هيكل الخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة. خلية حقيقية النواة. هيكل الخلية بدائية النواة. مقارنة الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة.

هناك نوعان من الخلايا المعروفة في الكائنات الحية الحديثة والحفرية: بدائية النواة وحقيقية النواة. إنهم يختلفون بشكل حاد في السمات الهيكلية التي ساعدت في التمييز بين مملكتين فائقتين في العالم الحي - بدائيات النوى، أي. ما قبل النووية، وحقيقيات النوى، أي. كائنات نووية حقيقية. لا تزال الأشكال الوسيطة بين هذه الأصناف الحية الأكبر حجمًا غير معروفة.

السمات الرئيسية والاختلافات بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة (الجدول):

علامات	بدائيات النوى	حقيقيات النواة
الغشاء النووي	غائب	متاح
غشاء بلازمي	متاح	متاح
الميتوكوندريا	لا أحد	متاح
ربحية السهم	غائب	متاح
الريبوسومات	متاح	متاح
فجوات	لا أحد	متاح (خاصة للنباتات)
الجسيمات المحللة	لا أحد	متاح
جدار الخلية	متاح، يتكون من مادة البوليمر غير المتجانسة المعقدة	غائب في الخلايا الحيوانية، في الخلايا النباتية يتكون من السليلوز
كبسولة	إذا كان موجودا، فهو يتكون من مركبات البروتين والسكر	غائب
مجمع جولجي	غائب	متاح
قسم	بسيط	الانقسام، الانقسام، الانقسام الاختزالي

الفرق الرئيسي بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة هو أن الحمض النووي الخاص بها غير منظم في كروموسومات ولا يكون محاطًا بغلاف نووي. الخلايا حقيقية النواة أكثر تعقيدًا بكثير. يتم تنظيم الحمض النووي الخاص بهم، المرتبط بالبروتين، في كروموسومات، والتي تقع في تكوين خاص، وهو في الأساس أكبر عضية في الخلية - النواة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقسيم المحتوى النشط خارج النواة لهذه الخلية إلى أجزاء منفصلة باستخدام الشبكة الإندوبلازمية التي يتكون منها الغشاء الأولي. عادة ما تكون الخلايا حقيقية النواة أكبر من الخلايا بدائية النواة. تختلف أحجامها من 10 إلى 100 ميكرون، في حين أن أحجام الخلايا بدائية النواة (البكتيريا المختلفة، البكتيريا الزرقاء - الطحالب الخضراء المزرقة وبعض الكائنات الحية الأخرى)، كقاعدة عامة، لا تتجاوز 10 ميكرون، وغالبا ما تصل إلى 2-3 ميكرون. في الخلية حقيقية النواة، توجد حاملات الجينات - الكروموسومات - في نواة شكلية، ويفصلها عن بقية الخلية غشاء. في المستحضرات الرقيقة والشفافة بشكل استثنائي، يمكن رؤية الكروموسومات الحية باستخدام المجهر الضوئي. في كثير من الأحيان يتم دراستهم على الاستعدادات الثابتة والملونة.

تتكون الكروموسومات من الحمض النووي، المعقد ببروتينات الهيستون الغنية بالأحماض الأمينية أرجينين والليسين. تشكل الهستونات جزءًا كبيرًا من كتلة الكروموسومات.

تحتوي الخلية حقيقية النواة على مجموعة متنوعة من الهياكل الدائمة داخل الخلايا - العضيات (العضيات) التي لا توجد في الخلية بدائية النواة.

يمكن للخلايا بدائية النواة أن تنقسم إلى أجزاء متساوية عن طريق الانقباض أو البرعم، أي عن طريق البرعم. تنتج خلايا وليدة أصغر من الخلية الأم، ولكنها لا تنقسم أبدًا عن طريق الانقسام الفتيلي. في المقابل، تنقسم خلايا الكائنات حقيقية النواة عن طريق الانقسام الفتيلي (باستثناء بعض المجموعات القديمة جدًا). في هذه الحالة، "تنقسم" الكروموسومات طوليًا (بتعبير أدق، كل شريط DNA يستنسخ شكله الخاص حول نفسه)، وتنتشر "نصفيها" - الكروماتيدات (نسخ كاملة من شريط الحمض النووي) في مجموعات إلى أقطاب متقابلة للخلية. تتلقى كل خلية من الخلايا الناتجة نفس مجموعة الكروموسومات.

تختلف ريبوسومات الخلية بدائية النواة بشكل حاد عن ريبوسومات حقيقيات النوى في الحجم. لم يتم العثور على عدد من العمليات المميزة لسيتوبلازم العديد من الخلايا حقيقية النواة - البلعمة، واحتساء الخلايا، والتدريج (الحركة الدورانية للسيتوبلازم) - في بدائيات النوى. لا تحتاج الخلية بدائية النواة إلى حمض الأسكوربيك في عملية التمثيل الغذائي، لكن الخلايا حقيقية النواة لا يمكنها الاستغناء عنه.

تختلف الأشكال المتحركة للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة بشكل كبير. تمتلك بدائيات النوى أجهزة حركية على شكل سوط أو أهداب، تتكون من بروتين السوط. تسمى الأجهزة الحركية للخلايا حقيقية النواة المتحركة أوندوليبوديا، والتي ترتكز في الخلية بمساعدة أجسام حركية خاصة. كشف المجهر الإلكتروني عن التشابه الهيكلي لجميع الأرجل غير الدهنية في الكائنات حقيقية النواة واختلافاتها الحادة عن سوط بدائيات النوى

1. هيكل الخلية حقيقية النواة.

تختلف الخلايا التي تشكل أنسجة الحيوانات والنباتات اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم والبنية الداخلية. ومع ذلك، فإنها تظهر جميعها أوجه تشابه في السمات الرئيسية للعمليات الحياتية، والتمثيل الغذائي، والتهيج، والنمو، والتطور، والقدرة على التغيير.
تحتوي جميع أنواع الخلايا على مكونين رئيسيين يرتبطان ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض - السيتوبلازم والنواة. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مسامي وتحتوي على النسغ النووي والكروماتين والنواة. يملأ السيتوبلازم شبه السائل الخلية بأكملها ويتم اختراقه بواسطة العديد من الأنابيب. من الخارج مغطى بغشاء السيتوبلازم. وقد تخصصت الهياكل العضوية،موجودة بشكل دائم في الخلية، وتكوينات مؤقتة - الادراج. العضيات الغشائية : الغشاء السيتوبلازمي الخارجي (OCM)، الشبكة الإندوبلازمية (ER)، جهاز جولجي، الجسيمات الحالة، الميتوكوندريا والبلاستيدات. يعتمد هيكل جميع عضيات الغشاء على الغشاء البيولوجي. جميع الأغشية لها مخطط هيكلي موحد بشكل أساسي وتتكون من طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفاتية، حيث تنغمس جزيئات البروتين في أعماق مختلفة على جوانب مختلفة. تختلف أغشية العضيات عن بعضها البعض فقط في مجموعات البروتينات التي تحتوي عليها.

