Типы клеточной организации микроорганизмов

Согласно современной клеточной теории, главной структурно-функциональной единицей живых существ, обитающих на Земле, является клетка. Она представляет собой сложную открытую самоорганизующуюся и воспроизводящуюся биосистему. Строение и функции клетки изучают цитология и микробиология. Последняя рассматривает специфику жизнедеятельности бактерий, являющихся прокариотическими организмами. В данной статье будут изучены типы клеточной организации: одно- и многоклеточные организмы, колониальные формы, а также особенности строения прокариотических и эукариотических клеток.

Уровни организации живой материи

В биологии различают 6 уровней организации жизни: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный. Рассмотрим клеточный уровень организации, на котором в клетках происходят реакции метаболизма (обмена веществ и энергии), а также обеспечивается размножение. В основе этого процесса лежит передача наследственных признаков (генов) от родительской к дочерним клеткам.

Таким образом, одноклеточные организмы являются, по существу, абсолютно целостными и независимыми особями, тождественными по функциям формам, имеющим органы и ткани. Более сложные типы клеточной организации – это колониальность и многоклеточность. На примере вольвокса рассмотрим особенности колониальных форм. Он состоит из клеток разных типов: вегетативных и генеративных, хотя и связанных выростами цитоплазмы друг с другом, но функционирующими в большей степени автономно. Колонии зеленых водорослей вольвокса – наглядный пример эволюционного развития живой материи от одноклеточных к многоклеточным организмам, которые имеют наиболее сложное строение. Их клетки объединяются в ткани, и образуют органы, выполняющие различные функции.

Клеточный уровень организации у таких организмов трансформируется в специализированные структуры – системы (дыхательную, пищеварительную, выделительную и т.д.) Таким образом, многоклеточный организм функционирует как неделимое целое, а клетки представляют собой его структурные единицы.

Особенности прокариотических организмов

Клетки, в составе которых отсутствует ядро, а наследственный материал - молекулы ДНК - располагаются непосредственно в более плотном слое цитоплазмы, называются прокариотическими.

Типы клеточной организации, в основе которых лежит признак наличия или отсутствия ядра, – это прокариоты и эукариоты. Как уже было сказано ранее, безъядерные клетки: бактерии и цианобактерии, имеют специфическое строение, связанное с особенностями обмена веществ. Перечислим их: это отсутствие в клетке таких органелл, как митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, клеточный центр, эндоплазматическая сеть. Имеются рибосомы, синтезирующие бактериальный белок, редко встречаются газовые вакуоли (идиоадаптация к жизни в водоемах или во влажной почве). Некоторые формы содержат органоиды движения – жгутики.

Усложнение строения и функций эукариот

Цитологи, продолжая изучать типы клеточной организации, установили, что ядерные клетки имеют очень сложную систему органелл, обеспечивающую их обмен веществ и энергии. Благодаря скоординированной работе органоидов, их внутренняя среда характеризуется постоянством состава и свойств – так называемым клеточным гомеостазом.

Эукариоты, к которым относятся клетки грибов, растений, животных и человека, содержат ядро, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, митохондрии, рибосомы, клеточный центр, лизосомы, пластиды и вакуоли. У эукариот особенно сложно происходит процесс клеточного деления. Он сопровождается формированием целой системы, называемой веретеном деления.

Различия обмена веществ у прокариота и эукариота

Сравнивая прокариотический и эукариотический типы клеточной организации, мы обнаружим, что они имеют как черты сходства, так и достаточно серьёзные отличия. Например, процесс окисления органических соединений кислородом, поглощаемым клетками бактерий и ядерных организмов, приводит к схожим результатам: расщеплению глюкозы до углекислого газа и воды с выделением порций энергии в виде синтезированных молекул АТФ.

Это вещество является универсальным источником энергии как для безъядерных организмов, так и для эукариот. Различия клеточного дыхания обнаружим, рассматривая структуры, которые осуществляет этот процесс. У ядерных организмов он происходит на кристах митохондрий с помощью ферментативной системы – цикла Кребса, а у бактерий он осуществляется на складках цитоплазматической мембраны, на которых располагаются ферменты.

Типы клеточной организации микроорганизмов

Микробиология изучает бактерии и цианобактерии, которые являются прокариотическими организмами. Бактерии отличаются своей формой и имеют соответствующие названия: кокки (в виде мелких одиночных шариков), вибрионы (имеющие вид запятых), стафилококки (напоминающие виноградную гроздь). Такие цианобактерии, как носток, анабена, представляют собой безъядерные клетки, имеющие слизистую клеточную стенку, они отличаются от бактерий тем, что содержат фотосинтезирующие пигменты, находящиеся в хроматофорах.

Все вышеприведенные примеры свидетельствуют, что клеточная организация у различных микроорганизмов разнообразна и обусловлена особенностями их строения и жизнедеятельности.