В биологии прокариоты — это простейшие одноклеточные живые микроорганизмы. Они не обладают способностью развиваться и преобразовываться в многоклеточную форму. Зная, каковы особенности строения прокариотической клетки, можно без труда отличить ее от эукариотов. Форма ряда бактерий представляет собой волокна или клеточные массы. В них каждая клетка может жить самостоятельно.
История эволюции
В XIX веке естествоиспытатель из Германии Э. Геккель, изучая доядерные простейшие организмы, назвал их монерами. В то время из-за слабых микроскопов исследования были несовершенны, поэтому ученые считали прокариотами многие формы жизни.
Монеры представляли особый интерес, так как считалось, что первые земные организмы появились в виде тел, не преобразованных на ядро и протоплазму. Если кратко, то первая существующая модель развития организмов основывается на видах прокариот, которые появились в процессе эволюции из прокариотических клеток.
Эукариоты, в отличие от них, начали развиваться гораздо позднее. Другие специалисты предполагают, что прокариотическая форма появилась в процессе упрощения после эволюции сложной эукариотической клетки.
Одна из последних версий, которая была обобщена в 2005 году, гласит, что все формы жизни образовались одновременно из разных клеток, входящих в единый генофонд. До сих пор у ученых нет общего мнения о положении эукариотов в схеме эволюции.
Доказательством, что они появились позднее прокариотов, считаются их окаменелые ископаемые, которые на 1,7 млрд лет моложе. Версия вирусного происхождения предполагает, что эукариотическая клетка состоит из трех элементов, принадлежащих предкам:
Существует предположение, что ядро могло образоваться в результате нескольких заражений архейной клетки, которая уже имела бактерию — предка митохондрий.
Особенности поверхностного строения
Прокариотическую клетку снаружи покрывает слизистый слой, который называется капсулой. Она на 98% состоит из воды и обладает полисахаридной, мукополисахаридной или пептидной природой. Этот слой не считается обязательным в клеточной структуре, но в то же время выполняет ряд биологических функций: защищает ее от фагоцитов и вирусов, при недостатке влаги сохраняет ее, с помощью капсулы осуществляется прикрепление к плотной поверхности. В поверхностную структуру также входят:
В химический состав клеточной стенки входит специфический гетерополимер — пептидогликан, который состоит из чередующихся цепочек N-ацетилглюкозамина и M-ацетилмурамовой кислоты. Такая структурная особенность отличает бактерии от эукариотов и делает прокариоты более уязвимыми.
Внутренняя структура бактерий
Непосредственно под клеточной стенкой расположена цитоплазматическая мембрана, которая считается обязательным элементом строения клетки. По своей структуре она сходна у бактериальных, животных и растительных микроорганизмов.
Сейчас ученые подтвердили жидкостно-мозаичную модель мембраны. Она обладает двумя слоями, состоящими из молекул фосфолипидов и триглицеридов. В них мозаичным образом входят белковые соединения, которые занимают до 70% всего объема цитоплазмы.
Небольшое количество в мембране составляют углеводы и РНК. По физическим характеристикам цитоплазма — это пластическое образование, играющее главную роль в обмене веществ. Помимо мембраны во внутреннюю структуру прокариотной клетки входят:
Помимо перечисленных составляющих во внутреннюю структуру клетки входят различные внутриплазматические включения. К ним обычно относятся структурные элементы, которые не считаются необходимыми в жизнедеятельности бактерий.
Одни из них представляют собой продукты обмена, а другие — запас питательных веществ. К включениям относятся запасные полисахариды, резервные липиды и полифосфаты.
