Бактерии относятся к прокариотам по нескольким ключевым признакам, связанным с их клеточной организацией и характеристиками. Для того чтобы дать более подробный ответ, разберемся, что такое прокариоты, чем они отличаются от эукариотов, и что именно в структуре бактерий ставит их в этот класс.
Прокариоты и эукариоты: основные различия
Прежде чем перейти к бактериям, важно понять, что такое прокариоты и эукариоты, так как это дает контекст для классификации.
Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. То есть их генетический материал (ДНК) не окружен мембраной и находится в цитоплазме. Также у прокариот нет большинства органелл, которые характерны для эукариот (например, митохондрий, хлоропластов). Прокариоты в основном одно- или многоклеточные, но всегда с простой клеточной структурой.
Эукариоты — это организмы с клетками, которые имеют ядро, окруженное мембраной, а также множество органелл (например, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи). Эти клетки могут быть частью многоклеточного организма, как у животных, растений или грибов.
Почему бактерии — это прокариоты?
Отсутствие оформленного ядра
В клетках бактерий нет истинного ядра, а их генетический материал не ограничен мембраной. Вместо этого ДНК бактерий расположена в области, называемой нуклеоид. Нуклеоид — это неструктурированная область, в которой находится кольцевая молекула ДНК. Это важный признак прокариотической клетки, поскольку в эукариотах генетический материал всегда содержится в ядре, окруженном двойной мембраной.Отсутствие мембранных органелл
В клетках бактерий нет мембранных органелл, таких как митохондрии, хлоропласты, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, которые есть у эукариот. Вместо этого все биохимические процессы происходят в цитоплазме или на клеточной мембране.Размеры клетки
Бактерии, как правило, гораздо меньших размеров, чем клетки эукариотов. Диаметр бактериальной клетки обычно составляет от 0,2 до 10 мкм, в то время как клетки эукариотов могут быть значительно крупнее (до нескольких десятков микрометров в диаметре).Клеточная мембрана
В клетках бактерий мембрана состоит из фосфолипидов, но у них отсутствуют такие мембранные структуры, как, например, мембрана, разделяющая органеллы внутри клетки. Также клеточная мембрана бактерий может содержать компоненты, такие как липополисахариды, которые не встречаются в клетках эукариотов.Рибосомы
Бактерии обладают рибосомами меньшего размера (70S), в отличие от рибосом эукариотов (80S). Эти рибосомы расположены непосредственно в цитоплазме и участвуют в синтезе белков, но их структура отличается от рибосом, встречающихся в клетках эукариотов.Отсутствие цитоскелета
У большинства бактерий отсутствует полноценный цитоскелет, который присутствует в клетках эукариотов. Однако у некоторых бактерий имеются простые элементы цитоскелета, такие как филаменты актиновидной природы, но они значительно уступают в сложности структурам эукариотического цитоскелета.Репликация и деление
В бактериях ДНК реплицируется в процессе, называемом бинарным делением, при котором клетка делится пополам, и каждая дочерняя клетка получает одну копию генетического материала. Этот процесс отличается от митоза, характерного для эукариот, где репликация ДНК и деление клетки происходит через сложные стадии.Форма ДНК
Генетический материал бактерий представлен кольцевой ДНК, которая не связана с гистонами, в отличие от линейных молекул ДНК, которые присутствуют в клетках эукариотов и окружены белками-гистонами. Кроме того, у бактерий могут быть дополнительные небольшие кольцевые молекулы ДНК — плазмиды, которые содержат гены, часто отвечающие за устойчивость к антибиотикам или другие адаптивные функции.Приспособленность к жизни в различных условиях
Бактерии могут жить в самых различных условиях, включая экстремальные среды (кипяток, сильная кислотность, высокое давление). Это связано с их простотой и адаптивностью на молекулярном уровне, что также является частью их прокариотической природы.
Классификация бактерий в рамках царства прокариот
Бактерии являются одной из двух групп прокариотов (вторая группа — археи). Несмотря на то что бактерии и археи также являются прокариотами, между ними есть несколько различий, касающихся структуры клеток и молекулярных механизмов. Например, бактерии имеют особые молекулы пептидогликана в клеточной стенке, а у архей этого компонента нет.
Заключение
Таким образом, бактерии относятся к прокариотам, потому что их клетки не имеют оформленного ядра, они не содержат сложных мембранных органелл, их рибосомы и другие клеточные структуры сильно отличаются от таковых в эукариотах. Прокариоты характеризуются простотой клеточной организации и возможностью существования в различных экстремальных условиях.
