Эукариоты, или ядерные (эу — хорошо, карио — ядро) — одноклеточные и многоклеточные организмы, имеющее оформленное ядро.
Организм без ядра в клетке — 9 букв, кроссворд
| Открытие, перевернувшее представление о жизни: как ученые нашли эукариоты без митохондрий | В клетках бактерий нет ядра – это доказано микробиологами. |
| Биологическая роль ядра. Первые простейшие организмы. Прокариоты | Инфоурок › Биология ›Другие методич. материалы›Основные царства живых организмов Биология. |
Что такое ядро в биологии. Что такое ядро в биологии?
4) прокариотические одноклеточные организмы (без ядра). Организм без клеточного ядра (вирусы, бактерии). Организм, клетки которого не имеют оформленного ядра. Первые организмы с ядром, но без митохондрий, обнаружены в кишечнике пушистой шиншиллы. генетическая информация.
Бактерия – клетка без ядра
Аэробы отличаются наличием защитной антиоксидантной системы, способной к обезвреживанию АФК. В итоге из-за слишком высокого содержания кислорода в атмосфере началось первое в истории массовое вымирание [5] , [6]. В это неспокойное время в выигрыше остались альфа-протеобактерии, умевшие эффективно использовать кислород для получения энергии. Помимо них выжил и загадочный предок эукариот, который пошел по более легкому, но, вместе с тем, более изощренному пути, вступив в симбиоз с альфа-протеобактерией. В результате этого союза образовалась «химерная» клетка, получившая возможность дышать кислородом и породившая новую ветвь эволюции, из которой возникли эукариоты. Похожая ситуация произошла с цианобактериями — из них образовались хлоропласты, дав некоторым эукариотам возможность фотосинтезировать и породив этим ветвь растений [7] , [8]. Сами по себе митохондрии и хлоропласты делятся независимо от клетки, хранят свою собственную генетическую информацию и получают от клетки большое количество необходимых веществ, но, переложив столько функций на клетку-хозяина, они теряют автономию и уже не могут жить отдельно от нее. Такой союз называется синтрофией — типом симбиотического сосуществования, в котором один вид живет за счет продуктов метаболизма другого вида. Гипотеза фагоцитоза Переход от совместного сосуществования к эндосимбиозу — весьма серьезный шаг для клетки, который предполагает большие структурные изменения. Чтобы объяснить происхождение митохондрий была выдвинута гипотеза фагоцитоза.
В своем классическом варианте она гласит: предки современных эукариот, значительно отличавшиеся и от бактерий, и от архей, самостоятельно приобрели большинство признаков, свойственных эукариотам — цитоскелет, систему внутренних мембран, и, наконец, ядро. Позже они захватили альфа-протеобактерию, то есть, будущую митохондрию. Кто приручил митохондрию? Однако сейчас ореол загадочности, окружавший нашего предка и мешавший разглядеть то, что лежало под самым носом, развеялся. Первый общий предок эукариот FECA — самый древний организм, от которого произошли все эукариоты, — являлся, судя по всему, самой обычной археей. Эта идея не сразу была принята научным сообществом — потребовалось немало времени, чтобы ее хотя бы начали рассматривать всерьез [9] , [10]. Но прежде чем подробнее изучить предка эукариот, давайте посмотрим на временную эволюционную линию рис. LUCA last universal common ancestor — это последний общий предок всех живых организмов. Ископаемых остатков LUCA, конечно, не сохранилось, поэтому его можно изучать только путем сравнения геномов, и, судя по этим данным, LUCA впоследствии разделился на два домена — бактерий и архей.
Эндосимбиоз должен был предшествовать LECA, поскольку сейчас не существует эукариот, полностью лишенных митохондрий некоторые утратили митохондрии вторично. Следует отметить, что LECA — не первый полноценный эукариот, а последний общий предок всех современных эукариотов. Рисунок 2. Поворотные точки в эволюции эукариот. Эти данные были получены методом молекулярной филогенетики. Молекулярная филогенетика — способ установления родственных связей между организмами на основании изучения структуры ДНК, РНК и белков. Для филогенетических исследований часто используют ген 16S рРНК — последовательность этой молекулы содержит консервативные 16S рРНК из эволюционно далеких видов бактерий имеют сходные участки последовательности и функции и вариабельные разнящиеся от вида к виду участки. В 2019 году привередливую культуру локиархеот впервые удалось вырастить в лабораторных условиях. Это был сложный и трудоемкий процесс, занявший у исследователей целых 12 лет, потому что, как выяснилось, эти археи не могут расти в виде монокультуры то есть в культуре, состоящей из одного вида.
Через пять лет работы реактора в нем вырос пестрый конгломерат из бактерий и архей, причем археи доминировали и среди них оказался весьма примечательный микроорганизм — P. Еще семь лет понадобилось на то, чтобы нарастить культуру в достаточном количестве — археи этой группы размножаются чрезвычайно медленно, удвоение клетки занимает от 14 до 25 дней [12] , [13]. Наконец, количество микроорганизмов в биореакторе достигло пригодных для изучения значений. И вот у нас появилась возможность воочию увидеть пусть не своего прямого предка, но достаточно близкий к нему организм, и выращенная японскими учеными с поистине азиатским усердием архея нас не разочаровала. Детальное исследование локиархеот показало, что органоидов они лишены, но от них могут отпочковываться мембранные везикулы, а кроме того, эти археи формируют особые мембранные выросты — протрузии рис. Они позволяют локиархеотам расти в тесном контакте с археями рода Methanogenium, которые потребляют вещества, препятствующие росту локиархеот [8] , то есть находятся в тесных синтрофических отношениях. Термин синтрофия уже встречался нам, когда речь шла о митохондриях. Рисунок 3. Протрузии P.
