Что нужно знать об эукариотической клетке

Что такое прокариоты

Клеточные организмов делятся на две большие группы по особенностям строения их клеток: эукариоты и прокариоты.
Эукариоты – это организмы, клетки которых содержат четко оформленное ядро, в котором находится вся генетическая информация. В переводе с греческого «эу» – хорошо и «кариот» – ядро. К этой категории относят клетки всех живых организмов, как одноклеточные, так и многоклеточные, кроме клеток второй группы – прокариот.

Прокариоты – это так называемые доядерные организмы, не имеющие оформленного ядра. Все ядерное вещество расположено у них в цитоплазме, без какого-либо ограничения оболочкой. Прокариоты – группа самых древних и примитивных одноклеточных организмов. К ним относят бактерии и цианобактерии (или синезелёные водоросли (цианеи) – крупные бактерий, способных к фотосинтезу).

Отдельную группу организмов составляют вирусы. Это особая форма – неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри клеток. В 1892 году вирус впервые был описан в статье Дмитрия Ивановского. Вирус (лат. virus – яд) вызывает болезни, как растений, так и животных. На него не действуют антибиотики, хотя сейчас разработаны противовирусные препараты, которые помогают с ними бороться.

Деление клеток прокариот

Размножение всех бактерий происходит только бесполым путем. Если условия существования бактерий благоприятные, то каждые 20 минут происходит прямое деление клетки пополам (амитоз).

В 1946 году у бактерий было обнаружено примитивное половое размножение. Но, как у других организмов, бактерии не образуют гамет (половых клеток), а происходит просто обмен генетической информацией.

Между клетками в результате прямого контакта происходит перенос ДНК. Причем, одна из клеток становится донором («мужская» клетка), а вторая – реципиентом («женская» клетка).

При ухудшении или серьезном изменении условий существования (сокращение количества влаги или пищи, высокой или низкой температуры, давления, химического состава и других) бактерии образуют споры. Каждая одиночная клетка образуется крупную эндоспору. Она покрыта настолько толстой защитной оболочкой, что способна выдержать засуху или наводнение, высокую или низкую температуру.

Что такое эукариотическая клетка

Организмы, состоящие из эукариотических клеток, называются эукариотами и являются частью эукариотического царства. К ним относятся животные, растения и грибы.

Эукариотическая клетка характеризуется тем, что внутри нее находится наследственный генетический материал (ДНК) организма и имеет сложную структуру, состоящую из органелл, которые выполняют различные важные функции в клетке.

Эукариотические клетки выполняют жизненно важные для эукариотических организмов функции, такие как, размещение генетического материала и выполнение процесса синтеза белка, что позволяет им получать энергию для выполнения других задач.

Сравнение прокариот и эукариот

Вся жизнь на Земле состоит из эукариотических клеток или прокариотических клеток. Прокариоты были первой формой жизни. Ученые считают, что эукариоты эволюционировали от прокариот около 2,7 миллиарда лет назад.

Эукариотическая клетка имеет мембрану, которая окружает ядро, отделяя его от цитоплазмы. Прокариотическая клетка не обладает структурами с мембранами внутри, то есть ее внутриклеточное содержимое разбросано по цитоплазме.

Сравнительная таблица характеристик прокариот и эукариот

Прокариоты	Эукариоты
Клетка без определенного ядра, ее генетический материал рассеян в цитоплазме.	Клетка с ядром, определяемым мембраной, содержащей генетический материал.
Размером т 1 до 10 микрон.	Размером от 10 до 100 микрон.
Форма может быть сферической, спиралевидной. Хотя они одноклеточные, они могут образовывать колонии.	Очень разнообразные по форме, они могут представлять собой одноклеточные или многоклеточные организмы.
Локализована в нуклеоиде, не будучи окруженной мембраной.	ДНК и белки образуют хроматин, который концентрируется в ядре
Прямой способ деления клетки, в основном, путем бинарного деления. Нет митотического веретена или микротрубочек.	Делится с помощью митоза и мейоза. Клетка имеет митотический веретен или какую-то форму упорядочения микротрубочек.
Выраженные в группах, называемых оперонами.	Индивидуально выраженные; они обладают интронами и экзонами.
Рибосомы маленькие.	Рибосомы большие
Жгутик простой, состоящий из белка флагеллина.	Соединение, состоящее из тубулина и других белков.
Круговая хромосома.	Каждая с двумя хроматидами, центромерой и теломерами.
Есть клеточная стенка.	Клеточная стенка присутствует только в растениях и грибах.
Представители: бактерии и археи.	Представители: растения, животных и грибы.
Примеры: бактерии золотистый стафилококк, архея Halobacterium salinarum.	Примеры: Дрожжи хлеба Saccharomyces cerevisiae, плодовая муха Drosophila melanogaster.

