Պրոկարիոտներից մինչև էուկարիոտ տեսությունը քննարկող հարցերի օրինակներ

Վերնագիր՝ Պրոկարիոտներից մինչև էուկարիոտ տեսության վերաբերյալ քննարկման հարցերի օրինակ

Պենդահուլուան

Կենսաբանության մեջ քննարկվող կարևոր թեմաներից մեկը պրոկարիոտներից էուկարիոտ օրգանիզմների էվոլյուցիան է: Պրոկարիոտները միաբջիջ օրգանիզմներ են, որոնք չունեն կորիզ և թաղանթային կապված օրգանոիդներ, ինչպիսիք են մանրէները և արխեաները: Միևնույն ժամանակ, էուկարիոտները օրգանիզմներ են, որոնք ունեն բջիջներ իրական կորիզով և թաղանթային կապված օրգանոիդներով, ներառյալ կենդանիները, բույսերը, սնկերը և պրոտիստները: Էվոլյուցիայի այս տեսությունը Երկրի վրա կյանքի պատմության ամենակարևոր իրադարձություններից մեկն է:

Այս անցումը բացատրող ամենահայտնի տեսությունը էնդոսիմբիոզի տեսությունն է, որն առաջին անգամ տարածվել է Լին Մարգուլիսի կողմից 1967 թվականին: Այս տեսությունը պնդում է, որ էուկարիոտները զարգացել են մի քանի պրոկարիոտ բջիջների միջև սիմբիոտիկ հարաբերություններից: Այս հոդվածը կքննարկի նմուշային խնդիրները և կքննարկի այս տեսությունը, որը, հուսով ենք, կօգնի բջջային էվոլյուցիան հասկանալուն:

Հարցերի և քննարկման նմուշներ

Հարց 1. Բացատրեք էնդոսիմբիոզի տեսությունը և նշեք այն ապացույցները, որոնք հաստատում են այս տեսությունը:

Քննարկում.
Էնդոսիմբիոզի տեսությունը բացատրում է, որ էուկարիոտ բջիջների այնպիսի օրգանոիդներ, ինչպիսիք են միտոքոնդրիաները և քլորոպլաստները, առաջացել են ազատ ապրող պրոկարիոտներից, որոնք ապրել են նախնիների էուկարիոտ բջջի ներսում: Սկզբում աէրոբ պրոկարիոտ բջիջը մտնում էր մեկ այլ ավելի մեծ պրոկարիոտ բջջի մեջ որպես էնդոսիմբիոնտ: Ժամանակի ընթացքում սիմբիոտիկ հարաբերությունները օգուտ բերեցին երկու կողմերին էլ, ընդ որում՝ հյուրընկալող բջիջը օգտվեց էնդոսիմբիոնի նյութափոխանակության հնարավորություններից, մինչդեռ էնդոսիմբիոնտը ստացավ անվտանգ միջավայր և ռեսուրսներ: Ի վերջո, այս էնդոսիմբիոնտը զարգացավ և դարձավ օրգանոիդ:

Էնդոսիմբիոզի տեսությունը հաստատող ապացույցները ներառում են.
1. Միտոքոնդրիաներն ու քլորոպլաստներն ունեն իրենց սեփական շրջանաձև ԴՆԹ-ն, որը նման է բակտերիալ ԴՆԹ-ին։
2. Այս երկու օրգանոիդներն էլ ունեն երկու թաղանթ, ինչը ցույց է տալիս, որ մեկ թաղանթային շերտը ծագում է հյուրընկալող բջջի ֆագոցիտային բշտիկներից։
3. Միտոքոնդրիաները և քլորոպլաստները բազմանում են բջջից անկախ՝ բինար բաժանման միջոցով, որը կիրառվում է պրոկարիոտների կողմից։
4. Ֆիլոգենետիկ վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ միտոքոնդրիաների և քլորոպլաստների գեները ավելի նման են մանրէների գեներին, քան էուկարիոտների կորիզի գեներին։

Հարց 2. Բերեք օրգանիզմի օրինակ, որը հաստատում է էնդոսիմբիոզի տեսությունը:

Քննարկում.
Էնդոսիմբիոզի տեսությունը հաստատող օրգանիզմի օրինակներից մեկը Amoeba proteus-ն է և դրա բակտերիալ էնդոսիմբիոնտը: Amoeba proteus-ը էուկարիոտ նախակենդանի է, որը կարող է սիմբիոտիկ հարաբերություններ ձևավորել բակտերիաների և ջրիմուռների հետ: Այս հարաբերությունը թույլ է տալիս մեզ տեսնել էնդոսիմբիոտիկ հարաբերությունների վաղ ձևը:

