Империя клеточные организмы - Cellulata

Отличительными особенностями организмов, имеющих клеточное строение, является одновременное присутствие двух типов нуклеиновых кислот - РНК и ДНК и наличие рибосом. Клетки способны к самостоятельному размножению, синтезу ферментов и обмену веществ.

Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей рибосомальных РНК (рРНК) позволил в течение двух последних десятилетий сформулировать концепцию трех главных стволов клеточных организмов -архебактерий, эубактерий и эукариот.

Подимперия Procaryota включает 2 царства: Царство Archaebacteria (архебактерии) и Царство Eubacteria (настоящие бактерии)

Царство Архебактерии (Archaebacteria) - видимо, древнейшая группа бактерий, насчитывает всего лишь 45 видов, отличающихся от настоящих бактерий рядом существенных признаков: клеточная стенка содержит полисахариды, белки и гликопептид псевдомуреин (а не муреин, как у настоящих бактерий); мембраны однослойные (в отличие от эубактерий и эукариот); фермент ДНК-зависимая РНК-полимераза крупнее, чем у эубактерий; особые последовательности рРНК и тРНК

Группа архебактерии очень разнообразна. Она включает хемоавтотрофы и хемогетеротрофы; аэробные и анаэробные бактерии, галофилы (15-30% соли, температура 40-50º) метанобразующие, сероокисляющие и серовосстанавливающие организмы.

Царство Eubacteria (настоящие бактерии) насчитывают более 3 тысяч видов. Отличаются от архебактерий: двуслойной липопротеидной мембраной и наличием гликопептида муреина в клеточной стенке.

В зависимости от формы клетки выделяются: кокки, бациллы, вибрионы, спириллы, диплококки, стрептококки, стафилококки.

Клетки бактерий имеют плотную оболочку, основу которой составляет муреин. Поверх клеточной стенки многих бактерий образуются слизистые капсулы, в составе которых имеются гидратированные полисахариды

Среди эубактерий представлены аэробы и анаэробы, гетеротрофы (сапротрофы, паразиты, симбионты) и автотрофы (хемосинтезирующие и фотосинтезирующие). Хемосинтезирующие бактерии (впервые описаны С.Н. Виноградским в 1887 г.) играют исключительную роль в биогеохимических циклах (например, серобактерии, железобактерии, нитрифицирующие бактерии). Среди фотосинтезирующих бактерий четко выделяются две группы - 1) осуществляющие фотосинтез без выделения кислорода, т.е. аноксигенно, например, пурпурные серобактерии (нет фотосистемы II, пигмент - бактериохлорофилл, донор электронов - сера или сероводород) и 2) фотосинтезирующие с выделением кислорода цианобактерии и хлороксибактерии (присутствуют две фотосистемы. донор электронов - вода, пигменты - хлорофилл а -зеленый, каротиноиды - желто-оранжевые и фикобилины - красно-синие)

Классификация эубактерий строится на основе особенностей обмена веществ, форме клеток и результату окраски клеточной стенки по Граму.

Экологическое значение прокариотических организмов.

Подавляющее большинство бактерий — сапротрофы. Цианобактерии осуществляют оксигенный фотосинтез. Бактерии участвуют также в круговороте химических элементов (например, железа, серы, азота, фосфора и др.), процессах почвообразования, биосинтезе гуминовых веществ, в биологическом выветривании горных пород и минералов. Азотфиксирующие бактерии способны усваивать свободный азот из атмосферы. Накопление в прежние геологические эпохи угля и нефти тоже связывают с жизнедеятельностью бактерий. Метанобразующие бактерии ежегодно производят 5-10х10⁸т метана. Бактерии вызывают молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое и брожение; гниение. Бактерии причина заболеваний человека и животных (в том числе чумы, холеры, сибирской язвы, ботулизма и др.); растений (например, бактериального ожога плодовых деревьев, черной ножки томатов, пятнистости листьев сливы и пр.) Для множества видов растений и животных характерны симбиотические бактерии (клубеньковые азотфиксирующие бактерии бобовых, расщепляющие целлюлозу бактерии в желудочно-кишечном тракте травоядных и др.

Генетическая рекомбинация у бактерий происходит при переносе участка молекулы ДНК от одной клетки к другой. Кроме больших кольцевых молекул ДНК (нуклеоид) во многих бактериальных клетках есть мелкие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды. Обмен плазмидами происходит при конъюгации бактериальных клеток (благодаря конъюгации признаки могут передаваться от одного штамма к другому). Кроме упомянутого способа, возможен перенос участка молекулы ДНК от одной хозяйской клетки к другой при помощи вируса (трансдукция) или проникновении в клетку ДНК из окружающей клетку жидкости (питательной среды) – трансформация.

Известны случаи копуляции (слияния) бактериальных клеток, которые относят к парасексуальным процессам. При делении клетки надвое генетической рекомбинации не происходит (простое или бинарное деление).