5. Прокариотам не свойственны мейоз и митоз. Основной способ размножения прокариотов – бесполый, его называют ещё вегетативным способом передачи генетической информации. Каждая клетка увеличивается в размерах и делится путём простого поперечного деления надвое (бинарное деление, путём амитоза). Лежащая в цитоплазме единственная кольцевая двуцепочечная молекула ДНК, длина которой превышает в 700 или 1000 раз длину самой клетки и несущая генетическую информацию, прикреплена в одной точке к внутренней поверхности плазматической мембраны. После того как ДНК удваивается, две идентичные кольцевые молекулы остаются соединёнными бок о бок с плазматической мембраной. Новая плазматическая мембрана и клеточная оболочка образуются между двумя точками прикрепления ДНК по мере деления клетки; в итоге мембрана впячивается между двумя молекулами ДНК, а каждая дочерняя клетка обеспечивается идентичной молекулой ДНК. Поскольку прокариоты полностью лишены полового процесса с образованием зиготы, у них отсутствует чередование ядерных фаз – диплоидных и гаплоидных. У эукариотов бесполое размножение происходит при помощи сложного процесса, называемого митозом; большинство же эукариотов размножаются половым путём – при помощи мейоза и последующего слипания половых клеток. Митоз позволяет производить генетически сходные эукариотные клетки, а мейоз увеличивает комбинативную изменчивость, что ускоряет процесс эволюции. 6. Организованный компактно прокариотный геном значительно меньше по размерам и количеству содержащейся в нём ДНК, по сравнению с эукариотным. Количественное содержание –6 ДНК в прокариотах составляет 0,01х10 мкг, в эукариотах – –6 6,0х10 мкг. Геном прокариотов имеет довольно своеобразное формирование. По данным сравнительной кариологии, для “средней” бактерии, характеризующейся массой сухого ве-13 11 щества на клетку 2,5х10 г (1,5х10 Да), средняя масса содержа9 щейся в клетке ДНК составляет 2,5х10 Да (1,5–2,0 % веса высу6 шенной биомассы); среднее число нуклеотидов в ДНК – 8,6х10 , длина их цепочки – 1100–1400 мкм. Средний структурный ген со5 стоит из 1250 нуклеотидов (4,0х10 Да). Из среднего общего Пластиды, подобно митохондриям, имеют свои собственные прокариотные ДНК и рибосомы. По-видимому, хлоропласты произошли от фотосинтезирующих бактерий, поселившихся в своё время в гетеротрофных клетках протистов и превративших их в автотрофные водоросли. В качестве доказательств эндосимбиотического происхождения этих органоидов приводятся следующие аргументы и биохимические данные: 1. Митохондрии и пластиды в клетке обладают определённой автономностью: они имеют собственную двуцепочечную ДНК, которая замкнута в кольцо, как у прокариотов, и могут самостоятельно передвигаться в пределах клетки. 2. Митохондрии и пластиды имеют две замкнутые мембраны, что является результатом захвата: внешняя сходна с мембранами фагоцитарной вакуоли, внутренняя соответствует собственной клеточной мембране бактерий. Биохимический состав наружной мембраны митохондрий и хлоропластов напоминает состав мембраны эукариотной клетки, тогда как внутренняя мембрана похожа на мембрану прокариотной клетки (они имеют сходный ферментный состав и молекулярную организацию). 3. Митохондрии и хлоропласты чувствительны к действию антибактериальных антибиотиков. Например, эритромицин или хлорамфеникол, подавляющие рост бактерий, подавляют также репликацию митохондрий в дрожжевых клетках; стрептомицин, ингибирующий синтез белка в бактериальных 70S-рибосомах, вызывает “выцветание” клеток у зелёных водорослей и высших растений, подавляя образование и размножение хлоропластов, при этом не действуя на рост клеток и тканей. 4. Размножаются митохондрии и пластиды бинарным делением, как прокариоты, причём делятся иногда независимо от деления клетки, никогда не синтезируются de novo. 5. Генетический материал – кольцевая ДНК, не связанная с гистонами, по доле ГЦ ДНК митохондрий и пластид ближе к ДНК бактерий, чем к ядерной ДНК эукариотов. 6. Митохондрии и пластиды имеют собственный аппарат синтеза белка – рибосомы прокариотного типа – с константой седиментации 70 ед. Сведберга. По строению рРНК близки к бактериальной и не похожи по своей структуре на РНК цитоплазмы. 146 159