Մեկ այլ օրինակ է Cyanophora paradoxa-ն՝ էուկարիոտ պրոտիստ, որն ունի ցիանելներ՝ ֆոտոսինթետիկ օրգանոիդներ, որոնք համարվում են ցիանոբակտերիաների էնդոսիմբիոնտներ: Այս օրգանիզմների գոյությունը ենթադրում է սիմբիոտիկ հարաբերություններ, որոնք շարունակել են քլորոպլաստներ ձևավորել այլ ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներում:

Հարց 3. Ինչպե՞ս կարելի է միտոքոնդրիաները և քլորոպլաստները համարել պրոկարիոտներից էվոլյուցիայի արդյունք։

Քննարկում.
Ենթադրվում է, որ միտոքոնդրիաներն ու քլորոպլաստները զարգացել են պրոկարիոտներից՝ վերոնշյալ նմանությունների շնորհիվ, ինչպիսիք են շրջանաձև ԴՆԹ-ի առկայությունը և բազմացումը երկուական բաժանման միջոցով: Ավելին, գենետիկական վերլուծությունը ենթադրում է, որ քլորոպլաստները ծագում են ցիանոբակտերիաներից, իսկ միտոքոնդրիաները՝ պրոտեոբակտերիաներից: Մոլեկուլային տվյալները ցույց են տալիս, որ միտոքոնդրիաների և քլորոպլաստների որոշակի գեներ շատ նման են որոշակի բակտերիաների գեներին:

Այս էվոլյուցիոն գործընթացը, հավանաբար, տեղի է ունեցել մի քանի փուլով, որտեղ սկզբնական քայլը պրոկարիոտ օրգանիզմն էր, որն ապրում էր պրոբիոտիկներով հարուստ միջավայրում: Էնդոսիմբիոնտների կլանումը և պահպանումը ոչ միայն ապահովում էին նյութափոխանակության առավելություններ, այլև ազդում էին օրգանիզմի տարբեր ռեսուրսներն օգտագործելու ունակության վրա, ինչը հանգեցնում էր էվոլյուցիոն նշանակալի առավելության:

Հարց 4. Որո՞նք են պրոկարիոտային և էուկարիոտ բջիջների միջև հիմնարար տարբերությունները կառուցվածքային-ֆունկցիոնալ տեսանկյունից։

Քննարկում.
Պրոկարիոտ և էուկարիոտ բջիջների միջև հիմնական տարբերությունները ներառում են.

1. Կորիզակի առկայություն. Էուկարիոտ բջիջներն ունեն իրական կորիզ, որը պաշտպանված է միջուկային թաղանթով, մինչդեռ պրոկարիոտիկ բջիջները կորիզ չունեն. դրանց ԴՆԹ-ն գտնվում է ցիտոպլազմայում՝ նուկլեոիդ կոչվող տարածքում։

2. ԴՆԹ-ի կառուցվածքը. պրոկարիոտ բջիջներում ԴՆԹ-ն շրջանաձև և պարզ է, մինչդեռ էուկարիոտներում ԴՆԹ-ն ավելի բարդ և գծային է՝ հիստոնները ձևավորելով քրոմատին:

3. Թաղանթային կապված օրգանոիդներ. Էուկարիոտ բջիջներն ունեն տարբեր թաղանթային կապված օրգանոիդներ, ինչպիսիք են միտոքոնդրիաները, քլորոպլաստները, Գոլջիի ապարատը և էնդոպլազմային ցանցը: Պրոկարիոտ բջիջները չունեն այս օրգանոիդները:

4. Բջջի չափը. Ընդհանուր առմամբ, էուկարիոտ բջիջները ավելի մեծ են, քան պրոկարիոտային բջիջները։

5. Բջջային բաժանում. Պրոկարիոտ բջիջները բաժանվում են երկուական, մինչդեռ էուկարիոտ բջիջները բաժանվում են միտոզի կամ մեյոզի միջոցով։

Եզրակացություն

Պրոկարիոտներից էուկարիոտ օրգանիզմների անցումը Երկրի վրա կյանքի էվոլյուցիայի կարևորագույն քայլ էր։ Էնդոսիմբիոզի տեսության միջոցով մենք հասկանում ենք, թե ինչպես են պրոկարիոտները զարգացել բարդ էուկարիոտ բջիջների, որոնք ունակ են ձևավորել կյանքի այն բարդությունը, ինչպիսին մենք այն գիտենք այսօր։ Այս տեսության մեխանիզմներն ու ապացույցները հասկանալը օգնում է բացատրել մեր մոլորակի վրա օրգանիզմների բազմազանությունն ու էվոլյուցիան։ Հետևաբար, այս տեսության վերաբերյալ հարցերի ուսումնասիրությունը կընդլայնի մեր պատկերացումները աշխարհի տարբեր տեսակների ծագման վերաբերյալ։