Прокариоты или донуклеарные клетки — первые живые организмы на Земле. Несмотря на примитивное строение прокариотической клетки, бактерии, археи и цианобактерии смогли дожить до наших дней.

Компоненты

Прокариоты состоят из трех компонентов:

  • оболочка;
  • цитоплазма;
  • генетический материал.

Панцирь прокариот состоит из трех слоев:

  • плазмалемма – тонкая мембрана, покрывающая цитоплазму;
  • клеточная стенка – прочная внешняя оболочка, содержащая белок муреин;
  • капсула – защитная структура, состоящая из полисахаридов или белков.

Капсула (слизистая оболочка, оболочка) является необязательным компонентом клетки. Предназначен для защиты от неблагоприятных условий, таких как высыхание или мороз. Это дополнительный барьер, способный защитить клетку от вирусов (бактериофагов). У некоторых бактерий капсула выступает дополнительным источником веществ.

Строение прокариотической клетки

Рис. 1. Прокариотическая оболочка.

Цитоплазма прокариот представляет собой гелеобразное вещество, содержащее:

  • неорганические вещества;
  • белки;
  • полисахариды;
  • метаболиты (продукты обмена веществ).

Важнейшей структурной особенностью прокариотической клетки является отсутствие ядра. Генетическая информация в виде кольцевой ДНК хранится непосредственно в цитоплазме и образует несвойственную для эукариот структуру – нуклеоид.
Помимо нуклеоида, цитоплазма прокариот постоянно содержит:

  • рибосомы – структуры, состоящие из двух субъединиц, осуществляющие биосинтез белка;
  • мезосома – складка плазмалеммы, осуществляющая репликацию ДНК и клеточное дыхание (аналог митохондрий);
  • органеллы движения — длинные жгутики, состоящие из белка флагеллина, и короткие пили, образованные белком пилином.

Помимо органелл в цитоплазме могут содержаться запасы веществ – включения:

  • гликоген;
  • крахмал;
  • волютин (метахроматин) – гранулы полифосфорной кислоты;
  • капли жира;
  • сера.

Плазмиды – непостоянные структуры прокариот. Состоят из небольших отдельных молекул ДНК, которыми бактерии могут обмениваться в ходе горизонтального переноса генов.

Строение прокариотической клетки

Рис. 2. Органеллы преднуклеарных клеток.

Деление

Прокариоты размножаются путем прямого или бинарного деления — амитоза. Клетка никак не подготовлена ​​к этому процессу. Деление начинается с дупликации кольцевой ДНК на мезосоме без образования хромосом.
Процесс можно разделить на два этапа:

  • кариокинез – репликация и дивергенция ДНК;
  • цитокинез – разделение путем сужения всего содержимого клетки.

Каждая дочерняя клетка получает кольцо ДНК. Однако остальные структуры распределены неравномерно.

Строение прокариотической клетки

Рис. 3. Бактериальное деление.

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?

На уроке 10 класса мы узнали о строении и функциональном назначении органелл прокариотической клетки. К прокариотам относятся бактерии, цианобактерии и археи. У них нет ядра; генетическая информация располагается непосредственно в цитоплазме в виде запутанной структуры — нуклеоида. Помимо кольцевой ДНК, клетки могут содержать небольшие молекулы ДНК в виде плазмид. Прокариоты размножаются посредством амитоза и способны обмениваться генами.