Протрузии — мембранные выросты архей, которые позволяют им жить в синтрофных отношениях с другими видами архей.
Они содержат несколько основных компонентов, включая цитоплазму, клеточную стенку, мембрану и ДНК, которая расположена просто в цитоплазме. В бактериальных клетках ДНК представлена в виде одной количественно и структурно простой хромосомы. Архейская ДНК также размещена в цитоплазме и имеет свои особенности. Отсутствие ядра в клетках прокариотов может быть объяснено эволюционными процессами. Организмы без ядра развивались раньше эукариот и относятся к более примитивным формам жизни. Несмотря на отсутствие ядра, прокариотические организмы успешно существуют и выполняют ряд важных функций. Бактерии играют важную роль в круговороте веществ в природных экосистемах, в том числе разлагая органический материал и фиксируя азот. Археи же обитают в экстремальных условиях и могут выживать в крайне высоких или низких температурах, сильной кислотности или щелочности.
Таким образом, организмы без ядра в клетках, такие как бактерии и археи, представляют уникальные формы жизни, которые приспособились к различным средовым условиям и выполняют важные функции в биологических системах.
В чем преимущество? Одна из гипотез заключается в том, что наличие основного генетического материала, заключенного и отделенного от остальной части цитоплазмы, позволяет клетке лучше бороться с вирусной инфекцией. Также вирусная ДНК должна была бы преодолеть дополнительный барьер ядерную оболочку , чтобы достичь места репликации, транскрипции и трансляции ДНК, что затруднит для них «заражение» клетки.
С развитием многоклеточности возникла потребность во множестве специализированных типов клеток, потребность в способности упаковывать белки в везикулы, экзоцитоз, эндоцитоз и передачу на большие расстояния. Все это возможно благодаря появлению мембран - ядерной оболочки, которая непрерывна с ER и везикулярной почкой в Гольджи. Какие 3 органеллы есть у растительных клеток, которых нет у животных клеток? К ним относятся: 1.
Клеточная стенка: это обеспечивает дополнительную прочность и поддержку растительной клетке, поэтому она не разрывается при наборе воды при эндосмосе. Хлоропласты: здесь происходит фотосинтез. Большая постоянная вакуоль: в ней хранится несколько пигментов, ионов, ферментов и органических и неорганических веществ.
В бактериальной клетке репликация идет по полуконсервативному пути. Раскручивание родительской молекулы происходит в результате воздействия ферментов, а по завершении процесса репликации и оформления двух нуклеоидов в теле бактериальной клетки, процесс деления входит в свою самую активную фазу.
Митохондрии Обеспечение живой клетки энергией — ответственная миссия. Если она будет провалена, никакой речи о делении и наследстве идти не будет. В бактерии, в которой отсутствуют специальные органеллы митохондрии для синтеза АТФ, энергия производится непосредственно в цитоплазме и потребляется всеми клеточными структурами. У эукариотов совершенно другая картина. Большие клеточные конструкции не могут себе позволить пустить на самотек процесс обеспечения всех своих составляющих энергией.
Именно для этих целей служит своеобразная энергетическая станция — митохондрия. Строение митохондрии и ее роль в большой клетке с ядром — еще одно подтверждение в пользу эволюционного симбиоза бактерий, которые общими усилиями создали эукариотическую клетку. Митохондрия также содержит ДНК с наследственной информацией, и так же, как в бактерии, эта ДНК не упакована в оформленное ядро, а покоится внутри митохондрии, в качестве двуспиральной кольцевой макромолекулы. Независимо от того, какая деятельность по передаче наследственной информации происходит в ядре эукариота, митохондрия самостоятельно осуществляет процесс репликации собственной ДНК.
Организм без ядра
Treponema pallidum — вид грамотрицательных спирохет, T. Открыта в 1905 году немецкими микробиологами Фрицем Шаудином нем. Fritz Richard Schaudinn, 1871—1906 и Эрихом Гофманом нем. Erich Hoffmann, 1863—1959. Src-семейство киназ англ. Src family kinases, SFK включает в себя нерецепторные протеинкиназы млекопитающих, схожие по структуре с Src. Вирусные векторы - это инструменты, обычно используемые молекулярными биологами для доставки генетического материала в клетки. Этот процесс может выполняться внутри живого организма in vivo или в культуре клеток in vitro.
Вирусы разработали специализированные молекулярные механизмы для эффективного транспорта своих геномов внутри клеток, которые они заражают. Доставка генов или другого генетического материала вектором называется трансдукцией, а инфицированные клетки описываются как трансдуцированные... Вирусы имеют как сходства, так и различия с остальными живыми организмами. Одной из черт вирусов, указывающих на их принадлежность к живой материи, является их необходимость репликации и создания потомства. Но, в отличие от живых организмов, вирус не может выжить сам по себе. Он активируется только тогда, когда реплицируется в хозяйской клетке, используя хозяйские ресурсы и питательные вещества. Когда вирус попал в клетку, его единственной целью является создание множества копий себя, чтобы инфицировать...