تذكر الذكريات.تحتوي جميع الخلايا النباتية والحيوانات متعددة الخلايا والأوالي والبكتيريا على غشاء خلوي ثلاثي الطبقات: تتكون الطبقات الخارجية والداخلية من جزيئات البروتين، وتتكون الطبقة الوسطى من جزيئات الدهون. فهو يحد السيتوبلازم من البيئة الخارجية، ويحيط بجميع عضيات الخلية وهو بنية بيولوجية عالمية. في بعض الخلايا، يتكون الغشاء الخارجي من عدة أغشية متجاورة بإحكام مع بعضها البعض. في مثل هذه الحالات، يصبح غشاء الخلية كثيفًا ومرنًا ويسمح للخلية بالحفاظ على شكلها، كما هو الحال، على سبيل المثال، في الأوجلينا وأهداب النعال. تحتوي معظم الخلايا النباتية، بالإضافة إلى الغشاء، أيضًا على قشرة سليلوزية سميكة من الخارج - جدار الخلية. يمكن رؤيته بوضوح في المجهر الضوئي التقليدي ويقوم بوظيفة داعمة بسبب الطبقة الخارجية الصلبة التي تعطي الخلايا شكلاً واضحًا.
على سطح الخلايا، يشكل الغشاء نتوءات ممدودة - زغيبات صغيرة، طيات، غزوات ونتوءات، مما يزيد بشكل كبير من الامتصاص أو سطح الإخراج. بمساعدة نمو الغشاء، تتواصل الخلايا مع بعضها البعض في أنسجة وأعضاء الكائنات متعددة الخلايا، وتقع الإنزيمات المختلفة المشاركة في عملية التمثيل الغذائي على طيات الأغشية. من خلال تحديد الخلية من البيئة، ينظم الغشاء اتجاه انتشار المواد وفي نفس الوقت ينقلها بشكل فعال إلى داخل الخلية (تراكم) أو خارجها (إفراز). بسبب هذه الخصائص للغشاء، يكون تركيز أيونات البوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والفوسفور في السيتوبلازم أعلى، وتركيز الصوديوم والكلور أقل مما هو عليه في البيئة. من خلال مسام الغشاء الخارجي، تخترق الأيونات والماء والجزيئات الصغيرة من المواد الأخرى الخلية من البيئة الخارجية. يتم اختراق الجزيئات الصلبة الكبيرة نسبيًا إلى داخل الخلية البلعمة(من الكلمة اليونانية "phago" - يلتهم، "يشرب" - خلية). في هذه الحالة، ينحني الغشاء الخارجي عند نقطة التلامس مع الجسيم إلى داخل الخلية، ويسحب الجسيم إلى عمق السيتوبلازم، حيث يخضع للانقسام الأنزيمي. تدخل قطرات المواد السائلة إلى الخلية بطريقة مماثلة؛ ويسمى امتصاصهم احتساء الخلايا(من الكلمة اليونانية "بينو" - مشروب، "سيتوس" - خلية). يؤدي غشاء الخلية الخارجي أيضًا وظائف بيولوجية مهمة أخرى.
السيتوبلازم 85٪ يتكون من الماء، 10٪ بروتينات، والباقي يتكون من الدهون والكربوهيدرات والأحماض النووية والمركبات المعدنية. كل هذه المواد تشكل محلولًا غروانيًا يشبه في اتساقه الجلسرين. تتمتع المادة الغروية للخلية، اعتمادًا على حالتها الفسيولوجية وطبيعة تأثير البيئة الخارجية، بخصائص الجسم السائل والمرن والأكثر كثافة. يتم اختراق السيتوبلازم عن طريق قنوات مختلفة الأشكال والأحجام تسمى الشبكة الأندوبلازمية.جدرانها عبارة عن أغشية على اتصال وثيق بجميع عضيات الخلية وتشكل معها نظامًا وظيفيًا وهيكليًا واحدًا لعملية التمثيل الغذائي والطاقة وحركة المواد داخل الخلية.

تحتوي جدران الأنابيب على حبيبات صغيرة تسمى الحبيبات. الريبوسومات.تسمى هذه الشبكة من الأنابيب الحبيبية. يمكن أن تتواجد الريبوسومات منتشرة على سطح الأنابيب أو تشكل مجمعات مكونة من خمسة إلى سبعة ريبوسومات أو أكثر، تسمى الجسيمات المتعددة.ولا تحتوي الأنابيب الأخرى على حبيبات، بل تشكل شبكة إندوبلازمية ملساء. توجد الإنزيمات المشاركة في تركيب الدهون والكربوهيدرات على الجدران.

يمتلئ التجويف الداخلي للأنابيب بمخلفات الخلية. الأنابيب داخل الخلايا، التي تشكل نظامًا متفرعًا معقدًا، تنظم حركة وتركيز المواد، وتفصل جزيئات مختلفة من المواد العضوية ومراحل تركيبها. على الأسطح الداخلية والخارجية للأغشية الغنية بالإنزيمات، يتم تصنيع البروتينات والدهون والكربوهيدرات، والتي تستخدم إما في عملية التمثيل الغذائي، أو تتراكم في السيتوبلازم كشوائب، أو تفرز.

الريبوسوماتتوجد في جميع أنواع الخلايا - من البكتيريا إلى خلايا الكائنات متعددة الخلايا. هذه أجسام مستديرة تتكون من حمض الريبونوكلييك (RNA) والبروتينات بنسب متساوية تقريبًا. من المؤكد أنها تحتوي على المغنيسيوم، الذي يحافظ وجوده على بنية الريبوسومات. يمكن أن ترتبط الريبوسومات بأغشية الشبكة الإندوبلازمية، أو مع غشاء الخلية الخارجي، أو تكون حرة في السيتوبلازم. يقومون بتخليق البروتين. بالإضافة إلى السيتوبلازم، توجد الريبوسومات في نواة الخلية. تتشكل في النواة ثم تدخل السيتوبلازم.

مجمع جولجيفي الخلايا النباتية تبدو وكأنها أجسام فردية محاطة بالأغشية. في الخلايا الحيوانية، يتم تمثيل هذه العضية بواسطة الصهاريج والأنابيب والحويصلات. تدخل منتجات إفراز الخلية إلى الأنابيب الغشائية لمجمع جولجي من أنابيب الشبكة الإندوبلازمية، حيث يتم إعادة ترتيبها كيميائيًا وضغطها ثم تمر إلى السيتوبلازم ويتم استخدامها إما بواسطة الخلية نفسها أو إزالتها منها. في خزانات مجمع جولجي، يتم تصنيع السكريات ودمجها مع البروتينات، مما يؤدي إلى تكوين البروتينات السكرية.

الميتوكوندريا- أجسام صغيرة على شكل قضيب يحدها غشائين. تمتد العديد من الطيات - cristae - من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، ويوجد على جدرانها إنزيمات مختلفة، والتي يتم من خلالها تصنيع مادة عالية الطاقة - حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). اعتمادا على نشاط الخلية والمؤثرات الخارجية، يمكن للميتوكوندريا أن تتحرك وتغير حجمها وشكلها. تم العثور على الريبوسومات والدهون الفوسفاتية والحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) في الميتوكوندريا. ويرتبط وجود الحمض النووي في الميتوكوندريا بقدرة هذه العضيات على التكاثر من خلال تكوين انقباض أو تبرعم أثناء انقسام الخلايا، وكذلك تخليق بعض بروتينات الميتوكوندريا.