Прокариотические клетки

В отличие от эукариотических клеток, прокариотические клетки не имеют четко выраженных органелл, связанных мембранами. Вместо этого многие реакции, которые проводит клетка, происходят внутри цитоплазмы клетки. На самом деле, есть 2 основных компонента, которые присутствуют во всех прокариотических клетках.

Первый клеточная мембрана, Это слой фосфолипид молекулы, которые отделяют внутреннюю часть клетки от внешней. Хотя они не присутствуют у всех прокариот, многие секретируют клеточную стенку, используемую для защиты и размещения клетки в дополнительном слое белков и структурных молекул.

Вторая часть, обнаруженная во всех прокариотических клетках, – это ДНК. ДНК является основным планом всей жизни и находится во всех клетках. У прокариот ДНК часто принимает форму большого кольцевого генома. Это можно сравнить с организованными хромосомами, которые обычно находятся в эукариотах. Этот большой круг ДНК определяет, какие белки создает клетка, и регулирует действия клетки.

Другие прокариотические клетки могут иметь большое количество разных частей, такие как реснички и жгутики, чтобы помочь им передвигаться. Хотя эти структуры похожи по функциям на те, которые обнаруживаются у эукариот, они часто имеют другую структуру. Это говорит о том, что два типа клеток подверглись очень различным процессам отбора и независимо включали структуры.

Виды клеток в биологии

Существуют следующие виды клеток: 

1. Прокариоты (доядерные) — одноклеточные организмы: археи, бактерии и синезеленые водоросли (см. Рисунки 1,2,3,4). Не имеют оформленного ядра и мембранных органоидов. Более древние и простые по строению.
2. Эукариоты (ядерные) — клетки, имеющие ядро: простейшие, грибы, растения, животные.

 Представители прокариот распространены повсеместно:

• в воде, в том числе, на глубине 2 км и во льдах Арктики, Мертвом море и горячих источниках;
• в воздухе, включая нижние слои стратосферы до 15 км;
• внутри и на поверхности кожи животных;
• в почве на глубине около 4 км. Например, 1 грамм чернозема содержит около 109 бактериальных клеток.

Способны быстро делиться: за 10 часов одна бактерия дает потомство в 4 миллиарда особей.

В неблагоприятных условиях (высушивание, дефицит питательных веществ и др.) некоторые прокариоты образуют споры. Это способствует сохранению вида и не является способом размножения. Споры устойчивы к различным физическим и химическим воздействиям, поэтому сохраняются в течение многих лет, не утрачивая свойства прорастать в вегетативную форму. 

Рисунок 1. Разновидности бактерий. 

Археи

В биологии существуют как отдельная группа только с 1977 года, поэтому изучены мало. До этого времени относились к бактериям, так как похожи по строению и форме, содержат одну круговую хромосому.

Рисунок 2. Розовые археи соленых озер в Сибири

Рисунок 3. Археи Desulforudis audaxviator из урановых шахт Южной Африки. 

Синезеленые водоросли или цианобактерии 

Встречаются в морских и пресных водах, а также есть наземные места обитания. 

Отличия:

• иногда имеют вакуоли, чтобы хорошо держаться на воде;
• в жизненном цикле отсутствуют жгутиковые стадии;
• содержат хлорофилл, то есть способны к фотосинтезу, в результате чего образуется кислород.

Рисунок 4.

Деление

Прокариоты размножаются прямым или бинарным делением – амитозом. К этому процессу клетка никак не подготавливается. Деление начинается с удвоения кольцевой ДНК на мезосоме без образования хромосом.Процесс условно можно разделить на две стадии:

• кариокинез – репликация и расхождение ДНК;
• цитокинез – разделение путём перетяжки всего содержимого клетки.

Каждой дочерней клетке достаётся по одному кольцу ДНК. Однако остальные структуры распределяются неравномерно.

Рис. 3. Деление бактерии.

ДНК бактерий, составляющая нуклеоид, может включать несколько миллионов нуклеотидов. Однако бактерии быстро приспосабливаются к неблагоприятным условиям благодаря постоянному обмену генами, находящимися в коротких ДНК плазмид.

Что мы узнали?