Mycobacterium leprae — вид актиномицетов из семейства Mycobacteriaceae, один из возбудителей лепры проказы. Впервые обнаружен в 1873 году норвежским врачом Герхардом Хансеном. РНК-интерференция англ. Открыт в 1946 году Джошуа Ледербергом и Эдвардом Татумом. Явление конъюгации было открыто и хорошо изучено у кишечной палочки Escherichia coli , но в дальнейшем конъюгация была описана у множества как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Посредством конъюгации бактерии обмениваются генетическим... Тенерикуты лат.
Tenericutes — тип чрезвычайно маленьких бактерий, который содержит один-единственный класс — Mollicutes микоплазмы. От других бактерий его представители отличаются отсутствием клеточной стенки, в связи с чем при окрашивании по Граму они проявляют себя как грамотрицательные бактерии. От внешней среды они отделены только клеточной мембраной. Другой их особенностью является ярко выраженный полиморфизм их внутренняя структура и внешний вид могут быть различны. С 1975 по 1990 годы так же называли подсемейство Oncovirinae семейства ретровирусов, однако на данный момент такая классификация устарела. Для того, чтобы быть способной к трансформации, клетка должна быть компетентной, то есть молекулы ДНК должны иметь возможность проникнуть в неё через клеточные покровы. Трансформация активно используется в молекулярной биологии и генетической инженерии.
Транспозоны англ. Транспозоны также известны под названием «прыгающие гены» и являются примерами мобильных генетических элементов. Вирус кори англ.
Если бы пероксид водорода оставался неразрушенным, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки. Крупные пероксисомы в клетках печени и почек играют важную роль в обезвреживании ряда веществ. Вакуоли Вакуоли характерны для растительных клеток, однако встречаются и у животных у одноклеточных - сократительные вакуоли. У растений вакуоли выполняют другие функции и имеют иное строение: они заполняются клеточным соком, в котором содержится запас питательных веществ. Снаружи вакуоль окружена тонопластом. Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки.
Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму. Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию. Двумембранные органоиды Митохондрия Органоид палочковидной формы. Митохондрию можно сравнить с "энергетической станцией". Если в цитоплазме происходит анаэробный этап дыхания бескислородный , то в митохондрии идет более совершенный - аэробный этап кислородный. В результате кислородного этапа цикла Кребса из двух молекул пировиноградной кислоты образовавшихся из 1 глюкозы получаются 36 молекул АТФ. Митохондрия окружена двумя мембранами. Внутренняя ее мембрана образует выпячивания внутрь - кристы, на которых имеется большое скопление окислительных ферментов, участвующих в кислородном этапе дыхания. Внутри митохондрия заполнена матриксом.
Запомните, что особенностью этого органоида является наличие кольцевой молекулы ДНК - нуклеоида ДНК—содержащая зона клетки прокариот , и рибосом. То есть митохондрия обладает собственным генетическим материалом и возможностью синтеза белка, почти как отдельный организм. В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки. Митохондрий особенно много в клетках мышц, в том числе - в сердечной мышечной ткани. Эти клетки выполняют активную работу и нуждаются в большом количестве энергии. Пластиды др. У подавляющего большинства животных пластиды отсутствуют. Подразделяются на три типа: Хлоропласт греч.
Под двойной мембраной расположены тилакоиды, которые собраны в стопки - граны. Внутреннее пространство между тилакоидами и мембраной называется стромой. Запомните, что светозависимая световая фаза фотосинтеза происходит на мембранах тилакоидов, а темновая светонезависимая фаза - в строме хлоропласта за счет цикла Кальвина. Это очень пригодится при изучении фотосинтеза в дальнейшем. Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК находится в нуклеоиде , рибосомы. Хромопласты греч. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков. Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.
Лейкопласты др. В лейкопластах накапливается крахмал, липиды жиры , пептиды белки. На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.
Все живые организмы состоят из клеток и образованного ими внеклеточного вещества. Многоклеточный организм — это система клеток и выделенного ими межклеточного вещества, образовавшийся в результате деления 1 исходной клетки оплодотворенной яйцеклетки — зиготы. Несмотря на значительные различия в размере и форме клеток, все они имеют общий план строения. Шванн и Шлейден считали, что у всех клеток есть оболочка, цитоплазма и ядро, что характерно для клеток растений и животных, однако дальнейшее развитие микроскопии позволило выяснить, что существуют и клетки без ядра то есть без ядерной оболочки , например клетки бактерий. Они гораздо мельче, чем клетки растений и животных. Однако химические основы, общие принципы строения и жизнедеятельности клеток являются общими для всех живых организмов. Это одно из доказательств единства происхождения живой природы и родства всего живого на Земле. Клетки не возникают заново из неклеточного вещества, а образуются путем деления ранее существующих клеток так называемое дополнение Вирхова, сделанное Рудольфом Вирховым в 1858 г. Предполагается, что миллиарды лет назад клетки возникли абиогенным путем в процессе происхождения жизни из неживого вещества, однако считается, что в настоящее время это невозможно, так как отсутствуют подходящие условия. Еще великий французский ученый Луи Пастер 1822—1895 гг. Про- и эукариоты Все клеточные организмы разделяются на две группы: прокариоты, или доядерные, не имеющие ядерной оболочки; эукариоты, или ядерные, у которых генетический материал ДНК находится в ядре и отделен от цитоплазмы ядерной оболочкой. К прокариотам относятся очень мелкие одноклеточные организмы без ядра. Среди них можно выделить царство бактерии и царство археи ранее архебактерии. К эукариотам относятся три основных царства многоклеточных организмов — царства животные, растения и грибы, — а также одноклеточные эукариоты например, амебы, инфузории и др. Особенности клеток про- и эукариот Клетки про- и эукариот весьма различны. Прокариоты — более древние и просто устроенные организмы. Их клетки очень мелкие, порядка нескольких микрометров 1—5 мкм. Они не имеют ядра и практически не имеют внутренних мембранных структур — органелл, характерных для клеток эукариот.