الجسيمات المحللة- تكوينات بيضاوية صغيرة، يحدها غشاء وتنتشر في جميع أنحاء السيتوبلازم. يوجد في جميع خلايا الحيوانات والنباتات. تنشأ في امتدادات الشبكة الإندوبلازمية وفي مجمع جولجي، وهنا تمتلئ بالإنزيمات المحللة، ثم تنفصل وتدخل السيتوبلازم. في الظروف العادية، تقوم الليزوزومات بهضم الجزيئات التي تدخل الخلية عن طريق البلعمة وعضيات الخلايا الميتة، وتفرز منتجات الليزوزوم من خلال غشاء الليزوزوم إلى السيتوبلازم، حيث يتم تضمينها في جزيئات جديدة، وعندما ينفجر غشاء الليزوزوم، تدخل الإنزيمات إلى السيتوبلازم وتنتقل إلى السيتوبلازم. هضم محتوياته، مما يسبب موت الخلايا.
البلاستيداتتوجد فقط في الخلايا النباتية وتوجد في معظم النباتات الخضراء. يتم تصنيع المواد العضوية وتراكمها في البلاستيدات. هناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات الخضراء، والبلاستيدات الملونة، والبلاستيدات البيضاء.

البلاستيدات الخضراء -البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء. توجد في الأوراق والسيقان الصغيرة والفواكه غير الناضجة. البلاستيدات الخضراء محاطة بغشاء مزدوج. في النباتات العليا، يمتلئ الجزء الداخلي من البلاستيدات الخضراء بمادة شبه سائلة، حيث يتم وضع الصفائح بالتوازي مع بعضها البعض. تندمج الأغشية المقترنة للصفائح لتشكل مداخن تحتوي على الكلوروفيل. في كل كومة من البلاستيدات الخضراء للنباتات العليا، تتناوب طبقات من جزيئات البروتين وجزيئات الدهون، وتقع جزيئات الكلوروفيل بينهما. يوفر هذا الهيكل متعدد الطبقات أقصى قدر من الأسطح الحرة ويسهل التقاط ونقل الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي.
البلاستيدات الملونة -البلاستيدات التي تحتوي على أصباغ نباتية (أحمر أو بني، أصفر، برتقالي). وتتركز في سيتوبلازم خلايا الأزهار والسيقان والثمار وأوراق النباتات وتعطيها اللون المناسب. تتشكل البلاستيدات الخضراء من البلاستيدات البيضاء أو البلاستيدات الخضراء نتيجة تراكم الصبغات الكاروتينات.

الكريات البيض - عديم اللونالبلاستيدات الموجودة في الأجزاء غير الملونة من النباتات: في السيقان والجذور والبصيلات وغيرها. تتراكم حبيبات النشا في البلاستيدات البيضاء لبعض الخلايا، وتتراكم الزيوت والبروتينات في البلاستيدات البيضاء للخلايا الأخرى.

جميع البلاستيدات تنشأ من أسلافها، البروبلاستيدات. وكشفوا عن الحمض النووي الذي يتحكم في تكاثر هذه العضيات.

مركز الخلية,يلعب الجسيم المركزي أو الجسيم المركزي دورًا مهمًا في انقسام الخلايا ويتكون من مركزين . وهو موجود في جميع الخلايا الحيوانية والنباتية، باستثناء الفطريات الزهرية والفطريات السفلية وبعض الأوليات. تشارك المريكزات الموجودة في الخلايا المنقسمة في تكوين مغزل الانقسام وتقع عند أقطابها. في الخلية المنقسمة، يكون مركز الخلية هو أول من ينقسم، وفي نفس الوقت يتكون مغزل أكروماتيني، الذي يوجه الكروموسومات أثناء تباعدها نحو القطبين. يترك مركز واحد كل خلية من الخلايا البنت.
يوجد بها العديد من الخلايا النباتية والحيوانية المواد العضوية ذات الأغراض الخاصة: أهداب،أداء وظيفة الحركة (الأهداب، خلايا الجهاز التنفسي)، الأسواط(الخلايا وحيدة الخلية، الخلايا التناسلية الذكرية في الحيوانات والنباتات، وما إلى ذلك).

الادراج -عناصر مؤقتة تنشأ في الخلية في مرحلة معينة من حياتها نتيجة لوظيفة تركيبية. يتم استخدامها أو إزالتها من الخلية. تعتبر الشوائب أيضًا مغذيات احتياطية: في الخلايا النباتية - النشا وقطرات الدهون والبروتينات والزيوت الأساسية والعديد من الأحماض العضوية وأملاح الأحماض العضوية وغير العضوية. في الخلايا الحيوانية - الجليكوجين (في خلايا الكبد والعضلات)، قطرات من الدهون (في الأنسجة تحت الجلد)؛ تتراكم بعض الشوائب في الخلايا كنفايات - على شكل بلورات، وأصباغ، وما إلى ذلك.

الفجوات -هذه تجاويف يحدها غشاء. يتم التعبير عنها بشكل جيد في الخلايا النباتية وموجودة في الأوليات. أنها تنشأ في مناطق مختلفة من الشبكة الإندوبلازمية. وينفصلون عنه تدريجياً. تحافظ الفجوات على ضغط الامتلاء، وتتركز فيها النسغ الخلوي أو الفراغي، والتي تحدد جزيئاتها تركيزها الأسموزي. من المعتقد أن المنتجات الأولية للتوليف - الكربوهيدرات القابلة للذوبان والبروتينات والبكتين وما إلى ذلك - تتراكم في صهاريج الشبكة الإندوبلازمية. تمثل هذه المجموعات أساسيات الفجوات المستقبلية.
الهيكل الخلوي . إحدى السمات المميزة للخلية حقيقية النواة هي تطور التكوينات الهيكلية في السيتوبلازم على شكل أنابيب دقيقة وحزم من ألياف البروتين. ترتبط عناصر الهيكل الخلوي ارتباطًا وثيقًا بالغشاء السيتوبلازمي الخارجي والغلاف النووي وتشكل نسجًا معقدة في السيتوبلازم. تحدد العناصر الداعمة للسيتوبلازم شكل الخلية وتضمن حركة الهياكل داخل الخلايا وحركة الخلية بأكملها.

جوهرتلعب الخلية دورًا رئيسيًا في حياتها، فبإزالتها تتوقف الخلية عن القيام بوظائفها وتموت. تحتوي معظم الخلايا الحيوانية على نواة واحدة، ولكن هناك أيضًا خلايا متعددة النوى (كبد الإنسان وعضلاته، والفطريات، والأهداب، والطحالب الخضراء). تتطور خلايا الدم الحمراء في الثدييات من خلايا طليعية تحتوي على نواة، لكن خلايا الدم الحمراء الناضجة تفقدها ولا تعيش طويلاً.
النواة محاطة بغشاء مزدوج، تتخلله المسام، والتي من خلالها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقنوات الشبكة الإندوبلازمية والسيتوبلازم. داخل جوهر هو الكروماتينية- أقسام حلزونية من الكروموسومات. أثناء انقسام الخلايا، تتحول إلى هياكل على شكل قضيب يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. الكروموسومات عبارة عن مجمعات معقدة من البروتينات والحمض النووي تسمى البروتين النووي.