Из урока 10 класса узнали о строении и функциональном назначении органелл прокариотической клетки. К прокариотам относятся бактерии, цианобактерии и археи. Они не имеют ядра, генетическая информация располагается непосредственно в цитоплазме в виде спутанной структуры – нуклеоида. Помимо одной кольцевой ДНК в клетках могут находиться небольшие молекулы ДНК в виде плазмид. Прокариоты размножаются посредством амитоза и способны обмениваться генами.

1. /5

   Вопрос 1 из 5

Питание клеток прокариот

Питание — это процесс необходимый любому живому организму для получения энергии и веществ. Чтобы синтезировать органические соединения, живые организмы используют либо энергию света, либо энергию химических связей.

Организмы, способные к фотосинтезу, используют световую энергию. Они называются фототрофами. Для этого у них есть специфические особенности и способности.

Организмы, использующие только химическую энергию, называются хемотрофами.

Большая часть организмов относится к гетеротрофам, т.е. к организмам, которые используют готовые органические вещества.

Прокариоты, по способу питания делятся на две группы:
• Автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических):
o фотосинтезирующие сине-зеленые или цианобактерии. За счет способности к фотосинтезу, они выделяют кислород. Некоторые из них могут связывать газообразный азот воздуха, и переводить его в состав азотсодержащих органических веществ;
o хемосинтезирующие (железобактерии и нитрифицирующие бактерии) получают энергию в процессе окисление неорганических веществ таких как аммиак и нитраты.
• Гетеротрофы (используют готовые органические вещества):
o сапротрофы – питаются мертвыми органическими веществами. Бактерии выделяют на мертвую органику ферменты, и переваривание пищи у них происходит вне организма. Уже растворимые продукты поступают в тело сапротрофа (бактерии гниения и брожения);

o симбионты (явление мутуализма) – организмы, живущие в симбиозе с другими организмами и получающие органические вещества от них (клубеньковые бактерии, бактерии кишечника человека, которая обеспечивает человеческий организм витаминами групп В и К);

o паразиты питаются органическими веществами живых организмов (хозяев), внутри которых они обитают (болезнетворные бактерии или микробы). Бактерии, вызывающие болезни называются патогенами. Паразиты, которые могут жить только в живых клетках, называются облигатными. Но есть бактерии, которые сначала заражают «хозяина» и вызывают его гибель, а потом живут как сапротрофы.

Аэробы – используют для дыхания атмосферный кислород (бактерии гниения); анаэробы живут в отсутствии кислорода (бактерии ботулизма).

Строение прокариотической клетки

Прокариоты устроены довольно просто. Размеры их очень малы — от 1 до 15 мкм. Следует отметить, что 1 мкм равен 0,001 мм. Отсюда становится понятным, насколько малы прокариоты.

Бактерии имеют разную форму:

• кокки – шаровидные клетки;

• бациллы – вытянутые палочки;

• спириллы – извитые;

• вибрионы – изогнутые.

В зависимости от того, к какой группе относятся бактерии, они могут существовать по отдельности, или образовывать скопления. Например, стрептококки образуют цепь из нескольких кокков. Стафилококки образуют скопление, которое напоминает гроздь винограда.

Характерная особенность прокариот – отсутствие оформленного ядра. Также отсутствуют мембранные органоиды. 

Генетический материал находится в одной хромосоме. В её состав входит одна ДНК, которая не соединяется с белками. Кольцевая ДНК размещена прямо в цитоплазме.

Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. Все немногочисленные органоиды находятся в ней.

Ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность, распределены во внутреннем пространстве, или находятся на внутренней стенке мембраны.

Внутри клетки откладываются запасные вещества: жиры, полисахариды, полифосфаты. Они могут расходоваться клеткой по мере необходимости.

Снаружи бактерия покрыта цитоплазматической мембраной. Сверху расположена клеточная стенка, состоящая из муреина. Это смесь полисахаридов и белковых молекул. Клеточная стенка прикрыта слизистой капсулой.

Цитоплазматическая мембрана образует впячивания – мезосомы. Они выполняют функции недостающих органоидов.

Бактерия может иметь жгутики и пили – органоиды движения в жидкой среде.

Рибосомы в клетках прокариот

В 1931 и 1932 годах после получения патента и изготовления первого прототипа современного электронного микроскопа, ученые получили возможность приступить к изучение прокариот более детально. Именно после этого, они смогли изучить и описать рибосомы бактерий. Это очень мелкие образования внутри клетки, которые служат местом синтеза белков, как у прокариот, так и у эукариот.

