Типовые контрольные вопросы и задания к экзамену

1. Прокариоты, их основные характеристики, крупные таксоны.

Прокариоты — живые организмы, состоящие из клеток, которые не имеют клеточного ядра и мембранных органелл.

Это означает, что генетический материал ДНК у прокариот не связан в ядре. Кроме того, ДНК прокариот менее структурирована, чем у эукариот. В прокариотах ДНК одноконтурная. ДНК эукариот организована в хромосомы. Большинство прокариот состоят только из одной клетки (одноклеточные), но есть несколько и многоклеточных. Ученые разделяют прокариот на две группы: бактерии и археи.

Типичная клетка прокариота включает: клеточную стенку; плазматическую (клеточную) мембрану; цитоплазму; рибосомы; жгутики и пили; нуклеоид; плазмиды;

Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства): Бактерии (Bacteria) и Археи (Archaea).

Бактерии – микроорганизмы, имеющие кольцевую двухспиральную ДНК и (за исключением микоплазм) клеточные стенки. Большинство бактерий живут вне клеток микроорганизма. Некоторые бактерии (например, Salmonella typhi; Neisseria gonorrhoeae; Legionella, Mycobacterium, Rickettsia, Chlamydia и виды рода Chlamydophila) обитают и размножаются преимущественно внутри клеток. Некоторые бактерии, такие как хламидии, представители рода Chlamydophila, и риккетсии, являются облигатными внутриклеточными патогенными микроорганизмами (т.е. способными расти, размножаться и вызывать заболевания только в пределах клеток организма-хозяина). Другие (например,Salmonella typhi, виды рода Brucella sp, Francisella tularensis, N. gonorrhoeae, N. meningitidis, Legionella, виды родов Listeria, Mycobacterium tuberculosis) являются факультативными внутриклеточными патогенными микроорганизмами.

Многие бактерии присутствуют у человека в качестве нормальной флоры, часто в больших количествах и во многих областях (например, в желудочно-кишечном тракте). Только некоторые разновидности бактерий являются абсолютно болезнетворными для человека.

Бактерии классифицируются по следующим критериям (см. таблицу Классификация распространенных патогенных бактерий [Classification of Common Pathogenic Bacteria]).

Классификация бактерий может быть основана на форме:

Цилиндрические (палочки)

Сферические (кокки)

Спиральные (спирохеты)

Отдельные кокки, многие бациллы и большинство спирохет подвижны.

Археи представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл.

Ранее архей объединяли с бактериями в общую группу, называемую прокариоты (или царство Дробянки (лат. Monera)), и они назывались архебактерии, однако сейчас такая классификация считается устаревшей. Сейчас установлено, что археи имеют свою независимую эволюционную историю и характеризуются многими биохимическими особенностями, отличающими их от других форм жизни.

В настоящее время архей подразделяют на 5 типов. Из этих групп наиболее изученными являются кренархеоты (лат. Crenarchaeota) иэвриархеоты (лат. Euryarchaeota). Классифицировать архей по-прежнему сложно, т.к. подавляющее большинство из них никогда не выращивались в лабораторных условиях и были идентифицированы только по анализу нуклеиновых кислот из проб, полученных из мест их обитания.

Археи и бактерии очень похожи по размеру и форме клеток, хотя некоторые археи имеют довольно необычную форму, например, клетки Haloquadratum walsbyi плоские и квадратные. Несмотря на внешнее сходство с бактериями, некоторые гены и метаболические путиархей сближают их с эукариотами (в частности ферменты, катализирующие процессы транскрипции и трансляции). Другие аспекты биохимии архей являются уникальными, к примеру, присутствие в клеточных мембранах липидов, содержащих простую эфирную связь. Большая часть архей — хемоавтотрофы. Они используют значительно больше источников энергии, чем эукариоты: начиная от обыкновенных органических соединений, таких как сахара, и заканчивая аммиаком, ионами металлов и даже водородом. Солеустойчивые археи — галоархеи (лат. Haloarchaea) — используют в качестве источника энергии солнечный свет, другие виды архей фиксируют углерод, однако, в отличие от растений и синезелёных водорослей (цианобактерий), ни один вид архей не делает и то, и другое одновременно. Размножение у архей бесполое: бинарное деление, фрагментация и почкование. В отличие от бактерий и эукариот, ни один известный вид архей не формирует спор.