تتمثل وظائف النواة في تنظيم جميع الوظائف الحيوية للخلية، والتي تقوم بها بمساعدة مواد الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) الحاملة للمعلومات الوراثية. استعدادًا لانقسام الخلايا، يتضاعف الحمض النووي، وأثناء الانقسام، تنفصل الكروموسومات ويتم نقلها إلى الخلايا الوليدة، مما يضمن استمرارية المعلومات الوراثية في كل نوع من الكائنات الحية.

كاريوبلازم - المرحلة السائلة للنواة، حيث توجد مخلفات الهياكل النووية في شكل مذاب.

نوية- الجزء المعزول والأكثر كثافة من القلب.

تحتوي النواة على بروتينات معقدة وحمض نووي ريبوزي (RNA) وفوسفات حر أو مرتبط بالبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد والزنك وكذلك الريبوسومات. تختفي النواة قبل بدء انقسام الخلايا ويعاد تشكيلها في المرحلة الأخيرة من الانقسام.

وبالتالي، فإن الخلية لديها تنظيم جيد ومعقد للغاية. تتيح الشبكة الواسعة من الأغشية السيتوبلازمية ومبدأ الغشاء في بنية العضيات التمييز بين التفاعلات الكيميائية العديدة التي تحدث في وقت واحد في الخلية. كل تكوين من التكوينات داخل الخلايا له هيكله الخاص ووظيفته المحددة، ولكن فقط من خلال تفاعلها يكون الأداء المتناغم للخلية ممكنًا، وبناءً على هذا التفاعل، تدخل المواد من البيئة إلى الخلية، وتتم إزالة النفايات منها إلى الخارج. البيئة - هكذا يحدث التمثيل الغذائي. لا يمكن أن ينشأ كمال التنظيم الهيكلي للخلية إلا نتيجة للتطور البيولوجي طويل الأمد، حيث أصبحت الوظائف التي تؤديها تدريجيًا أكثر تعقيدًا.
أبسط الأشكال وحيدة الخلية تمثل كلاً من الخلية والكائن الحي بكل مظاهره الحياتية. في الكائنات متعددة الخلايا، تشكل الخلايا مجموعات متجانسة - الأنسجة. بدورها، تشكل الأنسجة أعضاء وأنظمة، وتتحدد وظائفها من خلال النشاط الحيوي العام للكائن الحي بأكمله.

2. خلية بدائية النواة.

تشمل بدائيات النوى البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (السيانيا). يتم تمثيل الجهاز الوراثي بدائيات النوى بواسطة جزيء DNA دائري واحد لا يشكل روابط مع البروتينات ويحتوي على نسخة واحدة من كل جين - كائنات أحادية الصيغة الصبغية. يحتوي السيتوبلازم على عدد كبير من الريبوسومات الصغيرة. الأغشية الداخلية غائبة أو يتم التعبير عنها بشكل سيء. توجد إنزيمات استقلاب البلاستيك بشكل منتشر. يتم تمثيل جهاز جولجي بواسطة حويصلات فردية. توجد أنظمة الإنزيمات لاستقلاب الطاقة بشكل منظم على السطح الداخلي للغشاء السيتوبلازمي الخارجي. الجزء الخارجي من الخلية محاط بجدار خلوي سميك. العديد من بدائيات النوى قادرة على التكاثر في ظل ظروف معيشية غير مواتية؛ في هذه الحالة، يتم عزل جزء صغير من السيتوبلازم الذي يحتوي على الحمض النووي وإحاطته بكبسولة سميكة متعددة الطبقات. تتوقف العمليات الأيضية داخل الجراثيم عمليا. عند تعرضها لظروف مناسبة، تتحول الجراثيم إلى شكل خلوي نشط. تتكاثر بدائيات النوى بالتقسيم البسيط إلى قسمين.

متوسط ​​حجم الخلايا بدائية النواة هو 5 ميكرون. ليس لديهم أي أغشية داخلية غير غزوات غشاء البلازما. لا توجد طبقات. فبدلاً من نواة الخلية، هناك ما يعادلها (النووية)، خالية من القشرة وتتكون من جزيء DNA واحد. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي البكتيريا على الحمض النووي على شكل بلازميدات صغيرة، تشبه الحمض النووي خارج النووي في حقيقيات النوى.
الخلايا بدائية النواة القادرة على عملية التمثيل الضوئي (الطحالب الخضراء المزرقة والبكتيريا الخضراء والأرجوانية) لديها غزوات غشائية كبيرة منظمة بشكل مختلف - الثايلاكويدات، والتي تتوافق في وظيفتها مع البلاستيدات حقيقية النواة. نفس هذه الثايلاكويدات، أو في الخلايا عديمة اللون، غزوات غشائية أصغر (وأحيانًا حتى غشاء البلازما نفسه) تحل محل الميتوكوندريا وظيفيًا. وتسمى الغزوات الغشائية الأخرى المتمايزة بشكل معقد بالجسيمات المتوسطة؛ وظيفتها ليست واضحة.
فقط بعض عضيات الخلية بدائية النواة تكون متماثلة مع العضيات المقابلة لها في حقيقيات النوى. تتميز بدائيات النوى بوجود كيس مورين - وهو عنصر قوي ميكانيكيًا في جدار الخلية

الخصائص المقارنة لخلايا النباتات والحيوانات والبكتيريا والفطريات

عند مقارنة البكتيريا مع حقيقيات النوى، فإن التشابه الوحيد الذي يمكن تحديده هو وجود جدار الخلية، ولكن أوجه التشابه والاختلاف بين الكائنات حقيقية النواة تستحق اهتمامًا أكبر. يجب أن تبدأ المقارنة بالمكونات المميزة للنباتات والحيوانات والفطريات. هذه هي النواة والميتوكوندريا وجهاز جولجي (المعقد) والشبكة الإندوبلازمية (أو الشبكة الإندوبلازمية) والجسيمات الحالة. وهي مميزة لجميع الكائنات الحية، ولها بنية مماثلة وتؤدي نفس الوظائف. الآن نحن بحاجة إلى التركيز على الاختلافات. تحتوي الخلية النباتية، على عكس الخلية الحيوانية، على جدار خلوي يتكون من السليلوز. بالإضافة إلى ذلك، هناك عضيات مميزة للخلايا النباتية - البلاستيدات والفجوات. ويرجع وجود هذه المكونات إلى حاجة النباتات إلى الحفاظ على شكلها في حالة عدم وجود هيكل عظمي. هناك اختلافات في خصائص النمو. في النباتات، يحدث ذلك بشكل رئيسي بسبب زيادة حجم الفجوات واستطالة الخلايا، بينما في الحيوانات هناك زيادة في حجم السيتوبلازم، والفجوة غائبة تماما. البلاستيدات (البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات البيضاء، البلاستيدات الملونة) هي سمة من سمات النباتات في المقام الأول، لأن مهمتها الرئيسية هي توفير طريقة التغذية الذاتية. تمتلك الحيوانات، على عكس النباتات، فجوات هضمية توفر طريقة التغذية غير المتجانسة. تحتل الفطريات مكانة خاصة وتتميز خلاياها بخصائص مميزة لكل من النباتات والحيوانات. مثل الفطريات الحيوانية، لديهم نوع من التغذية غير المتجانسة، وجدار الخلية المحتوي على الكيتين، ومادة التخزين الرئيسية هي الجليكوجين. وفي الوقت نفسه، فهي، مثل النباتات، تتميز بالنمو غير المحدود، وعدم القدرة على الحركة، والتغذية عن طريق الامتصاص.