Диаметр рибосом в бактериях около 18 нм. Они состоят рибосомальной РНК (рибонуклеиновая кислота) на 65%. Оставшиеся 35% составляют разные по размеру белки.
Например, бактерия Кишечная палочка, содержит около 15 000 рибосом. Это эквивалентно почти ¼ сухой массы клетки).

Примеры прокариотических клеток

Бактериальные клетки

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, которые встречаются почти повсюду на Земле, и они очень разнообразны по своей форме и структуре. На Земле живет около 5 × 1030 бактерий, в том числе и в наших телах; в кишечнике человека бактерии превосходят численность клеток человека 10: 1.

клеточные стенки бактерии содержат пептидогликана, молекула из сахара и аминокислоты это дает клеточная стенка его структура и толще у некоторых бактерий, чем у других. Бактерии содержат определенные структуры, уникальные для них, как упоминалось ранее, такие как капсула, жгутики и пили. У большинства бактерий есть только один хромосома это круговое число, которое может варьироваться от около 160 000 пар оснований (п.н.) до 12 200 000 п.н. Они также содержат плазмиды, которые представляют собой небольшие круглые кусочки ДНК, которые реплицируются независимо от хромосомы.

Некоторые бактерии могут образовывать эндоспоры. Это жесткие, бездействующие структуры, к которым бактерии могут довести себя в условиях голода, когда недостаточно питательных веществ. Они не нуждаются в питательных веществах и устойчивы к экстремальным температурам, УФ-лучам и химическим веществам. Когда условия окружающей среды снова становятся благоприятными, эндоспора может снова активироваться.

Археальные клетки

Археи похожи по размеру и форме на бактерии, и они также одноклеточные. Поскольку бактерии и археи являются двумя типами прокариот, это означает, что все прокариоты одноклеточные. Некоторые археи встречаются в экстремальных условиях, таких как горячие источники, но их можно найти в самых разных местах, таких как почвы, океаны, болота и другие организмы, включая людей.

Как бактерии, археи могут иметь клеточную стенку и жгутики. Однако структура этих органелл различна. Например, клеточные стенки архей не содержат пептидогликана. Кроме того, жгутики архей работают так же, как жгутики бактерий, но они развивались из разных структур. Мембраны архей очень отличаются от мембран всех других форм жизни; они содержат разные липиды, которые имеют разную стереохимию. Археи обычно имеют одну круговую хромосому, как бактерии. Археальная хромосома может варьироваться от менее чем 491 000 до около 5 700 000 пар оснований. Они также могут содержать плазмиды. Об архее известно меньше, чем о бактериях; они не были классифицированы как отдельная группа прокариот до 1977 года.

Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов

При сравнении бактерий с эукариотами можно выделить единственное сходство — наличие клеточной стенки, а вот сходства и различия эукариотических организмов заслуживают более пристального внимания. Следует начать сравнение с компонентов, которые свойственны и растениям, и животным, и грибам. Это ядро, митохондрии, Аппарат (комплекс) Гольджи, эндоплазматический ретикулум (или эндоплазматическая сеть) и лизосомы. Они характерны для всех организмов, имеют сходное строение и выполняют одинаковые функции

Теперь следует акцентировать внимание на различиях. Растительная клетка, в отличие от животной, имеет клеточную стенку, состоящую из целлюлозы

Кроме того, существую органеллы свойственные растительным клеткам — пластиды и вакуоли. Наличие этих компонентов обусловлено необходимостью растений поддерживать форму, при отсутствии скелета. Есть отличия и в особенностях роста. У растений он происходит в основном за счет увеличения размера вакуолей и растяжения клеток, в то время как у животных происходит увеличение объема цитоплазмы, а вакуоль вовсе отсутствует. Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты) характерны преимущественно для растений, поскольку их основная задача — это обеспечить автотрофный способ питания. У животных в противовес растениям существуют пищеварительные вакуоли, которые обеспечивают гетеротрофный способ питания. Грибы занимают особое положение и для их клеток характерны признаки свойственные и для растений, и для животных. Подобно животным грибам присущ гетеротрофный тип питания, содержащая хитин клеточная оболочка, а основным запасающим веществом является гликоген. В то же время для них, как для растений, характерен неограниченный рост, неспособность к передвижению и питание путем всасывания.

Признаки прокариотической клетки

Признаки прокариотической клетки приведены в таблице 1, рассмотрены в сравнении с эукариотической.