Образуются привязанные друг к другу сегменты, такие как у зрелого нейтрофила. Обнаруживается в ядрах клеток членистоногих. Количество ядер Безъядерные. Форменные компоненты крови высших животных — эритроциты, тромбоциты являются переносчиками важных веществ. Чтобы освободить место для гемоглобина или фибриногена костный мозг вырабатывает эти элементы безъядерными. Они не способны делиться и по прохождении запрограммированного времени отмирают. Таково большинство клеток живых организмов. Печёночные гепатоциты выполняют двойную функцию — детоксикационную и производственную. Синтезируется гем, необходимый для выработки гемоглобина. Для этих целей необходимы два ядра. Миоциты мышц выполняют колоссальный объем работы, для ее выполнения необходимы дополнительные ядра. По этой же причине полинуклеарностью отличаются клетки покрытосеменных растений. Хромосомные патологии Дауна. Вызван наличием лишней двадцать первой хромосомой трисомия. Присутствует лишняя восемнадцатая хромосома. Трисомия 13. Не достает хромосомы Х. Характеризуется лишними X либо Y-хромосомами. Проявляется преждевременным старением. Аутоиммунные заболевания. Красная волчанка — диффузное поражение соединительнотканных текстур, рассеянный склероз — разрушение миелиновых оболочек нервов.
Организм без ядра в клетке 9 букв
Появление ядра неразрывно связано с другим процессом в эволюции эукариот — симбиозом. Могут ли в клетке без ядра быть ядрышки? Недавно было выяснено, что такое возможно у прокариот: несмотря на отсутствие оформленного ядра, места сборки рибосом у них сходны с ядрышками эукариот. Самый мощный обстрел Белгорода за всю войну / Новости России. Первые организмы с ядром, но без митохондрий, обнаружены в кишечнике пушистой шиншиллы.
Организмы без ядра: где они обитают?
Термин «клетка» ввел английский естествоиспытатель Роберт Гук. Царства в биологии: неклеточные и клеточные организмы, особенности отдельных царств. Существуют ли эукариоты без ядра? т.е. те, у к - отвечают эксперты раздела Биология. домен Археи — одноклеточные организмы без ядра; группа Вирусы — неклеточные организмы. Биота как термин в естествознании и экологии. ] Монеры — этим именем Геккель назвал простейшие одноклеточные организмы без ядра. Инфоурок › Биология ›Другие методич. материалы›Основные царства живых организмов Биология.
Прокариоты
Аллельные гены — гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом. Локус — местоположение гена в хромосоме. Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы оба доминантные или оба рецессивные. Гетерозигота — организм, имеющий аллельные гены разной молекулярной формы; в этом случае один из генов является доминантным, другой — рецессивным. Альтернативные признаки — два взаимоисключающих проявления признака белая и пурпурная окраска цветов, жёлтая и зелёная окраска семян, гладкая и морщинистая поверхность семян, карие и голубые глаза. Множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. Рисунок 5. Определение групп крови Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным. Доминантный ген — аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным.
Чистая линия — группа организмов, имеющих некоторые признаки, которые полностью передаются потомству в силу генетической однородности всех особей. В случае гена, имеющего несколько аллелей, все организмы, относящиеся к одной чистой линии, являются гомозиготными по одному и тому же аллелю данного гена. Чистыми линиями часто называют сорта растений, при самоопылении дающих генетически идентичное и морфологически сходное потомство. Аналогом чистой линии у микроорганизмов является штамм. Чистые линии у животных например, породы собак получают путём близкородственных скрещиваний в течение нескольких поколений. В результате животные, составляющие чистую линию, получают одинаковые копии хромосом каждой из гомологичных пар. Фенотип — совокупность всех признаков и свойств организма, сложившихся в процессе индивидуального развития генотипа. Сюда относятся не только внешние признаки, но и внутренние: анатомические, физиологические, биохимические.
Каждая особь имеет свои особенности внешнего вида, внутреннего строения, характера обмена веществ, функционирования органов, т.
Левин посвятил большую часть своей карьеры изучению того, как клеточные коллективы общаются между собой, решая сложные задачи в процессе морфогенеза, или формирования тела. Как они работают вместе, чтобы создать конечности и органы в нужных местах? Частично ответ на этот вопрос, похоже, кроется в биоэлектричестве. О том, что в организме человека есть электричество, известно уже много веков, но до недавнего времени большинство биологов считали, что оно используется в основном для передачи сигналов. Пропустите ток через нервную систему лягушки, и её лапка дёрнется. Нейроны используют биоэлектричество для передачи информации, но большинство учёных считали, что это удел мозга, а не всего тела. Однако с 1930-х годов небольшое число исследователей заметили, что другие типы клеток, похоже, используют биоэлектричество для хранения и обмена информацией. Левин погрузился в эти нетрадиционные исследования и совершил следующий когнитивный скачок, опираясь на свой опыт в области компьютерных наук. В школе он зарабатывал написанием кода и знал, что компьютеры используют электричество для переключения транзисторов между 0 и 1 и что все компьютерные программы строятся на этой двоичной основе.
