Какие организмы относятся к прокариотам вирусы стрептококк
Обновлено: 18.04.2024
Формы жизни Выделяют две основные формы жизни: клеточные и неклеточные. Подавляющее большинство организмов относится к клеточным формам жизни, к неклеточным – только вирусы. Клеточные формы делятся на прокариот (доядерные) и эукариот (собственно ядерные). Прокариоты не имеют оформленного ядра, у эукариот ядро четко выражено. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, к эукариотам — растения, животные и грибы.
Вирусы Вирусы (от лат. virus — яд) не проявляют признаков жизни вне других организмов и являются внутриклеточными облигатными паразитами. Они поражают любые организмы. Вирусы — это самые мелкие организмы Земли: их молекулы видны только под электронным микроскопом. Вирусы бактерий имеют специальное название: бактериофаги или просто фаги. Изучением вирусов занимается вирусология. Вирусы были открыты в XIX в. Д. И. Ивановским: он обнаружил и описал вирус табачной мозаики. Этот вирус поражает табак, вызывая разрушение хлорофилла, из-за чего некоторые участки органов становятся более светлыми по сравнению со здоровыми. Внешне такой орган (чаще всего лист) действительно напоминает мозаику: темные участки чередуются со светлыми. Вирус — это генетический элемент, покрытый защитной белковой оболочкой. Отдельные вирусные частицы (вирионы) представляют собой симметричные тела, состоящие из повторяющихся элементов . В центре вируса находится генетический материал — ДНК (ДНК-содержащие вирусы) или РНК (РНК-содержащие вирусы). ДНК может быть двухцепочечной или одноцепочечной, кольцевой или линейной; РНК — одно- или двухцепочечной. Генетический материал вируса окружен капсидом — белковой оболочкой, выполняющей защитную функцию. Эта оболочка состоит из многократно повторяющихся полипептидных цепочек одного или нескольких белков. Снаружи от белковой оболочки может образовываться еще одна оболочка — внешняя.
Цикл вирусов. Сначала вирус прикрепляется к клетке хозяина, затем его генетический материал проникает внутрь клетки хозяина. Если вирус содержит ДНК, то она встраивается в ДНК клетки хозяина. Далее происходит образование и-РНК вируса, синтез его белков и образование новых вирусных частиц, т. е. клетка хозяина начинает работать на вирус. РНК-содержащие вирусы ведут себя немного по-другому. Если РНК вируса состоит из двух цепей, то на одной из них синтезируется и-РНК, затем происходит синтез белков вируса и т.д. У ретровирусов, также относящихся к РНК-содержащим (например, вирус иммунодефицита человека – ВИЧ), с помощью фермента обратной транскриптазы на РНК синтезируется сначала одна цепь ДНК, а затем и вторая. После этого ДНК вируса встраивается в ДНК клетки хозяина. Весь цикл может занимать несколько минут.
Вирусы вызывают различные заболевания человека: грипп, СПИД, гепатит, полиомиелит, оспу, корь, бешенство (водобоязнь), герпес, геморрагическую лихорадку.
Прокариоты К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии, которые объединяются в царство Дробянки. У них отсутствует оформленное ядро и мембранные органоиды, генетический материал представлен нуклеоидом (молекулой хромосомной ДНК, замкнутой в кольцо) и плазмидами (небольшими внехромосомными ДНК). Характерны мелкие рибосомы (70S), расположенные в цитоплазме, и мезосомы (впячивание мембраны внутрь клетки), выполняющие функции митохондрий.
У бактерий – из муреина, у цианобактерий — из целлюлозы
У животных нет, у грибов из хитина, у растений из целлюлозы
Ядро и генетический материал
Ядра нет; кольцевая ДНК в цитоплазме, хромосом нет. Гистонов нет
Ядро есть; двуцепочечная ДНК находится в ядре, соединена с белками-гистонами и образует хромосомы
Бактерии. Прокариоты. Эукариоты. Различия между прокариотической и эукариотической клетками. Архебактерии. Эубактерии.
