У бактерий обнаружили аналоги ядерных пор

Австралийские ученые обнаружили в бактериальных клетках комплексы, поразительно похожие на эукариотические. Выяснилось, что внутренние мембраны исследуемых бактерий содержат поры, сходные по строению с ядерными порами эукариот — они обладают восьмилучевой симметрией и стандартной для ядерных пор структурой колец и корзины. Исследование опубликовано в PLoS One.

Бактерии, в отличие от эукариотических клеток, не имеют ядра и других мембранных компарментов внутри клетки. Тип планктомицеты — одно из редких исключений. Эти бактерии обладают отдельными внутренними мембранами, разделяющими цитоплазму на несколько частей. Основные компартменты внутри такой клетки — парифоплазма (область под внешней мембраной без рибосом) перрелюсома (область с рибосомами) и нуклеоид, окружающий ДНК. Нуклеоид представлен двойным липидным бислоем, то есть имеет внутреннюю и наружную мембрану, подобно ядерной оболочке эукариот. У эукариот в такой ядерной оболочке находятся поры — большие белковые комплексы, предназначенные для транспорта макромолекул в ядро и из ядра.

С помощью трансмиссионной электронной микроскопии ученым удалось показать, что во внутренних мембранах исследуемого представителя планктомицетов, Gemmata obscuriglobus (подвергнутого заморозке при высоком давлении или процедуре криозамещения), можно увидеть похожие на поры структуры размером около 35 нанометров, что примерно в три раза меньше эукариотических ядерных пор. Эти структуры состоят из колец, напоминающих кольца эукариотических ядерных пор, и равномерно распределены по всему слою мембраны. На один квадратный микрометр мембраны приходится около 87 таких комплексов.

Метод замораживания-разрушения перед микроскопией позволил получить еще более точные снимки этих структур. На изображениях каждая пора представлена круглым комплексом со внешним кольцом и внутренним кольцом, окружающим более темный центр. Негативное окрашивание срезов и последующее увеличение снимков позволило обнаружить наличие «затычек» в некоторых из пор, также характерных для эукариот. Кроме того, были найдены и более мелкие классы пор, размером около 14 нанометров и около 5 нанометров, но из-за недостаточной величины они меньше похожи на эукариотические и едва ли обладают похожими свойствами.

Дальнейшие эксперименты показали, что в клетках

Gemmata obscuriglobus есть три основных типа мембран, и только в одном из них имеются поры. Это свидетельствует о том, что функция пор достаточно специфична, а их местоположение не случайно. Электронная томография соответствующей фракции мембран и последующая 3D-реконструкция показала, что поры обладают восьмилучевой симметрией, связанной, по-видимому, с блоковой структурой, и имеют форму корзины, вновь напоминающую эукариотические поры.

После этого ученые проанализировали белковый состав разных внутренних мембран. АТФ-азные структуры, обнаруженные в некоторых мембранных фракциях, отсутствовали во фракции мембран с порами, что свидетельствует о том, что поры не имеют отношения к электронному транспорту и запасанию энергии. Из 128 белков фракции с порами треть оказалась уникальной для этого типа мембран. Биоинформатический анализ показал, что многие из них не похожи ни на какие известные белки других организмов.

Объединение белков в кластеры по признаку внутреннего сходства позволило выявить среди них две основные группы белков. Один из этих кластеров был представлен белками, содержащими бета-пропеллеры в консервативной последовательности С-конца — структуры, характерные для белков эукариотических ядерных пор. Ученые стали искать другие подобные случаи, и обнаружили еще два белка, напоминающие по структуре адаптеры клатрина, также входящие в состав эукариотических ядерных пор. При этом, несмотря на структурное сходство, сами последовательности бактериальных и эукариотических белков не были похожи, что свидетельствует против теории недавнего горизонтального переноса генов.

Ученые полагают, что сходство обнаруженных поровых комплексов у бактерий и хорошо изученных ядерных пор эукариот, по-видимому, не результат общего происхождения, а следствие поразительной конвергенции, касающейся как общей архитектуры пор, так и структуры конкретных белков. Судя по всему, именно такое строение оказывается оптимальным при необходимости переносить макромолекулы сквозь мембраны. Ранее мы рассказывали о том, как механизмы конвергенции могут делать похожими даже довольно далекие организмы, но трудно себе представить кого-нибудь более далекого, чем современные эукариоты и бактерии.

Анна Казнадзей

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Имеют ли бактерии ядро? 9 фактов, которые вы должны знать —

By Бхайрави Ратхорд

В этой статье мы обсудим вопрос «Есть ли у бактерий ядро?» с 9 фактами в деталях.