Поэтому, когда он узнал, что все клетки в организме имеют каналы в мембранах, которые действуют как потенциал-зависимые каналы, позволяя пропускать через себя различные уровни тока, он сразу же понял, что эти каналы могут функционировать как транзисторы и что клетки могут использовать эту обработку информации под действием электричества для координации своей деятельности. Чтобы выяснить, действительно ли изменения напряжения меняют способы передачи клетками информации друг другу, Левин обратился к своей ферме планарий. В 2000-х годах он разработал способ измерения напряжения в любой точке планарии и обнаружил разное напряжение в головной и хвостовой частях. Когда он использовал препараты, чтобы изменить напряжение в хвосте на то, которое обычно присутствует в голове, червь был невозмутим. Но затем он разрезал планарию на две части, и после этого на передней части червя вместо хвоста выросла вторая голова. Примечательно, что когда Левин разрезал нового червя пополам, у обеих голов выросли новые головы. Хотя генетически черви были идентичны обычным планариям, однократное изменение напряжения привело к тому, что они навсегда стали двухголовыми. В поисках подтверждения того, что биоэлектричество может управлять формой и ростом тела, Левин обратился к африканским когтистым лягушкам — обычным лабораторным животным, которые быстро метаморфируют из яйца в головастика и во взрослую особь. Он обнаружил, что может вызвать создание рабочего глаза в любом месте головастика, подав на это место определённое напряжение. Просто приложив нужный биоэлектрический сигнал к ране на 24 часа, он смог вызвать регенерацию функционирующей ноги.
Дальше дело за клетками. В компьютерном программировании подпрограмма — это часть кода, своего рода стенограмма, которая сообщает машине, что она должна инициировать целый набор механических действий более низкого уровня. Прелесть этого более высокого уровня программирования в том, что он позволяет нам управлять миллиардами схем без необходимости вскрывать компьютер и физически изменять каждую из них вручную. Так было и с созданием глаз головастика. Никому не нужно было управлять конструкцией линз, сетчатки и всех остальных частей глаза. Всё это можно было контролировать на уровне биоэлектричества. Левин считает, что это открытие может иметь глубокие последствия не только для нашего понимания эволюции познания, но и для человеческой медицины. Изучение «клеточного языка» — координации поведения клеток с помощью биоэлектричества — может помочь нам в лечении рака, заболевания, которое возникает, когда часть тела перестаёт взаимодействовать с остальными частями организма. Нормальные клетки запрограммированы функционировать как часть коллектива, выполняя возложенные на них задачи — клетки печени, кожи и так далее. Но раковые клетки перестают выполнять свою работу и начинают относиться к окружающему организму как к незнакомой среде, самостоятельно искать себе пропитание, размножаться и защищаться от нападения.
Другими словами, они ведут себя как независимые организмы. Почему они теряют свою групповую идентичность? Отчасти, говорит Левин, потому что механизмы, поддерживающие клеточное единство разума, могут дать сбой. Его команда смогла вызвать опухоли у лягушек, просто навязав «плохой» биоэлектрический паттерн здоровой ткани. Раковые клетки как будто перестают получать приказы и начинают бунт. Что ещё более интересно, Левину удалось рассеять опухоли, восстановив правильный биоэлектрический паттерн, то есть восстановив связь между взбунтовавшимся раком и организмом, как будто он возвращает «спящую» клетку в строй. В будущем, по его мнению, биоэлектрическую терапию можно будет применять к раковым опухолям человека, останавливая их рост. Она также может сыграть свою роль в регенерации отказывающих органов — почек, скажем, или сердца, — если учёные смогут взломать биоэлектрический код, который подскажет клеткам, что нужно начать расти по правильной схеме. На примере головастиков Левин показал, что животные, страдающие от обширных повреждений мозга при рождении, смогли построить нормальный мозг после правильной подачи биоэлектричества. Исследования Левина всегда находили реальное применение, например, в лечении рака, регенерации конечностей и заживлении ран.
Но за последние несколько лет он позволил философскому течению проникнуть в свои статьи и выступления. Ситуация начала меняться после выхода в 2019 году знаменитой работы под названием «Вычислительная граница самости», в которой он использовал результаты своих экспериментов, чтобы утверждать , что все мы — коллективный разум, созданный из более мелких, высококомпетентных агентов, решающих задачи. Как сказал Бонгард из Вермонта в интервью New York Times, «мы — это разумные машины, состоящие из разумных машин, состоящих из разумных машин, и так до бесконечности». Левин понял это отчасти благодаря наблюдению за телами своих когтистых лягушек в процессе их развития. При превращении лягушки из головастика во взрослую особь её морда подвергается масштабной перестройке. Голова меняет форму, а глаза, рот и ноздри перемещаются на новые места. Принято считать, что эти перестройки жёстко запрограммированы и следуют простым механическим алгоритмам, выполняемым генами, но Левин подозревал, что не так уж всё и предопределено. Поэтому он при помощи электрического тока изменил нормальное развитие эмбрионов лягушек, создав головастиков с глазами, ноздрями и ртами в неправильных местах. Левин назвал их «головастиками Пикассо», и они действительно выглядели соответствующе. Если бы перестройка была запрограммирована заранее, то окончательная морда лягушки должна была бы быть такой же беспорядочной, как у головастика.
Ничто в эволюционном прошлом лягушки не давало ей генов для решения столь необычной ситуации. Но Левин с изумлением наблюдал за тем, как глаза и рты находят правильное расположение, а головастики превращаются в лягушек. У клеток была абстрактная цель, и они работали вместе, чтобы достичь её. Сплотившись в единый разум с помощью биоэлектричества, клетки совершили биоинженерные подвиги, намного превосходящие достижения наших лучших генных жокеев.