جميع الكائنات الحية على الأرض تتكون من خلايا. هناك نوعان من الخلايا، اعتمادًا على تنظيمها: حقيقيات النوى وبدائيات النوى.

حقيقيات النواةتمثل المملكة الفائقة للكائنات الحية. تُترجم كلمة "حقيقيات النوى" من اليونانية إلى "امتلاك نواة". وبناء على ذلك، فإن هذه الكائنات لديها نواة يتم فيها تشفير جميع المعلومات الوراثية. وتشمل هذه الفطريات والنباتات والحيوانات.

بدائيات النوى- وهي كائنات حية لا تحتوي خلاياها على نواة. الممثلون النموذجيون لبدائيات النوى هم البكتيريا والبكتيريا الزرقاء.

وقت حدوثها

نشأت بدائيات النوى الأولى منذ حوالي 3.5 مليار سنة، والتي كانت بعد 2.4 مليار سنة بمثابة بداية تطور الخلايا حقيقية النواة.

مقاس

تختلف حقيقيات النوى وبدائيات النوى بشكل كبير في الحجم عن بعضها البعض. وبالتالي فإن قطر الخلية حقيقية النواة هو 0.01-0.1 ملم، وقطر الخلية بدائية النواة هو 0.0005-0.01 ملم. حجم حقيقيات النوى أكبر بحوالي 10000 مرة من حجم بدائيات النوى.

الحمض النووي

تحتوي بدائيات النوى على حمض نووي دائري يقع في النواة. يتم فصل هذه المنطقة الخلوية عن بقية السيتوبلازم بواسطة غشاء. لا يرتبط الحمض النووي بأي شكل من الأشكال بالحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات، ولا توجد كروموسومات.

الحمض النووي للخلايا حقيقية النواة خطي ويقع في النواة التي تحتوي على الكروموسومات.

انقسام الخلايا في حقيقيات النوى وبدائيات النوى

تتكاثر بدائيات النوى في المقام الأول عن طريق الانشطار البسيط، في حين تنقسم حقيقيات النوى عن طريق الانقسام الفتيلي، أو الانقسام الاختزالي، أو مزيج من الاثنين.

العضيات

تحتوي الخلايا حقيقية النواة على عضيات تتميز بوجود أجهزتها الوراثية الخاصة بها: الميتوكوندريا والبلاستيدات. وهي محاطة بغشاء ولديها القدرة على التكاثر من خلال الانقسام.

توجد العضيات أيضًا في الخلايا بدائية النواة، ولكن بأعداد أقل ولا تقتصر على الغشاء.

البلعمة

لدى حقيقيات النوى، على عكس بدائيات النوى، القدرة على هضم الجزيئات الصلبة عن طريق وضعها في حويصلة غشائية. هناك رأي مفاده أن هذه الميزة نشأت استجابة للحاجة إلى توفير التغذية الكاملة لخلية أكبر بعدة مرات من الخلية بدائية النواة. نتيجة لوجود البلعمة في حقيقيات النوى كان ظهور الحيوانات المفترسة الأولى.

الأجهزة الحركية

الأسواط حقيقية النواة لها بنية معقدة إلى حد ما. وهي عبارة عن نتوءات خلوية رقيقة محاطة بثلاث طبقات من الغشاء، تحتوي على 9 أزواج من الأنابيب الدقيقة في المحيط واثنتين في المركز. يصل سمكها إلى 0.1 ملم وتكون قادرة على الانحناء بطول كامل. بالإضافة إلى السوط، تتميز حقيقيات النوى بوجود أهداب. وهي متطابقة في البنية مع الأسواط، وتختلف فقط في الحجم. طول الأهداب لا يزيد عن 0.01 ملم.

تحتوي بعض بدائيات النوى أيضًا على أسواط، إلا أنها رفيعة جدًا، ويبلغ قطرها حوالي 20 نانومتر. إنها تدور بشكل سلبي حول خيوط البروتين المجوفة.

موقع الاستنتاجات

1. حقيقيات النوى هي في الأساس كائنات متعددة الخلايا تتكاثر عن طريق. بدائيات النوى هي خلية واحدة وتتكاثر عن طريق الانقسام إلى قسمين.
2. الحمض النووي بدائيات النواة حر في السيتوبلازم وله شكل حلقة. تحتوي حقيقيات النوى على نواة حيث يقع الحمض النووي الخطي.
3. يتجاوز حجم الخلية حقيقية النواة بشكل كبير حجم الخلية بدائية النواة، بينما تتميز حقيقيات النوى بوجود البلعمة، مما يساهم في التغذية الكافية للخلية.

لا يوجد سوى نوعين من الكائنات الحية على الأرض: حقيقيات النوى وبدائيات النوى. وهي تختلف بشكل كبير في هيكلها وأصلها وتطورها التطوري، وهو ما سيتم مناقشته بالتفصيل أدناه.

في تواصل مع

علامات وجود خلية بدائية النواة

وتسمى بدائيات النوى أيضًا بدائيات النوى. لا تحتوي الخلية بدائية النواة على عضيات أخرى لها غشاء غشائي (الشبكة الإندوبلازمية، مجمع جولجي).

ومن سماتها أيضًا ما يلي:

1. بدون قشرة ولا تشكل روابط مع البروتينات. يتم نقل المعلومات وقراءتها بشكل مستمر.
2. جميع بدائيات النوى هي كائنات أحادية الصيغة الصبغية.
3. توجد الإنزيمات في حالة حرة (منتشرة).
4. لديهم القدرة على تكوين الجراثيم في ظل ظروف غير مواتية.
5. وجود البلازميدات - جزيئات الحمض النووي الصغيرة خارج الصبغي. وتتمثل مهمتها في نقل المعلومات الوراثية، وزيادة المقاومة للعديد من العوامل العدوانية.
6. وجود الأسواط والأشعار - تكوينات بروتينية خارجية ضرورية للحركة.
7. فجوات الغاز هي تجاويف. بسببهم، الجسم قادر على التحرك في عمود الماء.
8. يتكون جدار الخلية بدائيات النوى (أي البكتيريا) من مورين.
9. الطرق الرئيسية للحصول على الطاقة في بدائيات النوى هي التمثيل الكيميائي والضوئي.

وتشمل هذه البكتيريا والعتائق. أمثلة على بدائيات النوى: اللولبيات، البكتيريا البروتينية، البكتيريا الزرقاء، الكرينركيات.

انتباه!على الرغم من حقيقة أن بدائيات النوى لا تحتوي على نواة، إلا أنها تمتلك ما يعادلها - نووية (جزيء DNA دائري خالٍ من الأصداف)، وحمض نووي حر على شكل بلازميدات.

هيكل الخلية بدائية النواة

بكتيريا

ممثلو هذه المملكة هم من أقدم سكان الأرض ولديهم معدل بقاء مرتفع في الظروف القاسية.