Область цитоплазмы, где свободно плавает генетический материал, неправильной формы без каких-либо связанных с мембраной ядер или клеточных органелл в цитоплазматической области называют нуклеоидом.

Есть ли у некоторых бактерий ядро?

Ни одна бактерия не содержит ни мембраносвязанных, ни замкнутых ядер. Бактерии являются прокариотическими организмами, т. генетический материал рассеивается в середине клетки.

У них нет ядра, но есть генетическая информация клетки в виде линейной двойной стандартной ДНК без ядра. В отличие от эукариотического генетического материала, бактериальная клетка имеет несколько нуклеоидов, в то время как некоторые бактерии имеют более четырех нуклеоидов. Бактерии имеют как ДНК, так и РНК, но они присутствуют в области нуклеоидов. Бактерии, как и все другие формы жизни, хранят свою генетическую информацию в виде ДНК, представляющей собой одиночные кольцевые хромосомы.

Почему у бактерий нет ядра?

Компания прокариоты являются одиночными клетками, а к этим прокариотам относятся простые организмы и бактерии. Отсутствие ядерного ядра в таких клетках является адаптацией, благодаря которой они могут лучше выполнять все клеточные функции и помогают выполнять свою специализированную функцию..

Обнаружен кольцевой фрагмент двойного стандарта ДНК, который называется нуклеоидом, бактерии действительно контролируют экспрессию своих генов с помощью систем управления оперонами, клетка проделала всю эту деятельность без ядра а геном активно контролировался ДНК-связывающими белками.

Двумя наиболее важными функциями этого генетического материала являются экспрессия, которая отвечает за фенотип конкретных организмов, и репликация, которая отвечает за дублирование генетического материала и его точную репликацию.

есть ли у бактерий ядро
Изображение из Википедия

Имеют ли доменные бактерии ядро?

Прокариоты принадлежат либо к домену бактерий, либо к домену архей, в то время как организмы с эукариотами принадлежат к домену эукариот, но археи и бактерии вообще не содержат ядра..

Клетки бактерий и архей отсутствуют некоторые внутренние мембраносвязанные структуры и органеллы. генетические материалы отделены от остальных клеток. таким образом, только третий домен, названный eukarya, имеет ядро. в то время как бактерии и археи имеют один фрагмент кольцевой ДНК в цитоплазматической области клетки, называемый нуклеоидом.

Благодаря наличию плазмидной ДНК он обладает многими видами важных генов, таких как гены устойчивости к антибиотикам и гены толерантности, благодаря которым он может обладать дополнительными свойствами и может выживать в экстремальных условиях.

Имеют ли грамположительные бактерии ядро?

Компания грамположительные бактерии не содержат ядра, как правило, они имеют двухцепочечный кольцевой фрагмент ДНК, расположенный в цитоплазматической области, известный как нуклеоид. У них отсутствуют клеточные органеллы и связанные с мембраной ядра.

У грамположительных бактерий нет внешнего мембрана для ядра но обычно состоят или окружены многими слоями пептидогликана, более толстыми, чем грамположительные бактерии. Отсутствие внутриклеточные органеллы — наиболее очевидное упрощение этой бактерии.. Примеры грамположительных бактерий включают Микобактерии туберкулеза, Bacillus cereus, золотистый стафилококк, и многие другие, которые содержат область нуклеоидов и способны хранить всю свою генетическую информацию.

Эти бактерии также могут создавать несколько копий своей ДНК благодаря наличию внеклеточной ДНК, известной как плазмида. благодаря наличию плазмиды все типы грамположительных бактерий несут одну важную особенность, известную как ген устойчивости к антибиотикам, поэтому они могут выживать перед чужеродными или вредными агентами, такими как антибиотики.

Что у бактерий вместо ядра?

Вместо центрального ядра бактерии содержат нуклеоидный участок с ферментами, белки и РНК. Функция нуклеоида заключается в том, чтобы действовать как регуляторный центр, который регулирует рост, размножение, репликацию и синтез ДНК и общее поддержание клеток.

Нуклеоид имеет круглую, неправильную форму. По сравнению с размерами клетки длина этого нуклеоида очень велика, и он образован с помощью молекул РНК, суперспирализации ДНК, а также хромосомных архитектурных белков. Этот нуклеоид работает как генетический материал, состоящий из 80% ДНК, 10% РНК и 10% белка. ДНК в нуклеоиде постоянно расширяется в цитозоль во время роста клеток.