А значит, наша ветвь эволюции — не единственная. Как Monocercomonoides получают энергию, пока неизвестно. В кишечнике шиншиллы, где они живут, много питательных веществ, но мало кислорода, поэтому ученые предполагают, что бактерии могут использовать для окисления пищи энзимы своей цитоплазмы. Результаты исследования опубликованы в журнале Сurrent Biology. Москва, Большой Саввинский пер. II; Адрес редакции: 119435, г.
Прелесть этого более высокого уровня программирования в том, что он позволяет нам управлять миллиардами схем без необходимости вскрывать компьютер и физически изменять каждую из них вручную. Так было и с созданием глаз головастика. Никому не нужно было управлять конструкцией линз, сетчатки и всех остальных частей глаза. Всё это можно было контролировать на уровне биоэлектричества. Левин считает, что это открытие может иметь глубокие последствия не только для нашего понимания эволюции познания, но и для человеческой медицины. Изучение «клеточного языка» — координации поведения клеток с помощью биоэлектричества — может помочь нам в лечении рака, заболевания, которое возникает, когда часть тела перестаёт взаимодействовать с остальными частями организма. Нормальные клетки запрограммированы функционировать как часть коллектива, выполняя возложенные на них задачи — клетки печени, кожи и так далее. Но раковые клетки перестают выполнять свою работу и начинают относиться к окружающему организму как к незнакомой среде, самостоятельно искать себе пропитание, размножаться и защищаться от нападения. Другими словами, они ведут себя как независимые организмы. Почему они теряют свою групповую идентичность? Отчасти, говорит Левин, потому что механизмы, поддерживающие клеточное единство разума, могут дать сбой. Его команда смогла вызвать опухоли у лягушек, просто навязав «плохой» биоэлектрический паттерн здоровой ткани. Раковые клетки как будто перестают получать приказы и начинают бунт. Что ещё более интересно, Левину удалось рассеять опухоли, восстановив правильный биоэлектрический паттерн, то есть восстановив связь между взбунтовавшимся раком и организмом, как будто он возвращает «спящую» клетку в строй. В будущем, по его мнению, биоэлектрическую терапию можно будет применять к раковым опухолям человека, останавливая их рост. Она также может сыграть свою роль в регенерации отказывающих органов — почек, скажем, или сердца, — если учёные смогут взломать биоэлектрический код, который подскажет клеткам, что нужно начать расти по правильной схеме. На примере головастиков Левин показал, что животные, страдающие от обширных повреждений мозга при рождении, смогли построить нормальный мозг после правильной подачи биоэлектричества. Исследования Левина всегда находили реальное применение, например, в лечении рака, регенерации конечностей и заживлении ран. Но за последние несколько лет он позволил философскому течению проникнуть в свои статьи и выступления. Ситуация начала меняться после выхода в 2019 году знаменитой работы под названием «Вычислительная граница самости», в которой он использовал результаты своих экспериментов, чтобы утверждать , что все мы — коллективный разум, созданный из более мелких, высококомпетентных агентов, решающих задачи. Как сказал Бонгард из Вермонта в интервью New York Times, «мы — это разумные машины, состоящие из разумных машин, состоящих из разумных машин, и так до бесконечности». Левин понял это отчасти благодаря наблюдению за телами своих когтистых лягушек в процессе их развития. При превращении лягушки из головастика во взрослую особь её морда подвергается масштабной перестройке. Голова меняет форму, а глаза, рот и ноздри перемещаются на новые места. Принято считать, что эти перестройки жёстко запрограммированы и следуют простым механическим алгоритмам, выполняемым генами, но Левин подозревал, что не так уж всё и предопределено. Поэтому он при помощи электрического тока изменил нормальное развитие эмбрионов лягушек, создав головастиков с глазами, ноздрями и ртами в неправильных местах. Левин назвал их «головастиками Пикассо», и они действительно выглядели соответствующе. Если бы перестройка была запрограммирована заранее, то окончательная морда лягушки должна была бы быть такой же беспорядочной, как у головастика. Ничто в эволюционном прошлом лягушки не давало ей генов для решения столь необычной ситуации. Но Левин с изумлением наблюдал за тем, как глаза и рты находят правильное расположение, а головастики превращаются в лягушек. У клеток была абстрактная цель, и они работали вместе, чтобы достичь её. Сплотившись в единый разум с помощью биоэлектричества, клетки совершили биоинженерные подвиги, намного превосходящие достижения наших лучших генных жокеев. Наиболее пристальный интерес к работе Левина проявили специалисты в области искусственного интеллекта и робототехники, которые видят в базовом познании способ устранить некоторые основные недостатки. При всей своей выдающейся способности манипулировать языком или играть в игры с чётко определёнными правилами, ИИ всё ещё испытывают огромные трудности с пониманием физического мира. Они могут сочинять сонеты в стиле Шекспира, но спросите их, как ходить на двух ногах или предсказать, как мяч скатится с холма, и они запутаются. По мнению Бонгарда, это происходит потому, что эти ИИ в некотором смысле слишком самоуверенны. А они, как правило, связаны с такими вещами, как здравый смысл и причинно-следственные связи, что указывает на то, почему вам нужно тело. Если у вас есть тело, вы можете узнать о причинах и следствиях, потому что вы можете стать причиной разных последствий. Но эти системы искусственного