Признак	Прокариоты	Эукариоты
Оформленное ядро	отсутствует	есть
Хромосомы	1 кольцевая (нуклеоид)	линейные
Двуцепочечная ДНК	не связана с белками	образует комплексы с белками-гистонами
Ядрышки	отсутствуют	имеются
Рибосома	Мелкие, чаще свободные	Крупные. Свободные или связанные с ЭПС
Митохондрии, хлоропласты, комплекс Гольджи, ЭПС, лизосомы	отсутствуют	имеются
Клеточный центр	отсутствует	имеется, за исключением высших растений
Мезосома	есть у бактерий	отсутствует
Вещество клеточной стенки	муреин	целлюлоза (растения);  хитин (грибы); у животных — нет
Способы деления клеток	амитоз (прямое деление)	митоз, мейоз
Аэробное дыхание клетки	мезосомы у бактерий, цитоплазматическая мембрана у цианобактерий	митохондрии
Способ питания	всасывание через клеточную стенку	фагоцитоз, пиноцитоз у животных клеток

Таблица 1. 

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.

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:

1. Вирусный компонент, из которого появилось эукариотическое ядро.
2. Цитоплазма и клеточная мембрана, унаследованная от прокариотической клетки.
3. Клетки прокариотов, из которых образовались митохондрии и хлоропласты путем эндоцитоза.

Происхождение эукариот

Известно, что клетки прокариота возникли 3,5 млн лет назад, и примерно 1,8 млн лет назад эволюционировали эукариотические клетки. Окаменелости эукариотических клеток есть в протерозое (1,5 млн лет назад), где наблюдаются остатки клеток с органеллами, покрытыми мембранами. В настоящее время большинство эукариотических клеток имеют обильные органеллы этого типа.

Как возникли эукариотические клетки

Эукариоты эволюционировали в течение протерозойской эры примерно 1,6 млрд лет назад. До возникновения эукариот вся жизнь на Земле была прокариотической (без ядра или других мембраносвязанных органелл). Ведущая гипотеза, называемая эндосимбиотической теорией, состоит в том, что эукариоты возникли в результате слияния архейских клеток с бактериями, где древний архей поглотил (но не съел) древнюю аэробную бактериальную клетку.

Поглощенная (эндосимбиозированная) бактериальная клетка оставалась внутри архейской клетки: поглощенная бактерия позволяла архейской клетке-хозяину использовать кислород для высвобождения энергии, запасенной в питательных веществах, а клетка-хозяин защищала бактериальную клетку от хищников. Такие отношения называются мутуалистическими.

На протяжении многих поколений симбиотические отношения между двумя организмами развивались настолько прочно, что ни один из них не мог выжить сам по себе. Данные о микрофоссилиях свидетельствуют о том, что эукариоты возникли где-то между 1,6 и 2,2 млрд лет назад. Иждивенцы этой древней поглощенной клетки сегодня присутствуют во всех эукариотических клетках в виде митохондрий.

Теория эндосимбиоза (также известная как теория последовательного эндосимбиоза) объясняет, как клетка возникает из мембранных органелл, таких как митохондрии и хлоропласт.

Суть теории естественного отбора, как ее установил «отец эволюции» Чарльз Дарвин, — это конкуренция. Исследователь в основном сосредоточился на описании конкуренции между людьми из популяции в пределах одного и того же вида, чтобы выжить.

Те особи, у кого самые благоприятные адаптации, могли лучше конкурировать за такие вещи, как еда, жилье и пара для размножения, чтобы создавать следующее поколение потомков, которые будут нести эти черты в своей ДНК.

Дарвинизм основан на конкуренции за эти виды ресурсов, чтобы естественный отбор работал. Без конкуренции все люди могут выжить, и благоприятные адаптации никогда не будут выбраны давлением окружающей среды.

Эволюция древнейших эукариот

Первый эукариот, возможно, произошел от предкового прокариота, который подвергся пролиферации мембран, разделению клеточной функции (на ядро, лизосомы и эндоплазматический ретикулум) и установлению эндосимбиотических отношений с аэробным прокариотом, что привело к образованию митохондрий.

Некоторые ранние эукариоты позже поглотили фотосинтезирующую бактерию, похожую на цианобактерии, что способствовало появлению хлоропластов у современных фотосинтезирующих эукариот.