هناك البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام. الفرق الرئيسي بينهما يكمن في بنية غشاء الخلية. إيجابية الجرام لها غلاف أكثر سمكًا، ويتكون ما يصل إلى 80٪ من قاعدة المورين، بالإضافة إلى السكريات والبولي ببتيدات. وعندما يتم صبغها بالجرام فإنها تعطي اللون البنفسجي. معظم هذه البكتيريا هي مسببات الأمراض. تحتوي سلبيات الجرام على جدار أرق، مفصول عن الغشاء بالفضاء المحيطي بالبلازمية. ومع ذلك، فإن مثل هذه القذيفة زادت قوتها وأكثر مقاومة لتأثيرات الأجسام المضادة.

تلعب البكتيريا دورًا مهمًا جدًا في الطبيعة:

1. تساعد البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) في الحفاظ على المستوى المطلوب من الأكسجين في الغلاف الجوي. أنها تشكل أكثر من نصف O2 على الأرض.
2. أنها تعزز تحلل البقايا العضوية، وبالتالي المشاركة في دورة جميع المواد، والمشاركة في تكوين التربة.
3. المثبتات النيتروجينية على جذور البقوليات.
4. يقومون بتنقية المياه من النفايات، على سبيل المثال، من الصناعة المعدنية.
5. وهي جزء من النباتات الدقيقة للكائنات الحية، مما يساعد على زيادة امتصاص العناصر الغذائية إلى الحد الأقصى.
6. يستخدم في صناعة المواد الغذائية للتخمير، وهكذا يتم إنتاج الجبن والجبن القريش والكحول والعجين.

انتباه!بالإضافة إلى أهميتها الإيجابية، تلعب البكتيريا أيضًا دورًا سلبيًا. ويسبب الكثير منها أمراضًا فتاكة، مثل الكوليرا، وحمى التيفوئيد، والزهري، والسل.

بكتيريا

العتيقة

في السابق، تم دمجهم مع البكتيريا في مملكة دروبيانوك الواحدة. ومع ذلك، مع مرور الوقت، أصبح من الواضح أن العتائق لها طريقها الفردي في التطور وتختلف تمامًا عن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في تركيبها الكيميائي الحيوي واستقلابها. هناك ما يصل إلى 5 أنواع، الأكثر دراسة هي euryarchaeota وcrenarchaeota. مميزات العتائق هي:

• معظمهم من الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية - يقومون بتصنيع المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون والسكر والأمونيا والأيونات المعدنية والهيدروجين.
• تلعب دورا رئيسيا في دورة النيتروجين والكربون.
• المشاركة في عملية الهضم لدى البشر والعديد من المجترات.
• تتمتع بقشرة غشائية أكثر استقرارًا ومتانة بسبب وجود روابط الأثير في دهون الجلسرين-الإيثر. وهذا يسمح للعتائق بالعيش في بيئات شديدة القلوية أو الحمضية، فضلاً عن درجات الحرارة المرتفعة؛
• جدار الخلية، على عكس البكتيريا، لا يحتوي على الببتيدوغليكان ويتكون من السودوميورين.

هيكل حقيقيات النوى

حقيقيات النوى هي مملكة فائقة من الكائنات الحية التي تحتوي خلاياها على نواة. بصرف النظر عن العتائق والبكتيريا، فإن جميع الكائنات الحية على الأرض هي حقيقيات النوى (على سبيل المثال، النباتات، والأوالي، والحيوانات). يمكن أن تختلف الخلايا بشكل كبير في شكلها وبنيتها وحجمها ووظائفها. على الرغم من ذلك، فهي متشابهة في أساسيات الحياة، والتمثيل الغذائي، والنمو، والتنمية، والقدرة على التهيج والتقلب.

يمكن أن تكون الخلايا حقيقية النواة أكبر بمئات أو آلاف المرات من الخلايا بدائية النواة. وهي تشمل النواة والسيتوبلازم مع العديد من العضيات الغشائية وغير الغشائية.وتشمل الأغشية: الشبكة الإندوبلازمية، والجسيمات الحالة، ومعقد جولجي، والميتوكوندريا. غير الغشائية: الريبوسومات، مركز الخلية، الأنابيب الدقيقة، الخيوط الدقيقة.

هيكل حقيقيات النوى

دعونا نقارن الخلايا حقيقية النواة من ممالك مختلفة.

تشمل المملكة الفائقة لحقيقيات النوى الممالك التالية:

• الكائنات الاوليه. كائنات متغايرة التغذية، وبعضها قادر على عملية التمثيل الضوئي (الطحالب). يتكاثرون لا جنسياً وجنسياً وبطريقة بسيطة إلى قسمين. معظمها يفتقر إلى جدار الخلية.
• النباتات. إنهم منتجون، والطريقة الرئيسية للحصول على الطاقة هي عملية التمثيل الضوئي. معظم النباتات غير متحركة وتتكاثر لا جنسياً وجنسياً وخضرياً. يتكون جدار الخلية من السليلوز.
• الفطر. متعدد الخلايا. هناك أقل وأعلى. إنها كائنات غير متجانسة ولا يمكنها التحرك بشكل مستقل. أنها تتكاثر لا جنسيا، جنسيا ونباتيا. تقوم بتخزين الجليكوجين ولها جدار خلوي قوي مصنوع من الكيتين.
• الحيوانات. هناك 10 أنواع: الإسفنج والديدان والمفصليات وشوكيات الجلد والحبليات وغيرها. وهي كائنات غيرية التغذية. قادر على الحركة المستقلة. مادة التخزين الرئيسية هي الجليكوجين. يتكون جدار الخلية من الكيتين، كما هو الحال في الفطريات. الطريقة الرئيسية للتكاثر هي الجنسية.

الجدول: الخصائص المقارنة للخلايا النباتية والحيوانية

بناء	الخلية النباتية	خلية حيوانية
جدار الخلية	السليلوز	يتكون من الجليكوكليكس - طبقة رقيقة من البروتينات والكربوهيدرات والدهون.
الموقع الأساسي	يقع بالقرب من الجدار	تقع في الجزء المركزي
مركز الخلية	حصرا في الطحالب السفلى	حاضر
الفجوات	يحتوي على عصارة الخلايا	مقلص وهضمي.
مادة احتياطية	نشاء	الجليكوجين
البلاستيدات	ثلاثة أنواع: البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات الملونة، البلاستيدات البيضاء	لا أحد
تَغذِيَة	ذاتي التغذية	عضوية التغذية

مقارنة بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

تعد السمات الهيكلية للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة مهمة، ولكن أحد الاختلافات الرئيسية يتعلق بتخزين المادة الوراثية وطريقة الحصول على الطاقة.

يتم التمثيل الضوئي في بدائيات النوى وحقيقيات النوى بشكل مختلف. في بدائيات النوى، تحدث هذه العملية على نواتج غشائية (كروماتوفورز)، مرتبة في أكوام منفصلة. لا تمتلك البكتيريا نظامًا ضوئيًا للفلور، لذا فهي لا تنتج الأكسجين، على عكس الطحالب الخضراء المزرقة، التي تنتجه أثناء التحلل الضوئي. مصادر الهيدروجين في بدائيات النوى هي كبريتيد الهيدروجين، H2، والمواد العضوية المختلفة والماء. الأصباغ الرئيسية هي البكتيريا الكلوروفيل (في البكتيريا)، والكلوروفيل والفيكوبيلين (في البكتيريا الزرقاء).