Компания бактерии передают свой генетический материал в виде ДНК из одной клетки к другому через эти три процесса генетического обмена. Иногда его также называют латеральным или горизонтальным переносом генов. Еще одна особенность бактерий заключается в том, что они плазмидная ДНК в котором он имеет начало репликации, тогда как он может копировать себя независимо от бактериальной хромосомы. Он варьируется от менее 5 до нескольких сотен кбит/с и достигает 2 Мбит/с у некоторых бактерий.

Есть ли у бактерий ядро? | Структура бактерий

K Ядро, известное как центр управления клеткой, является наиболее заметной структурой эукариотических клеток. Бактерии, будучи одним из прокариот, лишены его.

Итак, если у них нет ядра, что у них есть вместо него? Как они обрабатывают свою генетическую информацию?

Найдите все ответы на эти вопросы, прокрутив страницу вниз.

Содержание

  • Есть ли у бактерий ядро?
  • Структура бактерий
    • 1. Капсула
    • 2. Клеточная стенка
    • 3. Цитоплазма
    • 4. Плаченица
    • 5. Рибосомы
    • . Нуклеоид
  • Как дурачны?
  • Ссылки

Имеют ли бактерии ядро?

Краткий ответ : Нет .

Структура бактерий

Бактерии – мелкие одноклеточные микроорганизмы под доменом Prokaryota. Интересно, что они считаются прямыми потомками первых организмов, которые процветали на Земле около 3,5 миллиардов лет назад.

Несмотря на то, что они кажутся невидимыми невооруженным глазом, под мощными микроскопами можно наблюдать структуры внутри бактерий. Проверьте 13 различных форм бактерий здесь.

Ниже приведены некоторые из основных структур бактериальной клетки.

Структура бактерий (Источник: Wikimedia)

1. Капсула

Также называемая гликокаликсом , бактериальная капсула представляет собой оболочку вокруг клеточной стенки , состоящую из полимерных веществ, полисахаридов или полипептидов (иногда из обоих). Известно, что капсула предотвращает высыхание и прикрепление бактериофагов .

2. Клеточная стенка

Клеточная стенка бактерий очень похожа на клеточную стенку растений и грибы , так как они выполняют структурную поддержку. Клеточная стенка пептидогликана состоит из аминокислот и дисахаридов (отсюда пептидогликан ) и используется в качестве маркера для лечения антибиотиками.

3. Цитоплазма

Цитоплазма бактерий содержит несколько отложений, известных как включения , которые важны для их идентификации. Некоторые из них включают белки, сахара, ферменты и другие.

4. Жгутик

Жгутик — это длинный и тонкий волосовидный придаток у бактерий, который позволяет им двигаться в направлении питательных и других веществ.

5. Рибосомы

Бактериальные рибосомы почти не отличаются от своих эукариотических аналогов, только они меньше по размеру и немного отличаются по молекулярному составу. Рибосомы являются местом синтеза белка , где нуклеиновые кислоты транслируются в аминокислоты, которые являются строительными блоками белков .

Нуклеоид

Помимо структур, упомянутых выше, бактерии имеют особую область, которая позволяет им выживать. Вместо центрального ядра у бактерий есть область, называемая нуклеоидом (буквально означает «, подобный ядру »), которая содержит взвешенный генетический материал.

  • В отличие от генетического материала эукариот, генофор (прокариотическая ДНК) представляет собой двухцепочечную кольцевую цепочку. Кроме того, ДНК не окружена какой-либо оболочкой.
  • Число нуклеоидов в бактериальной клетке в норме равно единице; однако некоторые виды бактерий могут иметь более четырех нуклеоидов.

Как размножаются бактерии?

Бактерии бывают разных структур и форм; но эволюция позволяет им выжить даже без ядра. Как правило, бактерии размножаются посредством процесса, известного как бинарное деление. По сути, это просто включает в себя деление одной клетки на две идентичные дочерние клетки, получающие один и тот же генетический материал от своих родителей.

Бактерии распространены повсеместно и их можно найти почти в любом месте на планете – в почве, воде, растениях и даже животных, таких как люди. При такой высокой приспособляемости неудивительно, что они развили способность воспроизводиться и выживать без структуры, которая позволяла это делать их эукариотическим аналогам.

Цитировать эту страницу

APA7MLA8Chicago

Ссылки

  • – «Что такое микробы?» . По состоянию на 19 сентября 2017 г. Ссылка.
  • – «Бактериальные жгутики: структура, значение и примеры жгутиковых бактерий – микробонлайн» . По состоянию на 19 сентября 2017 г. Ссылка.
  • – «Молекулярные выражения клеточной биологии: структура клеток бактерий»
    . По состоянию на 19 сентября 2017 г. Ссылка.
  • – «О микробиологии – Бактерии» . По состоянию на 19 сентября 2017 г. Ссылка.

Предыдущая статьяПочему гомеостаз важен для живых организмов?

Следующая статьяЕсть ли у насекомых сердце?

Последние сообщения

История биологии

Бактерии | Клетка, эволюция и классификация

Mycobacterium tuberculosis

См. все СМИ

Ключевые лица:
Джошуа Ледерберг Джордж П. Смит Роберт Кох Антони ван Левенгук Фердинанд Кон
Похожие темы:
риккетсия кампилобактер азотфиксирующие бактерии серная бактерия эубактерии

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

бактерии , единственное число бактерия , любой из группы микроскопических одноклеточных организмов, которые живут в огромных количествах почти во всех средах на Земле, от глубоководных жерл и глубоко под поверхностью Земли до пищеварительного тракта человека.

Бактерии не имеют связанного с мембраной ядра и других внутренних структур, поэтому их относят к одноклеточным формам жизни, называемым прокариотами. Прокариоты являются доминирующими живыми существами на Земле, они существовали примерно три четверти истории Земли и адаптировались почти ко всем доступным экологическим средам обитания.

Как группа, они демонстрируют чрезвычайно разнообразные метаболические способности и могут использовать почти любое органическое соединение и некоторые неорганические соединения в качестве источника пищи. Некоторые бактерии могут вызывать заболевания у людей, животных или растений, но большинство из них безвредны и являются полезными экологическими агентами, метаболическая активность которых поддерживает высшие формы жизни. Другие бактерии являются симбионтами растений и беспозвоночных, где они выполняют важные для хозяина функции, такие как фиксация азота и расщепление целлюлозы. Без прокариот почва не была бы плодородной, а мертвый органический материал разлагался бы намного медленнее. Некоторые бактерии широко используются при приготовлении пищевых продуктов, химикатов и антибиотиков. Исследования взаимоотношений между различными группами бактерий продолжают давать новое понимание происхождения жизни на Земле и механизмов эволюции.

Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен внутри ядерной мембраны, или прокариотических клеток, в которых генетический материал не отделен от остальной части клетка.

Традиционно все прокариотические клетки называли бактериями и относили к прокариотическому царству Monera. Однако их классификация как Monera, эквивалентная по таксономии другим царствам — Plantae, Animalia, Fungi и Protista — недооценивает замечательное генетическое и метаболическое разнообразие, проявляемое прокариотическими клетками по сравнению с эукариотическими клетками. В конце 19Американский микробиолог 70-х годов Карл Вёзе впервые внес серьезные изменения в классификацию, поместив все организмы в три домена — эукариоты, бактерии (первоначально называвшиеся эубактериями) и археи (первоначально называвшиеся архебактериями) — чтобы отразить три древние линии эволюции. Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, затем были разделены на две из этих областей: бактерии и археи. Бактерии и археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и у них есть кольцевая ДНК. Однако они принципиально различны, и их разделение основано на генетических свидетельствах их древних и отдельных эволюционных линий, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.

Прокариотические клетки (т. е. бактерии и археи) принципиально отличаются от эукариотических клеток, составляющих другие формы жизни. Прокариотические клетки имеют гораздо более простую структуру, чем эукариотические клетки. Наиболее очевидным упрощением является отсутствие внутриклеточных органелл, характерных для эукариотических клеток. Органеллы представляют собой дискретные, окруженные мембраной структуры, содержащиеся в цитоплазме и включающие ядро, где сохраняется, копируется и экспрессируется генетическая информация; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия преобразуется в метаболическую энергию; лизосома, где перевариваются поглощенные белки и становятся доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, где белки, которые синтезируются и высвобождаются клеткой, собираются, модифицируются и экспортируются. Все виды деятельности, выполняемые органеллами, имеют место и у бактерий, но они не осуществляются специализированными структурами. Кроме того, прокариотические клетки обычно значительно меньше эукариотических. Небольшой размер, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, а также обитать и процветать практически в любой среде.

Викторина «Британника»

Бактерии, плесень и лишайники: правда или вымысел?

Прокариотические и эукариотические клетки различаются по многим другим параметрам, включая состав липидов, структуру ключевых метаболических ферментов, реакцию на антибиотики и токсины и механизм экспрессии генетической информации. Эукариотические организмы содержат несколько линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем они должны быть для кодирования синтеза белков. Значительные части рибонуклеиновой кислоты (РНК) копии генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК) отбрасываются, а оставшаяся матричная РНК (мРНК) существенно модифицируется перед трансляцией в белок.