Основные признаки и отличия прокариотических и эукариотических клеток (таблица):

Признаки	Прокариоты	Эукариоты
ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА	Отсутствует	Имеется
ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА	Имеется	Имеется
МИТОХОНДРИИ	Отсутствуют	Имеются
ЭПС	Отсутствует	Имеется
РИБОСОМЫ	Имеются	Имеются
ВАКУОЛИ	Отсутствуют	Имеются (особенно характерны для растений)
ЛИЗОСОМЫ	Отсутствуют	Имеются
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА	Имеется, состоит из сложного гетерополимерного вещества	Отсутствует в животных клетках, в растительных состоит из целлюлозы
КАПСУЛА	Если имеется, то состоит из соединений белка и сахара	Отсутствует
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ	Отсутствует	Имеется
ДЕЛЕНИЕ	Простое	Митоз, амитоз, мейоз

Основное отличие прокариотических клеток от эукариотических заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены значительно сложнее. Их ДНК, связанная с белком, организована в хромосомы, которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном органоиде клетки — ядре. Кроме того, внеядерное активное содержимое такой клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети, образованной элементарной мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических. Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры клеток прокариот (различных бактерий, цианобактерий — сине- зеленых водорослей и некоторых других организмов), как правило, не превышают 10 мкм, часто составляя 2-3 мкм. В эукариотической клетке носители генов — хромосомы — находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной клетки мембраной. В исключительно тонких, прозрачных препаратах живые хромосомы можно видеть с помощью светового микроскопа. Чаще же их изучают на фиксированных и окрашенных препаратах.
Хромосомы состоят из ДНК, которая находится в комплексе с белками- гистонами, богатыми аминокислотами аргинином и лизином. Гистоны составляют значительную часть массы хромосом.
Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры — органоиды (органеллы), отсутствующие в прокариотической клетке.
Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или почковаться, т.е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза. Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем митоза (исключая некоторые очень архаичные группы). Хромосомы при этом «расщепляются» продольно (точнее, каждая нить ДНК воспроизводит около себя свое подобие), и их «половинки» — хроматиды (полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый набор хромосом.
Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине. Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, — фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз (вращательное движение цитоплазмы) — у прокариот не обнаружен. Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться.
Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиков или ресничек, состоящих из белка флагеллина. Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев, закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом. Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот

Общее строение прокариотической клетки

Типичные прокариоты включают (см. схему на Рисунке 5):

Рисунок 5. 

Мембрана вместе с цитоплазмой называется протопластом, составляет 8-15% сухого вещества клеток. Отделяет внутренние структуры от надмембранных (поверхностных).

К поверхностным органоидам относятся:

1. Клеточная стенка — каркас, на него приходится 5-50% сухого вещества. Состоит из муреина (пептидогликан, состоящий из остатков N -ацетилглюкозаминов и N -ацетил мурамовой кислоты).
2. Жгутик — толщина 10-20 нм, длина от 15 мкм. Представляет собой спираль, закрученную против часовой стрелки. Вращательное движение жгутика заставляет клетку двигаться со скоростью от 16 до 100 мкм/с.
3. Ворсинки (фимбрии, пили) размещаются на внешней поверхности клетки в количестве от нескольких единиц до нескольких тысяч. Обнаружены у подвижных и неподвижных видов прокариот. Ворсинки образованы из белка — пилина. Похожи на прямые цилиндрические отростки длиной до 3 мкм и диаметром 5-10 нм.

Выполняют следующие функции:

• обусловливают гидрофобные свойства бактерий;
• обеспечивают прикрепление к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам;
• выводят продукты обмена;
• путь проникновения для вирусов;
• половые ворсинки, или F-пили, передают часть генетического материала донору.

Внутренние органеллы прокариот: 

1. Рибосомы — место образования белка. Их количество в клетке зависит от интенсивности процессов белкового синтеза и колеблется от 5000 до 90 000. Общая масса рибосом может составлять примерно 1/4 клеточной массы.
2. Генетический материал (нуклеоид) — содержит нить ДНК (диаметр около 2 нм, длина более 1 мм), замкнутую в кольцо. В прокариотической клетке ДНК может находиться и в плазмидах, но последние не являются обязательными клеточными компонентами.

Внутрицитоплазматические включения служат источниками энергии в неблагоприятных условиях:

• полисахариды — гликоген, крахмал; + дополнительный углерод;
• липиды начинают накапливаться, если среда богата углеродом и бедна азотом;
• полифосфаты могут содержаться в гранулах, которые называются волютиновые (метахроматиновые) зерна; + добавочный фосфор;
• отложения молекулярной серы — для прокариот, метаболизм которых связан с соединениями этого элемента. Для анаэробных фотосинтезирующих серобактерий — донор электронов.