من بين جميع حقيقيات النوى، النباتات فقط هي القادرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي.لديهم تكوينات خاصة - البلاستيدات الخضراء، التي تحتوي على أغشية مرتبة في جرانا أو صفائح. يسمح وجود النظام الضوئي II بإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي أثناء عملية التحلل الضوئي للماء. المصدر الوحيد لجزيئات الهيدروجين هو الماء. الصباغ الرئيسي هو الكلوروفيل، والفيكوبيلين موجود فقط في الطحالب الحمراء.

يتم عرض الاختلافات الرئيسية والسمات المميزة لبدائيات النوى وحقيقيات النوى في الجدول أدناه.

الجدول: أوجه التشابه والاختلاف بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

مقارنة	بدائيات النوى	حقيقيات النواة
وقت الظهور	أكثر من 3.5 مليار سنة	حوالي 1.2 مليار سنة
أحجام الخلايا	ما يصل إلى 10 ميكرون	من 10 إلى 100 ميكرومتر
كبسولة	يأكل. يؤدي وظيفة وقائية. يرتبط بجدار الخلية	غائب
غشاء بلازمي	يأكل	يأكل
جدار الخلية	يتكون من البكتين أو المورين	نعم، باستثناء الحيوانات
الكروموسومات	بدلا من ذلك هناك الحمض النووي الدائري. تتم الترجمة والنسخ في السيتوبلازم.	جزيئات الحمض النووي الخطية. تتم الترجمة في السيتوبلازم، والنسخ في النواة.
الريبوسومات	صغير من نوع 70S. تقع في السيتوبلازم.	كبير من النوع 80S، يمكن أن يلتصق بالشبكة الإندوبلازمية ويتواجد في البلاستيدات والميتوكوندريا.
عضوي محاط بغشاء	لا أحد. هناك نواتج غشائية - الجسيمات المتوسطة	هناك: الميتوكوندريا، مجمع جولجي، مركز الخلية، ER
السيتوبلازم	يأكل	يأكل
	لا أحد	يأكل
الفجوات	الغاز (الهباء الجوي)	يأكل
البلاستيدات الخضراء	لا أحد. تتم عملية التمثيل الضوئي في البكتيريا الكلوروفيل	موجود فقط في النباتات
البلازميدات	يأكل	لا أحد
جوهر	غائب	يأكل
الخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة.	لا أحد	يأكل
طرق القسمة	انقباض، في مهدها، الاقتران	الانقسام، الانقسام الاختزالي
التفاعل أو الاتصالات	لا أحد	Plasmodesmata، desmosomes أو الحاجز
أنواع تغذية الخلايا	ذاتية التغذية الضوئية، ذاتية التغذية الضوئية، ذاتية التغذية كيميائيًا، ذاتية التغذية كيميائيًا	الالتقام الضوئي (في النباتات) والبلعمة (في حالات أخرى)

الاختلافات بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

خاتمة

تعد مقارنة الكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة عملية كثيفة العمالة إلى حد ما وتتطلب النظر في العديد من الفروق الدقيقة. لديهم الكثير من القواسم المشتركة مع بعضهم البعض من حيث البنية والعمليات المستمرة وخصائص جميع الكائنات الحية. تكمن الاختلافات في الوظائف المؤداة وطرق التغذية والتنظيم الداخلي. يمكن لأي شخص مهتم بهذا الموضوع استخدام هذه المعلومات.

يمكن تصنيف جميع الكائنات الحية إلى إحدى المجموعتين (بدائيات النوى أو حقيقيات النوى) اعتمادًا على البنية الأساسية لخلاياها. بدائيات النوى هي كائنات حية تتكون من خلايا لا تحتوي على نواة خلية وعضيات غشائية. حقيقيات النوى هي كائنات حية تحتوي على نواة وعضيات غشائية.

تعتبر الخلية مكونًا أساسيًا في تعريفنا الحديث للحياة والكائنات الحية. يُنظر إلى الخلايا على أنها اللبنات الأساسية للحياة وتستخدم في تحديد معنى أن تكون "حيًا".

دعونا نلقي نظرة على تعريف واحد للحياة: "الكائنات الحية هي منظمات كيميائية تتكون من خلايا وقادرة على التكاثر" (كيتون، 1986). يعتمد هذا التعريف على نظريتين: نظرية الخلية ونظرية التولد الحيوي. تم اقتراحه لأول مرة في أواخر ثلاثينيات القرن التاسع عشر من قبل العلماء الألمان ماتياس جاكوب شلايدن وتيودور شوان. لقد جادلوا بأن جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا. تنص نظرية التولد الحيوي، التي اقترحها رودولف فيرشو عام 1858، على أن جميع الخلايا الحية تنشأ من خلايا موجودة (حية) ولا يمكن أن تنشأ تلقائيًا من مادة غير حية.

مكونات الخلايا محاطة بغشاء يعمل كحاجز بين العالم الخارجي والمكونات الداخلية للخلية. غشاء الخلية هو حاجز انتقائي، وهذا يعني أنه يسمح لبعض المواد الكيميائية بالمرور من خلاله للحفاظ على التوازن الضروري لوظيفة الخلية.

ينظم غشاء الخلية حركة المواد الكيميائية من خلية إلى أخرى بالطرق التالية:

• الانتشار (ميل جزيئات المادة إلى تقليل التركيز، أي حركة الجزيئات من منطقة ذات تركيز أعلى نحو منطقة أقل حتى يتساوى التركيز)؛
• التناضح (حركة جزيئات المذيبات عبر غشاء منفذ جزئيًا من أجل معادلة تركيز المادة المذابة غير القادرة على التحرك عبر الغشاء)؛
• النقل الانتقائي (باستخدام القنوات الغشائية والمضخات).

بدائيات النوى هي كائنات حية تتكون من خلايا لا تحتوي على نواة خلية أو أي عضيات مرتبطة بغشاء. وهذا يعني أن المادة الوراثية DNA في بدائيات النوى غير مرتبطة بالنواة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحمض النووي في بدائيات النوى أقل تنظيمًا من الحمض النووي في حقيقيات النوى. في بدائيات النوى، الحمض النووي هو دائرة واحدة. يتم تنظيم الحمض النووي حقيقي النواة في الكروموسومات. تتكون معظم بدائيات النوى من خلية واحدة فقط (أحادية الخلية)، ولكن هناك القليل منها متعدد الخلايا. يقسم العلماء بدائيات النوى إلى مجموعتين: و.

تشتمل الخلية بدائية النواة النموذجية على:

• غشاء البلازما (الخلية)؛
• السيتوبلازم؛
• الريبوسومات.
• الأسواط والأشعار.
• نووي.
• البلازميدات.

حقيقيات النواة

حقيقيات النوى هي كائنات حية تحتوي خلاياها على نواة وعضيات غشائية. في حقيقيات النوى، توجد المادة الوراثية في النواة، ويتم تنظيم الحمض النووي في الكروموسومات. يمكن أن تكون الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية أو متعددة الخلايا. هي حقيقيات النوى. تشمل حقيقيات النوى أيضًا النباتات والفطريات والأوالي.

تشتمل الخلية حقيقية النواة النموذجية على:

• نوية؛

ترتبط الميزة الأساسية الأكثر أهمية للخلايا حقيقية النواة بموقع الجهاز الوراثي في ​​الخلية. يقع الجهاز الوراثي لجميع حقيقيات النوى في النواة ويحميه الغلاف النووي (في اليونانية، تعني كلمة "حقيقية النوى" وجود نواة). الحمض النووي في حقيقيات النوى خطي (في بدائيات النوى يكون الحمض النووي دائريًا ويقع في منطقة خاصة من الخلية - النواة التي لا يفصلها غشاء عن بقية السيتوبلازم). ويرتبط ببروتينات الهيستون وبروتينات الكروموسومات الأخرى التي لا تحتوي عليها البكتيريا.

في دورة حياة حقيقيات النوى، عادة ما يكون هناك مرحلتان نوويتان (الطور الفرداني والطور المزدوج). تتميز المرحلة الأولى بمجموعة أحادية الصيغة الصبغية (مفردة) من الكروموسومات، ثم، عند دمج خليتين فرديتين (أو نواتين) تشكل خلية ثنائية الصيغة الصبغية (نواة) تحتوي على مجموعة مزدوجة (ثنائية الصيغة الصبغية) من الكروموسومات. في بعض الأحيان أثناء الانقسام التالي، وفي كثير من الأحيان بعد عدة انقسامات، تصبح الخلية أحادية الصيغة الصبغية مرة أخرى. إن دورة الحياة هذه، وبشكل عام، ازدواجية الصيغة الصبغية ليست نموذجية بالنسبة لبدائيات النوى.

أما الاختلاف الثالث، وربما الأكثر إثارة للاهتمام، فهو وجود عضيات خاصة في الخلايا حقيقية النواة لها جهازها الوراثي الخاص بها، وتتكاثر بالانقسام وتحيط بها غشاء. هذه العضيات هي الميتوكوندريا والبلاستيدات. إنها تشبه البكتيريا بشكل لافت للنظر في بنيتها ونشاطها الحيوي. دفع هذا الظرف العلماء المعاصرين إلى الاعتقاد بأن مثل هذه الكائنات الحية هي من نسل البكتيريا التي دخلت في علاقة تكافلية مع حقيقيات النوى. تتميز بدائيات النوى بوجود عدد قليل من العضيات، ولا يحيط أي منها بغشاء مزدوج. لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على شبكة إندوبلازمية أو جهاز جولجي أو ليسوسومات.

هناك اختلاف مهم آخر بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى وهو وجود الالتقام الخلوي في حقيقيات النوى، بما في ذلك البلعمة في العديد من المجموعات. البلعمة (حرفيًا "الأكل بواسطة الخلية") هي قدرة الخلايا حقيقية النواة على التقاط مجموعة واسعة من الجزيئات الصلبة وتطويقها في حويصلة غشائية وهضمها. توفر هذه العملية وظيفة وقائية مهمة في الجسم. تم اكتشافه لأول مرة بواسطة I. I. Mechnikov في نجم البحر. من المرجح أن يرتبط ظهور البلعمة في حقيقيات النوى بالحجم المتوسط ​​(المزيد حول اختلافات الحجم مكتوب أدناه). أحجام الخلايا بدائية النواة أصغر بشكل غير متناسب، وبالتالي، في عملية التطور التطوري لحقيقيات النوى، واجهت مشكلة تزويد الجسم بكمية كبيرة من الطعام. ونتيجة لذلك، تظهر أول الحيوانات المفترسة الحقيقية والمتنقلة بين حقيقيات النوى.

تمتلك معظم البكتيريا جدارًا خلويًا مختلفًا عن جدار الخلية حقيقيات النوى (وليس كل حقيقيات النوى تمتلكه). في بدائيات النوى، يكون هيكلًا متينًا يتكون بشكل رئيسي من مورين (في العتائق، بسودومورين). هيكل مورين هو أن كل خلية محاطة بكيس شبكي خاص، وهو جزيء واحد ضخم. من بين حقيقيات النوى، تمتلك العديد من الطلائعيات والفطريات والنباتات جدارًا خلويًا. يتكون في الفطريات من الكيتين والجلوكان، وفي النباتات السفلية يتكون من السليلوز والبروتينات السكرية، وتقوم الدياتومات بتصنيع جدار الخلية من أحماض السيليك، وفي النباتات العليا تتكون من السليلوز والهيمسيلولوز والبكتين. على ما يبدو، بالنسبة للخلايا حقيقية النواة الأكبر حجمًا، أصبح من المستحيل إنشاء جدار خلوي عالي القوة من جزيء واحد. هذا الظرف يمكن أن يجبر حقيقيات النوى على استخدام مواد مختلفة لجدار الخلية. تفسير آخر هو أن الجد المشترك لحقيقيات النوى فقد جداره الخلوي بسبب الانتقال إلى الافتراس، ثم فقدت أيضًا الجينات المسؤولة عن تخليق المورين. وعندما عادت بعض حقيقيات النوى إلى التغذية التناضحية، ظهر جدار الخلية مرة أخرى، ولكن على أساس كيميائي حيوي مختلف.

التمثيل الغذائي للبكتيريا متنوع أيضًا. بشكل عام، هناك أربعة أنواع من التغذية، وجميعها توجد بين البكتيريا. هذه هي التغذية الضوئية، التغذية الضوئية، التغذية الكيميائية، التغذية الكيميائية (التغذية الضوئية تستخدم طاقة ضوء الشمس، التغذية الكيميائية تستخدم الطاقة الكيميائية). تقوم حقيقيات النوى إما بتصنيع الطاقة من ضوء الشمس بنفسها أو تستخدم طاقة جاهزة من هذا الأصل. قد يكون هذا بسبب ظهور الحيوانات المفترسة بين حقيقيات النوى، والتي اختفت الحاجة إلى تصنيع الطاقة من أجلها.

الفرق الآخر هو هيكل السوط. في البكتيريا تكون رقيقة - يبلغ قطرها 15-20 نانومتر فقط. هذه هي خيوط مجوفة مصنوعة من بروتين فلاجيلين. هيكل السوط حقيقيات النواة أكثر تعقيدًا. وهي عبارة عن نمو خلية محاطة بغشاء وتحتوي على هيكل خلوي (محور محوري) مكون من تسعة أزواج من الأنابيب الدقيقة الطرفية واثنين من الأنابيب الدقيقة في المركز. على عكس الأسواط الدوارة بدائية النواة، فإن الأسواط حقيقية النواة تنحني أو تتلوى. إن مجموعتي الكائنات الحية التي ندرسها، كما ذكرنا سابقًا، تختلفان تمامًا في متوسط ​​أحجامهما. يبلغ قطر الخلية بدائية النواة عادة 0.5-10 ميكرون، في حين أن نفس الرقم في حقيقيات النوى هو 10-100 ميكرون. حجم هذه الخلية أكبر بمقدار 1000-10000 مرة من حجم الخلية بدائية النواة. تحتوي بدائيات النوى على ريبوسومات صغيرة (نوع 70S). تحتوي حقيقيات النوى على ريبوسومات أكبر (نوع 80S).

ويبدو أن وقت ظهور هذه المجموعات يختلف أيضًا. نشأت بدائيات النوى الأولى في عملية التطور منذ حوالي 3.5 مليار سنة، منها منذ حوالي 1.2 مليار سنة تطورت كائنات حقيقية النواة.