интеллекта не могут узнать о мире, как мы — просто потыкав в него пальцем». Бонгард находится в авангарде движения «воплощённого познания», которое стремится разработать роботов, которые узнают о мире, наблюдая за тем, как их форма с ним взаимодействует. Примером воплощённого познания в действии, по его словам, может служить его полуторагодовалый ребёнок, «который, вероятно, прямо сейчас разносит мою кухню. Это то, что делают малыши. Они тыкают мир, буквально и метафорически, а потом смотрят, как мир толкает их в ответ. И делают это без устали». В лаборатории Бонгарда используются программы искусственного интеллекта для конструирования роботов из гибких, похожих на LEGO кубиков, которые он называет «Minecraft для робототехники». Кубики действуют как мускулы, позволяя роботам двигать своим телом, как гусеницам. Роботы, созданные ИИ, учатся методом проб и ошибок, добавляя и вычитая кубики и «эволюционируя» в более подвижные формы по мере устранения худших конструкций. Растения используют биоэлектричество для общения и разных действий. Если потрогать сенсорный волосок на венерианской мухоловке справа , а мухоловку соединить проводом с мимозой стыдливой слева , листья на мимозе свернутся и завянут. В 2020 году ИИ Бонгарда обнаружил, как сделать ходячих роботов. Это достижение вдохновило лабораторию Левина на извлечение живых стволовых клеток кожи из африканской когтистой лягушки при помощи микрохирургии и соединение их друг с другом в воде. Клетки слились в комок размером с кунжутное семя и действовали как единое целое. У клеток кожи есть реснички — крошечные волоски, которые обычно удерживают слой защитной слизи на поверхности взрослой лягушки, но эти создания использовали свои реснички как вёсла, гребя по своему новому миру.
Какие безъядерные организмы вам известны 9 класс кратко
Ядерная оболочка имеет отверстия диаметром около 90 нм, образующиеся засчет слияния внешней и внутренней ядерных мембран. Такие отверстия в оболочке ядра окружены сложными белковыми структурами, получившими название комплекса ядерной поры. Восемь белковых субъединиц, входящих в состав ядерной поры, располагаются вокруг перфорации ядерной оболочки в виде колец, диаметром около120 нм, наблюдаемых в электронный микроскоп с обеих сторон ядерной оболочки. Белковые субъединицы комплекса поры имеют выросты, направленные к центру поры, где иногда видна «центральная гранула» диаметром 10-40 нм.
Размер ядерных пор и их структура стандартны для всех клеток эукариот. Число ядерных пор зависит от метаболической активности клеток: чем выше уровень синтетических процессов в клетке, тем больше пор на единицу площади поверхности клеточного ядра. В процессе ядерно-цитоплазматического транспорта ядерные поры функционируют как некое молекулярное сито, пропуская ионы и мелкие молекулы сахара, нуклеотиды, АТФ и др.
Так, например, белки, транспортируемые в ядро из цитоплазмы, где они синтезируются, должны иметь определенные последовательности примерно из 50 аминокислот, т. NLS последовательности , «узнаваемые» комплексом ядерной поры. В этом случае комплекс ядерной поры, затрачивая энергию в виде АТФ, активно транслоцирует белок из цитоплазмы в ядро.
Редактировать Хроматин Клеточное ядро является вместилищем практически всей генетической информации клетки, поэтому основное содержимое клеточного ядра — это хроматин: комплекс дезоксирибонуклеиновой кислоты ДНК и различных белков. В ядре и, особенно, в митотических хромосомах, ДНК хроматина многократно свернута, упакована особым образом для достижения высокой степени компактизации. Ведь все длинные нити ДНК, общая длина которых составляет, например, у человека около 164 см, необходимо уложить в клеточное ядро, диаметр которого всего несколько микрометров.
Эта задача решается последовательной упаковкой ДНК в хроматине с помощью специальных белков. Основная масса белков хроматина — это белки гистоны, входящие в состав глобулярных субъединиц хроматина, называемых нуклеосомами. Всего существует 5 видов белков гистонов.
Ядро расширяется и в конечном итоге образует структуру в форме гантели с появлением медианного сужения. На срединной части клеточной мембраны появляются две сужения. Сужение ядра постепенно углубляется и делит ядро на два дочерних ядра без образования какого-либо шпиндельного волокна. Инвагинации клетки также перемещаются внутрь, а родительская ячейка делится на два равных размера дочерних клеток. Рисунок 1. Процесс амитоза. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ Амитоз наблюдается у молодых, совсем нормально развитых клеток в дочери луковицы, тканях корня. Но чаще он присущ высокодифференцированным и более старым клеткам. Амитоз также присущ низкоуровневым организмам - дрожжам, бактериям и т.
Недостатком амитоза является то, что в этом процессе деления клеток нет возможности генетической рекомбинации и существует возможность экспрессии нежелательных рецессивных генов.
Бактерии имеют разнообразные формы, такие как кокки, бациллы и спирали. Другой группой прокариот являются археи. Археи также отличаются от эукариот и бактерий отсутствием ядра в клетках.
Однако в структуре клеток архей есть некоторые отличия от бактерий, например, наличие мембраны с уникальными липидами. Прокариоты, включая бактерии и археи, встречаются повсеместно и обладают огромным разнообразием. Они могут быть полезными для человека, например, в качестве микроорганизмов, разлагающих органическое вещество, или же могут вызывать заболевания. Простейшие организмы без ядра Простейшие организмы без ядра относятся к единостворчатым простейшим, или как их еще называют, прокариотам.
