאנובקטריה וארכיבקטריה.
ציטופלזמה של פרוקריוטיםדל מאוד בהרכב המבנה. הוא מכיל מספר רב של ריבוזומים קטנים. התפקיד התפקודי של הכלורופלסטים והמיטוכונדריה מבוצע על ידי קפלי ממברנה מיוחדים.
התאים עצמם של אוקריוטים ופרוקריוטים שונים מאוד ולפי גודל. תא איקריוטי גדול פי 1000 בנפח ובקוטרו פי 10 מאשר תא פרוקריוטי. הקוטר של תא איקריוטי הוא 0.01-0.1 מ"מ, ושל תא פרוקריוטי הוא 0.0005-0.01 מ"מ.
איקריוטים ופרוקריוטים נבדלים ביניהם מנגנון גנטי. לפיכך, המנגנון הגנטי של תא איקריוטי ממוקם בגרעין ומוגן על ידי ממברנה. DNA אוקריוטי הוא ליניארי, ביחס 50/50 מחובר לחלבונים. הם יוצרים כרומוזום. בניגוד לאאוקריוטים, ה-DNA בפרוקריוטים הוא מעגלי, עירום (כמעט לא מחובר לחלבונים), שוכן באזור מיוחד של הציטופלזמה - הנוקלואיד ומופרד משאר הציטופלזמה באמצעות ממברנה.
תא איקריוטימתחלק לפי מיטוזה, מיוזה או שילוב של שיטות אלו. מחזור החיים של האוקריוטים מורכב משני שלבים גרעיניים. הראשון (הפלופאז) נבדל על ידי קבוצה אחת של כרומוזומים. בשלב השני (דיפלופאז), שני תאים הפלואידים מתמזגים ויוצרים תא דיפלואידי, המכיל קבוצה כפולה של כרומוזומים. לאחר כמה חלוקות, התא הופך שוב להפלואידי.
מחזור חיים זה אינו אופייני לפרוקריוטים. פרוקריוטים מתרבים בעיקר על ידי חלוקה פשוטה.
איקריוטים, בניגוד לפרוקריוטים, יכולים לעכל חלקיקים מוצקים על ידי סגירתם בשלפוחית ממברנה. מאמינים כי התוצאה של תהליך זה (פגוציטוזיס) באאוקריוטים הייתה הופעת הטורפים הראשונים.
אוקריוטים שונים מפרוקריוטים ו נוכחות של מכשירים מוטוריים. לאוקריוטים יש דגלים, בעלי מבנה מורכב. פלאג'לה הן היטלויות תאיות דקות המוקפות בשלוש שכבות של ממברנה. הקרנות אלו מכילות תשעה זוגות של מיקרוטובולים בפריפריה ושניים במרכז. עובי הפגלים הוא עד 0.1 מ"מ ומסוגל להתכופף. כמו כן, בנוסף לפגללה, לאאוקריוטים יש ריסים. ריסים ודגלים זהים במבנה ונבדלים רק בגודלם. אורכה של cilia לא מגיע ליותר מ 0.01 מ"מ.
חלק מהפרוקריוטים מאופיינים גם בנוכחות דגלים, שעוביה קטן מאוד וקוטר כ-20 ננומטר. דגלים פרוקריוטיים הם חוטי חלבון חלולים המסתובבים באופן פסיבי.
מאמינים כי פרוקריוטים היו הראשונים להופיע לפני כ-3.5 מיליארד שנים, מה ש-2.4 מיליארד שנים מאוחר יותר סימן את תחילת הופעתם של תאים איקריוטיים.
כָּך:
- אוקריוטים כוללים פטריות, צמחים ובעלי חיים, בעוד פרוקריוטים כוללים חיידקים, ציאנובקטריה וארכיבקטריה.
- לאוקריוטים מכל ממלכה יש גרעין. בגרעין נמצא המנגנון הגנטי של האוקריוטים, מוגן על ידי קליפה מיוחדת. לפרוקריוטים אין גרעין.
- לתאים פרוקריוטיים יש מבנה פשוט, והכרומוזום היחיד עם כל המידע התורשתי נמצא פשוט בציטופלזמה, בניגוד לתאים איקריוטיים, שהם הרבה יותר מורכבים ומגוונים.
- הציטופלזמה של פרוקריוטות ירודה בהרכבה ויש לה ריבוזומים קטנים רבים. לאוקריוטים יש ריבוזומים גדולים ואברונים רבים אחרים. התא עצמו גדול פי 1000 בנפח מאשר תא פרוקריוטי, וקוטר פי 10.
- DNA אוקריוטי הוא ליניארי, חצי מחובר לחלבונים והוא יוצר כרומוזום. בפרוקריוטים, ה-DNA הוא עגול, עירום, ונמצא בנוקלואיד, אזור מיוחד של הציטופלזמה.
- איקריוטים מתרבים בעיקר באמצעות מיטוזה ומיוזה או שילוב של שניהם, בעוד פרוקריוטים מתרבים על ידי חלוקת תאים לשניים.
