Back to chapter

4.4:

ΠŸΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Prokaryotic Cells

Languages

Share

АрхСи ΠΈ Π±Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠΈ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Π°ΠΌΠΈ, мСлСнькими ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°ΠΌΠΈ. ВсС прокариотичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Ρ‹ Π²Ρ‹Π±ΠΎΡ€ΠΎΡ‡Π½ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΡ†Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½ΠΎΠΉ, которая ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΏΠΎΠΊΡ€Ρ‹Ρ‚Π° ΠΏΠ΅ΠΏΡ‚ΠΈΠ΄ΠΎΠ³Π»ΠΈΠΊΠ°Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ стСнкой, ΠΏΠΎΠ»ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π°ΠΌΠΈ аминокислот ΠΈ сахаров, для Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹. Π’ основном, для поддСрТания осмотичСского давлСния ΠΈ ΠΎΠ±Ρ‰Π΅ΠΉ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡ‹.Π—Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°ΠΌΠΈ этой ΠΎΠ±ΠΎΠ»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ находится Π΅Ρ‰Ρ‘ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΡƒΡ€ΠΎΠ²Π΅Π½ΡŒ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹. Π“ΠΈΠ΄Ρ€ΠΎΡ„ΠΈΠ»ΡŒΠ½Π°Ρ капсула, полисахаридная Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Π°, которая способствуСт Π°Π΄Π³Π΅Π·ΠΈΠΈ. Π’Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ нСсколько ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² просто ΠΏΠΎΠ΄Π²Π΅ΡˆΠ΅Π½Ρ‹ Π² вязкой Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°Ρ гСнСтичСский ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π».ВмСсто ядра, Π”ΠΠš располоТСны ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ΄Π½Π° двойная Ρ†Π΅ΠΏΡŒ, Π² Π²ΠΈΠ΄Π΅ кластСра Π² Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ части, которая называСтся Π½ΡƒΠΊΠ»Π΅ΠΎΠΈΠ΄, Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ½Π° ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π²Π·Π°ΠΈΠΌΠΎΠ΄Π΅ΠΉΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ со свободно ΠΏΠ»Π°Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Π±Π΅Π»ΠΊΠ°ΠΌΠΈ. НСбольшиС, ΠΊΡ€ΡƒΠ³Π»Ρ‹Π΅ частицы, ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠΈΠ΄Ρ‹, физичСски ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ ΠΎΡ‚ этой хромосомной Π”ΠΠš ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ нСзависимо Ρ€Π΅ΠΏΠ»ΠΈΡ†ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, давая прСимущСство выТивания, ΠΊΠ°ΠΊ ΡƒΡΡ‚ΠΎΠΉΡ‡ΠΈΠ²ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΊ Π°Π½Ρ‚ΠΈΠ±ΠΈΠΎΡ‚ΠΈΠΊΠ°ΠΌ. Помимо этих ΡƒΠ½ΠΈΠ²Π΅Ρ€ΡΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ…, структурных сходств Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Π΅ Π²ΠΈΠ΄Ρ‹ содСрТат ΡƒΠ½ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ ΠΈ Π»ΠΈΠΏΠΈΠ΄-связанныС ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π»Ρ‹.НапримСр, Ρ†ΠΈΠ°Π½ΠΎΠ±Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ микроотдСлСниями, ΠΊΠ°ΠΊ Ρ„ΠΈΠΊΡΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΡƒΠ³Π»Π΅Ρ€ΠΎΠ΄ карбоксисомы ΠΈ фотосинтСтичСскиС Ρ‚ΠΈΠ»Π°ΠΊΠΎΠΈΠ΄Ρ‹ для поглощСния свСта ΠΏΡ€ΠΈ ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ интСнсивности, Π² Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ магнСтотактичСскиС Π±Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ магнитосомы, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π½Π°ΠΏΡ€Π°Π²Π»ΡΡŽΡ‚ ΠΈΡ… Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ вдоль Π»ΠΈΠ½ΠΈΠΉ ΠΌΠ°Π³Π½ΠΈΡ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ поля. Π”Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠ΅ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌΡ‹ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ спор ΠΈ инклюзов для хранСния ΠΈΠ·Π»ΠΈΡˆΠ½ΠΈΡ… ΠΏΠΈΡ‚Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… вСщСств. НСсмотря Π½Π° свою Ρ€Π΅ΠΏΡƒΡ‚Π°Ρ†ΠΈΡŽ простых ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠΎΠ² с Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΎΠΉ ΡΡ‚Π΅ΠΏΠ΅Π½ΡŒΡŽ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°Ρ€Ρ‚ΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ, прокариотичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΡΠ²ΠΎΠ»ΡŽΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π»ΠΈ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²Ρ‹ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² слоТных условиях.

4.4:

ΠŸΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹

ΠŸΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ – это нСбольшиС ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹ Π² Π΄ΠΎΠΌΠ΅Π½Π°Ρ… АрхСя ΠΈ Π‘Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠΈ. Π‘Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠΈ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ Π² сСбя ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ распространСнныС ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ ΡΠ°Π»ΡŒΠΌΠΎΠ½Π΅Π»Π»Ρ‹ ΠΈ ΠΊΠΈΡˆΠ΅Ρ‡Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°Π»ΠΎΡ‡ΠΊΠΈ, Π² Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ Π°Ρ€Ρ…Π΅ΠΈ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ экстрСмофилов, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΆΠΈΠ²ΡƒΡ‚ Π² суровых условиях, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ вулканичСскиС источники.

Как ΠΈ эукариотичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, всС прокариотичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠΆΠ΅Π½Ρ‹ ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½ΠΎΠΉ ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π”ΠΠš, которая содСрТит гСнСтичСскиС инструкции, Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΡƒ, которая заполняСт Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΡŽΡŽ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΡŒ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, ΠΈ рибосомы, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡΠΈΠ½Ρ‚Π΅Π·ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ. Однако, Π² ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ эукариотичСских ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠΊ, ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ядра ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΡ… ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Ρ… ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π». Π˜Ρ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚Ρ‹, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, свободно ΠΏΠ»Π°Π²Π°ΡŽΡ‚ Π² Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅, хотя ΠΈΡ… Π”ΠΠš, ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ состоящая ΠΈΠ· ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΡ€ΡƒΠ³ΠΎΠ²ΠΎΠΉ хромосомы, сгруппирована Π² области, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ Π½ΡƒΠΊΠ»Π΅ΠΎΠΈΠ΄ΠΎΠΌ.

Π’Π½ΡƒΡ‚Ρ€ΠΈ Ρ†ΠΈΡ‚ΠΎΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΡ‹, ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ нСбольшиС ΠΊΡ€ΡƒΠ³Π»Ρ‹Π΅ кусочки Π”ΠΠš, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Π΅ ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠΈΠ΄Π°ΠΌΠΈ. Они ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚ хромосомной Π”ΠΠš Π² Π½ΡƒΠΊΠ»Π΅ΠΎΠΈΠ΄Π΅ ΠΈ, ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΠΎ, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ всСго нСсколько Π³Π΅Π½ΠΎΠ², Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΊΠ°ΠΊ Π³Π΅Π½Ρ‹ устойчивости ΠΊ Π°Π½Ρ‚ΠΈΠ±ΠΈΠΎΡ‚ΠΈΠΊΠ°ΠΌ. ΠŸΠ»Π°Π·ΠΌΠΈΠ΄Ρ‹ самовоспроизводятся ΠΈ ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Π°ΠΌΠΈ.

Π‘ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ стСнки ΠΈΠ· ΠΏΠ΅ΠΏΡ‚ΠΈΠ΄ΠΎΠ³Π»ΠΈΠΊΠ°Π½Π°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ Π»Π΅ΠΆΠΈΡ‚ Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π°ΠΌΠΈ ΠΈΡ… ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹, которая физичСски Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‰Π°Π΅Ρ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΡƒ ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Π΅Ρ‚ Π΅ΠΉ ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ осмотичСскоС Π΄Π°Π²Π»Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… срСдах. МногиС ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π»ΠΈΠΏΠΊΠΈΠΉ слой, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠΊΡ€Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ ΠΈΡ… ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹Π΅ стСнки, Ρ‡Ρ‚ΠΎ позволяСт ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠ°ΠΌ ΠΏΡ€ΠΈΠ΄Π΅Ρ€ΠΆΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒΡΡ субстрата ΠΈΠ»ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π°, обСспСчивая Π΄ΠΎΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρƒ.

Π’ Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ Π½Π΅ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π΅Π»Π», Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ складки ΠΏΠ»Π°Π·ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ спСциализированныС Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΊ фотосинтСз Π² цианобактСриях. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, хотя ΠΏΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ€ΠΈΠΎΡ‚Ρ‹ просты ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с эукариотами, ΠΎΠ½ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡƒΠ½ΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ структуры, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΠΌ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒ слоТныС Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΈ ΠΈ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ ΠΈΠΌ ΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Π² самых Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… срСдах.

Suggested Reading

Oikonomou, Catherine M., and Grant J. Jensen. “A New View into Prokaryotic Cell Biology from Electron Cryotomography.” Nature Reviews. Microbiology 14, no. 4 (April 2016): 205–20. [Source]

Murat, Dorothee, Meghan Byrne, and Arash Komeili. “Cell Biology of Prokaryotic Organelles.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 10 (October 2010). [Source]