Бактерии [от греч. bakterion, уменьш. от baktron, трость, посох] — представители царства Procariotae, включающего бактерии и сине-зелёные водоросли. Бактерии крупнее вирусов, большинство из них можно изучать светооптической микроскопией. Прокариотическая клетка меньше эукариотической, ДНК в ней не окружена ядерной мембраной, а органеллы типа митохондрий и хлоропластов отсутствуют.
Клетки бактерий окружены особо организованной клеточной стенкой, имеют ограниченное число отделов (компартментов) либо вообще лишены их (рис. 2-4). Они также имеют различия в синтезе ДНК, белков и продуктов клеточной стенки (табл. 2-1). Все известные бактерии разделяют на архебактерии (то есть древние бактерии) и эубактерии (к которым относят большинство современных видов).
Рис. 2-4. Основные различия между прокариотической и эукариотической клетками. Бактериальная (прокариотическая) клетка (А) окружена клеточной стенкой (КС). Цитоплазма обильно насыщена рибосомами (Р). Молекула ДНК обычно расположена в центре клетки. Цитоплазма эукариотической клетки (Б) окружена цитоплазматической мембраной (ЦПМ), включает митохондрии (М), вакуоли (В), шероховатую эндоплазматическую сеть с рибосомами (ШЭС), гладкую эндоплазмати-ческую сеть (ГЭС), запасные гранулы (ЗГ) и ядро (Я).
Архебактерии
Архебактерии [от греч. arche, начало + бактерия] обитают в биотопах с экстремальными условиями. Вероятно, эти биотопы напоминают существовавшие на заре развития жизни на Земле. К архебактериям относят метанобразующие бактерии, экстремально галофильные бактерии (растут в присутствии 12-32% NaCl) и термоацидофильные бактерии (растут при 75-90 °С и низком рН).
Таблица 2-1. Основные различия клеток прокариотов (эубактерий) и эукариотов
Эубактерии
Большинство эубактерий — свободноживущие сапрофиты, но среди них имеются виды, вызывающие заболевания у растений и животных. Значительная часть патогенных бактерий способна покрывать свои энергетические и метаболические потребности путём расщепления различных субстратов. Их можно выращивать на синтетических средах.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
• Хотя на теле человека или в его организме обитает много микробов, лишь небольшая их часть представляет собой патогенные бактерии
• Патогенные бактерии способны заселять ткани организма хозяина, а также размножаться и существовать в них
• Многие патогенные микроорганизмы продуцируют токсины, которые усугубляют поражение клеток организма хозяина
Организм животных содержит достаточное количество питательных веществ и обеспечивает поддержание относительно стабильных значений pH, осмотического давления и температуры. Это создает оптимальную среду для роста разнообразных прокариот. Тесные биологические взаимоотношения, существующие между двумя различными организмами, например между микробами и клетками хозяина, называются симбиотическими. В зависимости от степени выгоды или вреда, симбиоз между хозяином и микробом может быть взаимным, комменсальным паразитическим или патогенным. Эндосимбиоз рассматривался в предыдущем разделе.
Абсолютное большинство прокариот, находящихся в симбиотических отношениях с другими клетками, являются комменсальными резидентами, которые или слабо влияют на организм хозяина, или вообще не оказывают на него никакого влияния. Некоторые комменсальные обитатели оказываются полезными, и в некоторых случаях выполняют нужные функции в организме хозяина. Например, штаммы Е. coli, содержащиеся в желудочно-кишечном тракте, помогают пищеварению.
Микробы, растущие в организме, и не приносящие ему пользы называются паразиты. Некоторые из таких паразитических взаимоотношений оказываются вредными для организма хозяина. Микробы, которые причиняют вред организму хозяина, называются патогенными, и их способность заселять организм и вызывать заболевания является результатом многих факторов как со стороны организма хозяина, так и со стороны микроорганизмов. Патогенные микроорганизмы подразделяются на оппортунистические и первичные. Оппортунистические бактерии вызывают инфекции только при поражениях организма, например при тяжелых ожогах, СПИДе, и у некоторых раковых больных.
Первичные патогены вызывают заболевание нормального, здорового организма, и иногда их размножение полностью зависит от самого организма хозяина. Независимо от типа патогена, вызывающего инфекцию, микроб должен проникнуть в организм хозяина, заселить его, избежать атаки со стороны иммунной системы, и начать размножаться. Наряду с этим, первичные патогены должны подготовиться к передаче инфекции к другому хозяину.
До того как патоген вызовет повреждения в организме хозяина, он должен получить доступ к его тканям и начать размножаться. Места первичной инфекции обычно представляют собой открытые участки, например на коже или участки слизистой дыхательного, мочеполового и кишечного эпителия. На поверхности микробных клеток экспрессируются несколько разных молекул, которые связываются с рецепторами, присутствующими в тканях хозяина. Эти адгезивные молекулы представляют собой полисахариды или белки. Например, Streptococcus mutans посредством своей полисахаридной капсулы адсорбируется на поверхности зубной эмали и вызывает кариес.
Для прикрепления к клеткам тканей хозяина, многие микробы используют такие поверхностные белковые структуры, как пили. Наличие таких адгезивных органелл часто обеспечивает патогену вирулентность, и при их отсутствии микроорганизмы оказываются неспособными вызвать инфекцию; они обычно уничтожаются и выводятся из организма.
Существует несколько типов симбиотических взаимоотношений.
В зависимости от этого, симбиоз может оказаться полезным или вредным для организма хозяина.
Прикрепление микробов к тканям представляет собой тканеспецифичный процесс и зависит также от вида бактерий. Специфичность по отношению к определенным тканям обычно называют тропностыо. Например, микроб, вызывающий гоноррею, Neisseria gonorrhoeae, прочно прикрепляется к эпителию мочеполовой системы и почти не связывается с эпителиальными клетками другой локализации. К числу примеров иллюстрирующих специфичность связывания, в зависимости от вида бактерий, относится связывание с клетками почечного эпителия штамма Е. coli, вызывающего пиелонефрит. Эти штаммы обладают одной из трех разновидностей Р-ворсинок, каждая из которых специфична в отношении почечного эпителия человека, собаки или крысы.
Некоторые бактериальные патогены заселяют эпителий, вызывая инфекцию. Такая инвазия дает микробам доступ к питательным продуктам, которые поддерживают их размножение. Попадание через эпителий в кровеносные сосуды позволяет бактериям расти не только в местах первоначального заселения, но и в более отдаленных. Системные инфекции часто являются результатом проявления активности патогена, получившего доступ в кровь или лимфатическую систему, при инвазии эпителиального слоя.
Поскольку первоначальный очаг заражения редко бывает достаточно обширным, патоген должен размножиться в организме, чтобы вызвать ощутимые последствия. Ткани организма хозяина являются подходящим местом для роста бактерий. Однако в тканях существует недостаток некоторых необходимых питательных компонентов, и патогенные микроорганизмы должны быть способны более эффективно использовать имеющиеся ресурсы и в то же время противостоять атакам со стороны иммунной системы хозяина. Преимуществом обладают бактерии, способные использовать сложные источники питания, например гликоген. Патогены могут конкурировать с клетками организма хозяина за микроэлементы, например за железо.
В клетках животных есть два белка, трансферрин и лактоферрин, которые связывают и переносят железо. Таким образом в тканях организма хозяина находится очень мало свободной формы железа. Для обхода этой системы у патогенных бактерий существуют эффективные комплексы, хелатирующие железо, которые называются сидерофоры. Они помогают им накапливать железо из окружающей среды.
Патогенные бактерии продуцируют множество вирулентных факторов, которые помогают им инфицировать организм хозяина и поддерживать патологический процесс. К числу грамположительных патогенов относятся Streptococci, Staphylococci и Pneumococci, которые продуцируют ферменты, расщепляющие полисахариды клетки хозяина, что дает возможность инфекции распространяться по тканям. Clostridium является продуцентом коллагеназы, которая деполимеризует коллагеновые структуры, скрепляющие ткани хозяина, в результате чего микроб распространяется по организму. Streptococcus pyogenes распространяется по тканям благодаря действию стрептокиназы, которую продуцирует этот микроорганизм. Стрептокиназа ослабляет фибриновые структуры клеток и тканей хозяина, препятствующие распространению патогена.
Наоборот, некоторые патогены способны локализоваться (образовывать защитную оболочку вокруг своей клетки) за счет продуцирования ферментов, обеспечивающих образование фибринового сгустка. К числу хорошо известных ферментов такого типа относится коагулаза, продуцируемая Staphylococcus aureus. Микроорганизмы, продуцирующие коагулазу, покрываются фибриновой оболочкой, и считается, что она предохраняет микроб от действия защитных систем организма хозяина.
Наряду с попаданием бактерий и их размножением поражение организма хозяина усиливается под действием бактериальных токсинов. Выделяемые токсины называются экзотоксинами, и они способны повреждать ткани, расположенные далеко от места первичной инфекции. По механизму действия экзотоксины можно подразделить на три группы. Цитолитические экзотоксины, например гемолизин, действуют на цитоплазматические мембраны клеток организма хозяина и вызывают их лизис. Штаммы бактерий, обладающие гемолитическим действием, легко идентифицируются при выращивании на агаре, содержащем кровь. При выделении гемолизина происходит лизис эритроцитов, что приводит к образованию белых участков на фоне красного агара. Представителем второй группы экзотоксинов является токсин, продуцируемый Corynebacterium diphtheriae, который вызывает заболевание дифтерией.
Когда Corynebacterium попадает в среду с низким содержанием железа (что свидетельствует о попадании бактерии в организм хозяина), она начинает секретировать дифтерийный токсин, который попадает в клетки организма хозяина и вызывает остановку трансляции. К третьей группе относятся нейротоксины, включая ботулинический токсин, продуцируемый Clostridiun botulinum. Для человека это наиболее токсичный из известных токсинов. Ботулинический токсин блокирует высвобождение ацетилхолина из нервных клеток, что приводит к необратимому расслаблению мышц и к параличам.
Каждый патогенный микроорганизм использует свои детерминанты вирулентности, вызывающие то или иное инфекционное заболевание. Для микроорганизмов, продуцирующих сильные токсины, начальная степень инвазии и темпы размножения микробов не играют критической роли. Например, Clostridium tetani не относится к инвазивным микроорганизмам, поскольку продуцирует мощный токсин. Инфекция С. tetani часто приводит к смертельному исходу. В то же время Streptococcus pneumoniae не продуцирует токсин однако из-за высоких темпов размножения микроорганизма в легочной ткани инфекции оказываются смертельными. Большие количества бактерий в ткани легких ослабляют иммунную систему организма и вызывают пневмонию. Исследование механизмов вирулентности прокариот обеспечивает разработку новых терапевтических средств для борьбы с инфекционными заболеваниями.
Динамика взаимоотношений организма хозяина с патогенными микробами представляет собой бурно развивающуюся область исследований.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Свойства прокариот и требования к условиям жизни
Основное положение:
• Прокариоты приспособились к различным экстремальным условиям существования, и у них закрепились те изменения которые приводят к образованию жизнеспособной клетки
Прокариоты обитают в самом разнообразном окружении, и многие виды заняли свои экологические ниши, в том числе с такими условиями окружающей среды, которые существенно расширили пределы обитания живых организмов. По способности к росту при различных температурах прокариоты можно подразделить на три группы:
• Большинство из известных клеток прокариот относятся к мезофилам, и лучше всего растут при температурах между 25 и 40 °С. Эта группа наиболее всесторонне изучена, поскольку к ней относятся патогенные бактерии человека.
• Психрофильные бактерии лучше растут при температурах между 15 и 20 °С, однако известны виды, существующие при 0 °С. Они обитают в холодных водах и в почве.
• Термофильные организмы растут при температурах между 50 и 60 °С, однако некоторые виды переносят температуру до 110 °С.
У бактерий существует один компартмент, хотя внутренние области могут отличаться друг от друга.
Прокариоты также подразделяются по своей способности расти в условиях различной кислотности или щелочности среды. Многие микроорганизмы могут выдерживать большие колебания значений pH. Ацидофильные бактерии лучше растут при pH ниже 5,4. Некоторые из бактерий, обитающих в почве, относятся к числу организмов, наиболее толерантных к щелочной среде.
Иногда они растут при pH 12. Эти прокариоты поддерживают в клетке pH порядка 7 и защищены от внешних воздействий клеточной стенкой.