К прокариотам относятся два больших домена: бактерии и археи. Бактерии являются самыми простыми формами жизни на Земле.
Загадка происхождения ядра. Вывернуться наизнанку, чтобы выжить Несмотря на огромный прогресс цитологии и молекулярной биологии, в истории происхождения эукариот, как мы выяснили, до сих пор хватает пробелов. Мало того, мы до сих пор не знаем, как возникла самая главная часть эукариотической клетки — ядро! Сегодня существуют несколько гипотез, которые попытались объяснить происхождение ядра. Первая гипотеза называется синтропной моделью и предполагает, что ядро появилось в результате симбиоза археи и бактерии.
Согласно ей, древняя архея проникла в бактерию, где впоследствии редуцировалась до клеточного ядра эукариот [20]. Вторая гипотеза говорит о том, что бактерия эволюционировала в эукариота без эндосимбиоза и опирается лишь на существование бактерий рода Planctomycetes, имеющих структуры, напоминающие ядро [21]. Третья гипотеза — это гипотеза вирусного эукариогенеза, которая предполагает, что ядро возникло вследствие заражения прокариотической клетки вирусом. По одной версии, ядро возникло при поглощении клеткой большого ДНК-содержащего вируса [22] , по другой — эукариоты произошли от древних архей, уже инфицированных поксвирусами [23]. Четвертая гипотеза, названная экзомембранной, утверждает, что ядро произошло от одиночной клетки, выработавшей вторую внешнюю мембрану. Первичная мембрана превратилась в ядерную и в ней появились поровые структуры для транспорта синтезированных внутри компонентов. Однако большой поддержкой она тоже не пользуется, поскольку предполагает независимое происхождение прокариот и эукариот [24].
Ни одна из этих гипотез не является общепризнанной, каждая имеет достаточно серьезные противоречия. Однако не все так безнадежно, как может показаться. В 2014 году вышла статья, в которой исследователи выдвинули новую гипотезу происхождения ядра — гипотезу, получившую название inside-out, то есть «снаружи—внутрь», или «наизнанку» рис. Во многом своим происхождением она обязана развитию экзомембранной гипотезы, но имеет от нее ряд отличий. Предположение о происхождении клетки «наизнанку» примечательно тем, что не опирается на наличие фагоцитоза у FECA которого у него, судя по всему, и не было , что позволяет разрешить часть существовавших ранее трудностей. Согласно этой гипотезе, ядро произошло от одной клетки, которая в процессе эволюции образовала вторую внешнюю клеточную мембрану, а прежняя после этого стала ядерной [25]. Рисунок 4.
Последовательные этапы эволюции первого общего предка эукариот FECA согласно гипотезе inside-out. Такой переход изолирует эндоплазматический ретикулум от внешней среды, что одновременно помогает развитию везикулярного транспорта и устанавливает вертикальную передачу митохондрий, а это приближает нашего гипотетического предка к клетке с современной эукариотической организацией. Именно на этом и основывается гипотеза inside-out. Ее авторы предполагают, что эукариоты произошли от клетки, которая расширила свои протрузии, а они, сливаясь, дали начало цитоплазме и системе внутренних мембран. Согласно гипотезе inside-out, внешняя ядерная мембрана, плазматическая мембрана и цитоплазма произошли из внеклеточных выступов, тогда как эндоплазматический ретикулум представляет собой промежутки между пузырьками. Митохондрии первоначально были захвачены в эндоплазматический ретикулум, но позже проникли через его мембрану, попав в цитоплазму. Согласно этой модели заключительным этапом эукариогенеза было формирование непрерывной плазматической мембраны, которая закрывала эндоплазматический ретикулум снаружи.
Аргументы в пользу inside-out-гипотезы можно разделить на три категории: характерные черты эукариот, необычные особенности их клеток и прямые филогенетические данные, подтверждающие эту модель. Принцип бритвы Оккама гласит, что мы должны отдать предпочтение гипотезе, которая объясняют наблюдения при наименьшем количестве допущений. Модель inside-out объясняет различные особенности организации современных эукариотических клеток: например, в свете этой гипотезы понятно, почему в ядерном компартменте нет связанных с мембраной органелл, почему типичные эукариотические клетки намного больше, чем большинство прокариотических и почему мембрана ядра непрерывно связана с эндоплазматическим ретукулумом. Второй вид доказательств объясняет особенности эукариот, которые нельзя предсказать с помощью традиционных моделей происхождения ядра. Например, модель inside-out объясняет, почему эндоплазматический ретикулум так тесно связан не только с ядром, но и с митохондриями и почему обе органеллы играют такую важную роль в синтезе липидов. Третий вид доказательств основан на выводах, сделанных на основе филогенетического анализа семейств эукариотических генов. Согласно полученным данным, именно гены митохондрий, попавшие в ядро, служат источником для синтеза липидов.
Приобретение бактериальных липидов служит предпосылкой для появления фагоцитоза, а митохондрии на тот момент уже находились в клетке [26] , [27] , [28]. Подобные примеры сосуществования архей и бактерий известны и в настоящее время — например, группа таумархиот, образующая эктосимбиоз с гамма-протеобактериями [29]. Рисунок 5. Синтрофная гипотеза гласит о том, что предок эукариот был менее прожорливым, чем мы привыкли считать. Вместо поедания бактерий он как бы «обнимал» их своими протрузиями, и сеть выростов в дальнейшем расширялась, создавая ячейки для бактерий-симбионтов и отделяя оболочку будущего ядра.