Тема: Особливості будови еукаріотичних клітин.

Мета: ознайомитися з будовою тваринної, рослинної та грибної клітин.

Матеріали і обладнання: мікроскоп, постійні та тимчасові біологічні препарати, свіже листя герані, традесканції, дріжджова суспензія, ставкова вода, предметні і покривні скельця, препарувальна голка, пінцет, скальпель, піпетки, таблиці.

Еукаріо́ ти або Я́ дерні (Eucaryotae) – домен (надцарство) одно- та багатоклітинних організмів, що характеризуються переважно полігеномними клітинами, морфологічно сформованим ядром і наявністю мембранних субклітинних органел.

Структура ядра – це найбільш характерна ознака, яка відрізняє еукаріотичну клітину (еуцит) від прокаріотичної.

Основними компонентами ядра є ДНК у вигляді гігантських молекул. Молекули знаходяться у комплексі зі спеціальними білками – гістонами. Ядерна оболонка складається з двох ліпопротеїдних мембран (подвійна). Зв'язок між ядром і цитоплазмою здійснюється через ядерні пори. Внутрішня рідина – каріоплазма (або нуклеоплазма).

Геноми еукаріотичної клітини представлені: а) ядерним геномом, зосередженим у ядрі і представленим ядерною ДНК; б) у більшості клітин мітохондріальним геномом, зосередженим у мітохондрії і представленим мітохондріальною ДНК; в) у деяких клітин пластидним (зокрема хлоропластним) геномом, що розташовується у пластиді, і представлений хлоропластною ДНК (генофором); г) геномом нуклеоморфу, який виявлений лише у кількох відділах водоростей у надзвичайно цікавій ядроподібній структурі, розташованій між оболонкою пластиди та особливою клітинною системою – хлоропластним ендоплазматичним ретикулумом. Двогеномні клітини, в яких представлені ядерний та мітохондріальний геноми, характерні для грибів і тварин; тригеномні – з ядерним, мітохондріальним і пластидним геномами – для майже всіх рослин; чотиригеномні – з ядерним, мітохондріальним, пластидним і нуклеоморфними геномами, виявлені у хлорарахніофітових і криптофітових водоростей, а також у деяких видів з відділу Dinophyta.

Клітини прокаріотів (бактерій та архей) та еукаріотів на фенотипічному рівні схожі за наявністю ДНК і білок-синтезуючого апарату, представленого рибосомами; наявністю клітинних мембран; ферментних комплексів, що забезпечують процеси реплікації, транскрипції, трансляції та синтезу АТФ. До складу клітин прокаріотів та еукаріотів входять білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, мінеральні речовини та вода.

Цитоплазма еукаріот містить органели, рідка її частина – безформений гель (гіалоплазма або цитозоль). Для еуциту характерним є поділ цитоплазми на велику кількість компартментів (відсіків), які утворюються плазматичною мембраною. Рибосоми еуцитів відносяться до типу 80S. Еукаріотичні клітини, на відміну від прокаріотичних, містять мітохондрії і пластиди. Джгутики і війки клітин цього типу мають складну будову і вкриті мембраною.

Згідно з гіпотезою Мережковського-Маргеліс, еукаріотична клітина виникла внаслідок кількох ендосимбіозів: гіпотетична прокаріотична анаеробна клітина, здатна до фагоцитозу, захопила, проте не перетравила, а зберегла в цитоплазмі, аеробну гетеротрофну бактерію, яка трансформувалась в мітохондрію. Далі клітина-господар, що містила мітохондрію, вступила в симбіоз з рухливою спірохетоподібною гетеротрофною бактерією, яка дала початок джгутику. Після цього внаслідок автогенетичного процесу, пов'язаного з утворенням глибоких інвагінацій плазмалеми, навколо нуклеоїду клітини-господаря утворилось ядро. Далі базальні тіла джгутиків трансформувались в центри організації веретена поділу, внаслідок чого виник спочатку мітоз, а потім його модифікація – мейоз, разом із статевим процесом. Виникла перша гетеротрофна еукаріотична клітина. Нащадки цієї клітини, еволюція яких пішла по шляху вдосконалення фагоцитозу, дали початок тваринам. Ті ж нащадки, які еволюціонували в напрямку удосконалення осмотрофного живлення, дали початок грибам. Симбіоз гетеротрофної еукаріотичної клітини з синьо-зеленою водорістю призвів до появи рослин, оскільки симбіотична синьо-зелена водорість надалі трансформувалась у пластиду (рис. 6).

Рис. 6 – Схема еволюції еукаріотів з первинними та вторинними ендосимбіозами