Вы можете считать, что для жизнедеятельности всех клеток необходим кислород. Кислород играет роль акцептора электронов в дыхании. Однако не все организмы нуждаются в кислороде для осуществления дыхания, и некоторые получают энергию за счет процесса ферментации, а не дыхания. Это позволяет им существовать в анаэробных условиях (в отсутствие кислорода).
Некоторые одноклеточные эукариоты, например дрожжи Saccharomyces cerevisiae, могут существовать и в аэробных, и в анаэробных условиях.
Способность к существованию в экстремальных условиях является свойством, присущим отдельным типам клеток, что значительно расширяет пределы определения понятия клетки, применительно к ее взаимоотношению с окружающей средой. Однако, с молекулярной точки зрения, все клетки имеют одинаковый состав, и их индивидуальные компоненты, например белки и липиды, приспособлены к обеспечению выживаемости в особых условиях.
Например, ферменты, продуцируемые психро-филами, лучше адаптированы к функционированию при низких температурах, а ферменты термофилов устойчивы к высоким температурам (что делает их ценным инструментом в некоторых областях биотехнологии).
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Ускоренная подготовка к ЕГЭ с репетиторами Учи.Дома. Записывайтесь на бесплатное занятие!
-->
К какой группе относят растения, состоящие из клеток, недифференцированных на ткани
Животных относят к группе эукариотов, так как их клетки имеют
Организмы с гетеротрофным способом питания, которые не могут передвигаться, относятся к царству
Для животных, в отличие от растений, характерно
Большинство бактерий относится к группе организмов
К эукариотам относится
Обмен веществ отсутствует у
К прокариотам относятся
Организмы, клетки которых имеют хлоропласты, относят к царству
К организмам-симбионтам относят
Эукариоты с автотрофным способом питания относятся к царству
Организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра, митохондрий, аппарата Гольджи, относят к группе
Какой организм относят к царству бактерий
Какая группа бактерий живет в содружестве с другими организмами
Заболевание туберкулезом легких у человека вызывает
Клетки животных относят к группе эукариотных, так как они имеют
Сходство строения клеток автотрофных и гетеро трофных организмов заключается в наличии
Растения, грибы, животные – это эукариоты, так как их клетки
Грибы, клетки которых имеют оболочку, ядро, цитоплазму с органоидами, относят к группе организмов
Организмы, которым для нормальной жизнедеятельности необходимо наличие кислорода в среде обитания, называют
Вирусы отличаются от растений, животных, грибов или бактерий тем, что они
К неклеточным формам жизни относятся
На рисунке изображен
Неклеточное строение имеют
Основное отличие в строении вируса оспы от дифтерийной палочки заключается в отсутствии у вируса
Самые маленькие размеры имеют
Не имеют клеточного строения
Вирусы могут размножаться только в
Капсид — это оболочка
Из белка и нуклеиновой кислоты состоят
Энергию окисления неорганических соединений используют для своей жизнедеятельности
Всегда являются паразитами
Какая группа организмов способна к фотосинтезу?
Бактерии сибирской язвы могут длительное время находиться в скотомогильниках в виде
К сапротрофам относят
Грибы, которые питаются органическими остатками растений и животных, относят к группе
В клетках большинства автотрофных организмов, в отличие от клеток гетеротрофов, происходит
Вирусы, в отличие от растений и животных, относят к
Из нуклеиновой кислоты, окружённой белковой капсулой, состоит
К эукариотам относятся
Какие организмы преобразуют энергию окисления неорганических веществ в макроэргические связи АТФ?
Плесневые грибы по способу питания относят к
Вирусы, как и некоторые бактерии и низшие грибы,
Хемотрофное питание характерно для
Из нуклеиновой кислоты и белковой капсулы состоит
Что из перечисленного изображено на рисунке?
Какой из перечисленных организмов относится к членистоногим?
Что из перечисленного изображено на рисунке?
Какой из перечисленных организмов относится к иглокожим?
Укажите пример гетеротрофного организма.
Укажите пример автотрофного организма.
Животные питаются готовыми органическими веществами, по способу питания они
Что является инфекционным началом вируса?
Установите соответствие между процессами, происходящими у представителей разных царств, и царством, для представителей которого данные процессы характерны.
Читайте также: