ДНК в прокариотической клетке

Рис.2,8. Схема строения прокариотической клетки (бактериальная клетка в продольном разрезе) (по Г. Шлегелю)

Наследственная информация прокариотической клетки содержится в нуклеоплазме в структуре, называемой бактериальной хромосомой или бактериальным нуклеоидом. [c.24]

Сходство между этими двумя видами органелл эукариотической клетки и прокариотическими клетками имеет большое значение для представлений об эволюции. Оно наводит на мысль, что хлоропласты [c.49]

Существует два больших класса клеток, отличающихся по строению и функциям. Наиболее древними и простыми по строению являются прокариотические клетки. Основные свойства, характерные для прокариот, можно рассмотреть на примере бактерий. Это одни из наиболее простых по строению клеток, отличающиеся малыми размерами и примитивным строением. Они не имеют ядра, и их генетический материал не защищен дополнительной внутриклеточной мембраной. Как правило, бактерии получают необходимую энергию из окружающей среды, причем глюкоза является основным ее источником. Разновидностью бактерий являются синезеленые водоросли, или цианобактерии, имеющие фотосистему, подобную растительным клеткам. Цианобактерии способны фиксировать азот, углекислый газ и выделять кислород. Таким образом, их нормальная жизнедеятельность может протекать при наличии только во- Электронная [c.11]

До сих пор мы рассматривали нефтяные нентациклические углеводороды ряда гопана. Безусловно, эта структура является главной для тритерпанов любых нефтей. В геохимическом аспекте весьма симптоматично, что именно гопаны, скелет которых создается простейшей прокариотической клеткой бактерий или сине-зеленых водорослей, занимают такое ведуш ее положение в нефтях [48, 54]. Следует предположить, что углеводороды ряда гопана представляют собой результат деятельности древних микроорганизмов и среди прочих соединений входили в состав липидов их клеточных мембран, т. е. образование гопанов происходило на стадии раннего диагенеза органического вещества осадков. [c.138]

Структурные различия между эукариотическими и прокариотическими клетками отражают весьма важные различия в механизмах осуществления ряда жизненных функций клетки. Речь идет прежде всего о передаче и проявлении генетической информации, об энергетическом обмене и о механизме поглощения и выделения веществ клеткой. Теперь уже очевидно, что граница между эукариотическими и прокариотическими клеточными организмами — наиболее важное и глубокое из всех обусловленных эволюцией различий в современном мире живого. Кроме того, оно позволяет совершенно однозначно разделить организмы на две группы только по особенностям их клеток. [c.7]

Рис. 11. Комбинированное схематическое изображение прокариотической клетки.

В современном мире существуют два существенно различных по внутренней архитектуре типа клеток. Более сложная эукариотическая клетка является структурной единицей у растений, многоклеточных животных, простейших, грибов и всех групп, которые обычно относили к водорослям, кроме одной. Несмотря на крайнее разнообразие эукариотических клеток, обусловленное их специализацией в ходе эволюции этих групп, а также модификациями, которые они претерпевают во время дифференцировки у растений и животных, в основной архитектуре таких клеток всегда имеется много общих черт. Менее сложная прокариотическая клетка является структурной единицей у двух групп микробов у бактерий и у тех организмов, которые раньше называли сине-зелеными водорослями. Сине-зеленые водоросли обладают таким же механизмом фотосинтеза, как и эукариотические водоросли, но он происходит в клетке, имеющей совершенно иную тонкую структуру. Поэтому объединение так называемых сине-зеленых водорослей с эукариотическими водорослями уже нельзя считать оправданным, и они рассматриваются как одна из групп фотосинтезирующих бактерий — цианобактерии. [c.6]

СТРОЕНИЕ ПРОКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ [c.8]

Существуют два различных типа нуклеиновых кислот —дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). ДНК представляет собой генетический материал большинства организмов. В прокариотических клетках, кроме основной хромосомной ДНК, часто встречаются вне хромосомные ДНК — плазмиды. В эукариотических клетках основная масса ДНК расположена в клеточном ядре, где она связана с белками в хромосомах. Эукариотические клетки содержат ДНК также в различных органел-лах (митохондриях, хлоропластах). Что же касается РНК, то а клетках имеются матричные РНК (мРНК), рибосомные РНК (рРНК), транспортные РНК (тРНК) и ряд других кроме того, РНК входят в состав многих вирусов. [c.296]

Опишите особенности строения мембран прокариотической клетки. [c.45]

Хотя прокариотические клетки не видны невооруженным глазом и менее знакомы нам по сравнению с высшими животными и растениями, они составляют очень существенную часть биомассы Земли. Вероятно, три четверти всей живой материи на Земле приходится на долю микроорганизмов, больщинство из которых-прокариоты. Более того, прокариоты играют важную роль в биологических превращениях материи и энергии на Земле. Фотосинтезирующие бактерии, обитающие как в пресной, так и в морской воде, поглощают солнечную энергию и используют ее для синтеза углеводов и других компонентов клеток, которые в свою очередь служат пищей для других организмов. Некоторые бактерии могут фиксировать молекулярный азот (N2) из атмосферы, образуя биологически полезные азотсодержащие соединения. Таким образом, прокариоты играют роль отправной точки для многих пищевых цепей в биосфере. Кроме того, прокариоты выполняют функцию конечных потребителей, поскольку различные бактерии осуществляют расщепление органических структур в мертвых растениях и животных, возвращая тем самым конечные продукты распада в атмосферу, почву и моря, где они вновь используются в биологических циклах углерода, азота и кислорода. [c.30]

На следующем, клеточном уровне организации биологической системы почвы, исследовали влияние поллютанта на прокариотическую клетку - Azotoba ter hroo o um, бактерию, чувствительную к токсичности почв, служащую показателем высокой продуктивности. По интенсивности роста азотобактера судили о степени токсичности почвы. С увеличением дозы нефти возрастает [c.209]

В более примитивных прокариотических клетках ДНК не выделяется специальной дополнительной мембраной. Обычно эти клетки содержат одну гигантскую молекулу двуспиральной ДНК, состоящую из нескольких миллионов нуклеотидов. Иногда, по аналогии с эукариотической клеткой, ее называют хромосомной ДНК. В некоторых случаях в прокариотических клетках, в дополнение к этой ДНК, присутствуют еще и относительно маленькие молекулы ДНК (длиной в несколько тысяч- нуклеотидов), несущие дополнительную информацию их называют плазмидами. В большинстве случаев плазмиды копируются независимо от хромосомной ДНК и клетки могут содержать ряд подобных молекул. Несмотря на маленькие размеры, они придают клетке ряд особенностей, чрезвычайно важных для их выживания, например устойчивость к определенным антибиотикам. Прокариотические клетки обладают относительно маленькими размерами. Их линейные размеры имеют порядок 1 мкм, а самые маленькие из известных прокариотических клеток — микоплазмы — имеют размер около 0,3 мкм. Все прокариотические клетки могут функционировать независимо и, следовательно, должны рассматриваться как одноклеточные живые организмы (прокариоты). К этой группе живых организмов относят микоплазмы, бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). Бактерии можно разделить на две основные группы эубактерии (действительные бактерии) и. архебактерии. К последним относят микроорганизмы, живущие в экстремальных условиях — в горячей или сильнокислотной среде (термоатщдофилы), в концентрированных соляных растворах (галофилы) и др. Условия жизни архебактерий, по-видимому, достаточно близки к тем,"которые существовали на Земле в период зарождения жизни. [c.23]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

Молекулы предшественников зрелых клеточных РНК подвергаются расщеплению и химической модификации. Совокупность биохимических реакций, в результате которых уменьшается молекулярная масса РНК-предшественника и осуществляются разные способы химической модификации с образованием зрелых молекул РНК, называют процессингом. Процессинг наблюдается и в прокариотических клетках, но особенно аюжны превращения предшественников клеточных РНК в ядрах эукариот. Хромосомы эукариотической клетки, в которых осуществляется транскрипция, локализованы в ядре и отделены двойной ядерной мембраной от цитоплазмы, где протекает трансляция. В ядре синтезируются предшественники всех типов цитоплазматических РНК- Зрелые молекулы РНК транспортируются в цитоплазму. Механизм транспорта РНК из ядра в цитоплазму исследован недостаточно. Полагают, что процессинг РНК с образованием зрелых молекул продолжается и в ходе их транспорта в составе рибонуклеопротендных частиц через поры ядерных мембран. В клетках эукариот только незначительная часть, около 10%, транскрибируемых в ядре последовательностей ДНК выяыяется в составе цитоплазматических мРНК. Основная часть новообразованной РНК распадается в ядре и не обнаруживается в цитоплазме. [c.163]

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит в клонировании хлоро-пластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков. На основании этого возникла симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов, впервые выдвинутая А. С. Фамин-циньпл (1886). Согласно этой гипотезе, клетки прокариот и хлоропласты сходны. В них присутствуют кольцевые ДНК, 708-рибо-сомы синтез белков начинается с одной и той же аминокислоты — N-формилметионина, а синтез белка подавляется хлорамфенико-лом, а не циклогексимидом, как у эукариот. Позже было показано, что ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. соН связывается с определенными участками ДНК хлоропластов шпината. [c.150]

В клетке для каждой из 20 аминокислот, которые участвуют в построении белка, существует своя аминоацил-тРНК-синтетаза. Таким образом, в прокариотических клетках существует 20 различных ами-ноацил-тРНК-синтетаз. Однако в эукариотических клетках ситуация сложнее, и в первую очередь из-за существования специальных амино-ацил-тРНК-синтетаз в хлоропластах и митохондриях (в дополнение к основным цитоплазматическим синтетазам). [c.29]

Помимо указанного процесса протеолитического удаления сигнального пептида, во многих белках отщепляется начальный N-концевой метионин. Оказалось, что в прокариотических клетках имеются особые ферменты, модифицирующие N-концевые остатки, в частности деформилаза, катализирующая отщепление формильной группы от N-концевого метионина, а также аминопептидазы, катализирующие отщепление не только N-koh-цевого формилметионина (или метионина у эукариот), но, возможно, и других остатков аминокислот с N-конца пептида. Аналогичному так называемому ограниченному постсинтетическому протеолизу подвергаются некоторые пробелки, или проферменты (например, трипсиноген, химотрипсиноген и др.), и предшественники гормонов (например, препроинсулин, пре- 3-липотропин и др.). В ряде случаев наблюдается и С-концевая модификация синтезированного белка. [c.532]

Наличие сильного регулируемого промотора -это очень важное, но недостаточное условие максимизации количества продукта клонированного гена. Большую роль играют также эффективность трансляции и стабильность самого продукта. В прокариотических клетках разные мРНК не всегда транслируются с одинаковой эффективностью. Различие может составить несколько сотен раз, и в результате в клетке будут присутствовать сотни или даже тысячи копий одних белковых молекул и лишь несколько копий других. [c.118]

Чтобы получить какой-то белковый продукт, необходимо обеспечить правильную транскрипцию кодирующего его гена и трансляцию соответствующей мРНК. Для инициации транскрипции в нужном сайте необходим промотор, а для ее остановки - терминирующий кодон. Клонированный ген часто бывает лишен таких сигнальных последовательностей, и для его экспрессии в прокариотической клетке-хозяине нужно обеспечить и то, и другое. Кроме того, поскольку для решения большинства биотехнологических задач белок должен образовываться в больших количествах, необходимо использовать промотор, который позволял бы получить высокий уровень транскрипции (сильный промотор) и распознавался РНК-полимеразой хозяйской клетки. Постоянная транскрипция клонированного гена истощает энергетические ресурсы хозяйской клетки, поэтому нужно использовать промоторы, работу которых можно регулировать либо с помощью специфических низкомолекулярных соединений, либо изменением температуры. [c.130]

Бинарное деление (Binary fission) Прямое, не связанное с половым процессом разделение прокариотической клетки на примерно одинаковые по размерам дочерние клетки. [c.544]

Исходные раств. готовят в ДМСО или ДМФ можно разбавлять HjO до 50-100 мкг/мл. Исходные раств. уст. в темн, в отсутствие Oj. Ме-эфир-НС1 обладает полной про-противогрибковой активностью родительского антибиотика и раств. в HjO. Обычно доступен аспартат метилового эфира, также растворимый в HjO. Гидрохлориды эфиров других цвиттерионных полиенов также сохраняют полную активность [J. Antibioti s 25, 256, 259, 261 (1972)]. Не влияет на прокариотические клетки. [c.247]

Нередко возникает задача ввести ген в клетки эукариот, например в дрожжевые клетки, в которых могут нарабатываться белки, прошедшие после их образования необходимые стадии модификации, несвойственные прокариотическим клеткам. Для этой цели используют специальные, так называемые челночные, векторы, которые могут автономтю размножаться как в прокариотических, так и в эукариотических клетках, например в Е.соН и дрожжах. В эукариотические клетки плазмиды вводят на заключительных стадиях, поскапьку многие предварительные этапы клонирования существенно проще проводить в кле гках прокариот. [c.304]

Большое значение в прокариотических клетках имеет авторегуляция транскрипции, заключающаяся в подавлении транскрипции одним из продуктов оперона. Например, триптофановый апорепрессор выступает в качестве репрессора гена, программирующего этот апорепрессор. Поэтому последний никогда не накапливается в клетке в значительном количестве. Широко используется авторегуляция транскрипции оперонов, программирующих рибосомные белки. Гены рибосомных белков сгруппированы в несколько оперонов. Например, оперон S10 содержит расположенные друг за другом гены рибосомных белков S10, L3, L2, Ь4, L23, S19, L22, S3, S17, L16 и L29 (белки серии S - из малой, а серии L - из большой субъединицы). Регуляторным белком, подавляющим экспрессию этого оперона, является один из его продуктов — белок L4. [c.430]

Экспрессия эукариотических генов в прокариотических клетках не реализуется или реализуется с большим трудом В ядерных генах эукариот имеются интроны, а у бактерий нет системы сплайсинга, поэтому образующиеся чужеродные конечные продукты в бактериальных клетках, как правило, неактивны Однако использование векторных систем (в том числе "челночных") и ПЦР позволило успешно решать проблемы, связанные с созданием рДНК их клонированием и экспрессией в различных реципиентных клетках (прокариотических и эукариотических) [c.208]

Компартментализация прокариотической клетки значительно менее выражена, чем у эукариотических клеток. ДНК не окружена ядерной мембраной, а органеллы типа митохондрий и хлоропластов отсутствуют. Область ядра, видимая на электронной микрофотографии ультратон-кого среза клетки в виде сетчатой структуры из тонких нитей, непосредственно граничит с заполненной рибосомами цитоплазмой. У многих бактерий впячивания плазматической мембраны образуют определенные структуры во внутреннем пространстве протопласта (внутриклеточные мембраны). С плазматической мембраной связаны процессы [c.10]

Рибосомы в прокариотической клетке (числом порядка Ю на клетку) состоят приблизительно из 30% белка и 70% РНК, что в расчете на всю клетку составляет до 40% белка и 90% РНК "Мягкий" лизис растущих клеток сопровождается выделением почти всех рибосом в виде полирибосомомембранных агрегатов, содержащих все компоненты белоксинтезирующей системы Полирибосомы представляют собой цепочки, состоящие из 70S рибосомных мономеров с диаметром порядка 0,02 мкм, присоединенных к мРНК При низких концентрациях ионов магния — меньше 10 М 70S рибосомы диссоциируют на 30S и 50S субъединицы Размер первых приблизительно 0,007 — 0,016 мкм, молекулярная масса 800 кДа Каждая 30S субъединица включает одну молекулу 16S РНК с ММ около 500 кДа и 21 молекулу разных белков, 50S субъединица размером 0,014 — 0,016 мкм имеет ММ 1,8 10 кДа и содержит [c.103]

Представление об изменчивости и наследственности бактерий нельзя составить без знания некоторых положений молекулярной генетики прокариотической клетки. В основе процессов приспособления микробных культур к изменяюшимся экологическим условиям лежат изменчивость и наследственность, являющиеся разделами генетики бактерий. При изложении цитологии бактериальной клетки уже рассматривалась структура ДНК и РНК и их роль в жизни клетки. Характерное строение ДНК сохраняется у каждого вида и передается потомству из поколения в поколение, как и другие признаки. ДНК бактерий представляет собой двунитчатую спираль, замыкающуюся в кольцо. Кольчатая нить ДНК бактерий, расположенная в ну-клеоиде, не содержит белка. Такое кольцо ДНК соответствует хромосоме эукариотической клетки. Известно, что в хромосоме эукариотических клеток, кроме ДНК, всегда содержится белковый компонент. Отсюда следует, что понятие хромосомы у эукариотов несколько отлично от понятия хромосомы бактерий. Нить ДНК, представляющая собой хромосому бактерий, разумеется, у разных видов различается. Сахарофосфатный компонент ДНК у всех видов бактерий одинаков расположение азотистых оснований и их комбинация, напротив, различаются у разных видов. [c.102]

Термины <шрокариот и эукариот происходят от греческого слова кагуоп ( орех или зерно , т.е. ядро). Прокариот означает до ядра , а эукариот-с хорошо оформленным ядром . В прокариотической клетке генетический мате- [c.28]

Прокариотические клетки представляют исключительную ценность для исследований в области биохимии и молекулярной биологии, так как они несложны по своей структуре, их можно легко и быстро вьфащивать в больших количествах, а механизмы репродукции и передачи генетической информации у них относительно просты. В оптимальных условиях при 37°С в простой питательной среде, содержащей глюкозу, соли аммония и неорганические веще- [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология