סוגי תאים: תאים פרוקריוטים, תאים אוקריוטיים - ביולוגיה - 2025

שני סוגים של תאים מהווים את כל האורגניזמים החיים שאנחנו יכולים לזהות בטבע; אלה מכונים פרוקריוטות ואוקריוטות. הראשונים אופייניים לכמה מיקרואורגניזמים, ואילו האחרונים יוצרים אורגניזמים רב-תאיים מורכבים כמו צמחים ובעלי חיים.

תאים מייצגים את יחידת החיים הבסיסית, הידועה פחות או יותר מאז 1840. אומרים שהם "יחידות בסיסיות" שכן בתוך כל אחד מהם מתרחשים אותם תהליכים שאנו מכירים באורגניזמים "גבוהים" או גבוהים יותר. מורכב.

סכמה של שני סוגי התאים בטבע: איקריוטות ופרוקריוטות. החלקים העיקריים מוצגים ומראים את ההבדלים ביניהם (מקור: לא נמסר מחבר קריא במכונה. Mortadelo2005 הניח (מבוסס על טענות בזכויות יוצרים). באמצעות ויקימדיה Commons)

לפיכך, תא הוא היצור הקטן ביותר שיכול להאכיל, לחילוף חומרים, לגדול ולהתרבות ולהשאיר צאצאים (תא יכול להגיע רק מתא אחר שהיה קיים קודם).

גודל התאים יכול להשתנות מאוד. אם ניקח בחשבון את גודלו של חיידק קטן, שיכול למדוד קצת יותר מ -100 מיקרון, ונשווה אותו לגודל של נוירון של אדם בוגר, שיכול למדוד עד מטר, נגלה הבדל של בערך 6 סדרי גודל.

עם זאת, מכיוון שהתהליכים המתרחשים בתוכם דומים, סוגים שונים של תאים חולקים מאפיינים רבים. לדוגמא, כולם מוקפים בקרום המפריד ביניהם מהסביבה שסביבם ומאפשר מעבר סלקטיבי של חומרים מצד אחד לצד השני.

החלל המוקף בקרום זה מכיל סוג של נוזל או נוזל הנקראים ציטוזול, בהם הם המרכיבים התוך תאיים המאפשרים חילוף חומרים ורבייה אפשרית, כדי להזכיר כמה תהליכים.

הציטוזול מכל התאים מכיל (מופרד על ידי ממברנות פנימיות או לא) את החומר התורשתי המורכב מחומצות גרעין; כמות גדולה של חלבונים מבניים ועם פעילות אנזימטית; יונים, פחמימות ומולקולות אחרות בעלות אופי כימי שונה.

בחלק מהתאים יש דופן תא המכסה את קרום הפלזמה שלהם ומספקת להם קשיחות, תמיכה ועמידות מכנית וכימית מסוימת. בנוסף, אורגניזמים פרוקריוטים ואוקריוטיים כאחד יכולים להיות בעלי מבנים כמו ציצית והפללה המשמשים מטרות מרובות.

תאים פרוקריוטיים

תאים פרוקריוטיים הם תאים פשוטים יחסית. שמו מקורו ב"פרו "היווני, שפירושו לפני, ו"קריון" שפירושו גרעין, וזה משמש לציון אורגניזמים עם גרעין קדמוני או "פרימיטיבי", חסר גרעין ממברני.

אורגניזמים פרוקריוטיים הם חיידקים וארכיאה. חיידקים מייצגים את אחת הקבוצות החשובות ביותר של יצורים חיים מבחינה אקולוגית ומעשית (באופן אנתרופוצנטרי), כמו גם ביחס לשפע שלהם (מספר פרטים).

תרשים של תא "ממוצע" פרוקריוטי (מקור: מריאנה רויז וילאריאל (LadyofHats). תוויות ספרדיות מאת אלחנדרו פורטו. באמצעות ויקימדיה Commons)

ארכאאה, בשפע כמו חיידקים, מאכלס מקומות בלתי מעשירים ועוינים כמו מלוחים, מעיינות געשיים או אתרים חומציים וחמים ביותר.

ישנם הבדלים רבים בין ארכאאה לחיידקים, אך רק המאפיינים המובחנים ביותר של חיידקים יצוינו להלן, מכיוון שהם הקבוצה הידועה ביותר.

- מאפיינים

לפרוקריוטות יש גדלים וצורות משתנים מאוד, התלויים מיסודה במין ובאורח החיים הנחשב. חיידקים, למשל, נבדלים בצורה מורפולוגית לקוקצ'י ובסילי.

קוקצי הם צורות כדוריות כמעט ויכולים להתחבר זה לזה ליצירת אגרגטים של תאים (בדומה לקבוצת ענבים) האופייניים למינים מסוימים.

הביסילי הם בצורת מוט, אך רוחבם ואורכם משתנים מאוד; אלה יכולים להיות קשורים זה לזה, ויוצרים שרשראות הדומות ל"מחרוזת "של צ'וריסו.

סלמונלה טיפימוריום (אדום) הפולש לתאים אנושיים. מחבר: מעבדות רוקי הר, NIAID, NIH מאת השלטון האמריקני (קובץ: SalmonellaNIAID.jpg), באמצעות ויקימדיה Commons

לתאים פרוקריוטיים יש מספר רב של מבנים, האחראים על ביצוע כל התהליכים החיוניים שלהם. אחד המאפיינים המבדיל חיידק מכל תא אוקריוטי הוא היעדר מבנים ממברניים פנימיים.

במילים אחרות, חיידקים חסרים אברונים ציטוזוליים כמו אלה שנמצאים באיקריוטים (מיטוכונדריה, גרעין, רטיפלום אנדופלמזי וכו ').

- חלקים מתא תא פרוקריוטי

חיידק; תא פרוקריוטי, אורגניזמים חד תאיים

החלקים הניתנים להבחנה ברוב הפרוקריוטות הם קרום הפלזמה, ריבוזומים, גופי הכללה, אזור נוקלאואידי, חלל פריפלזמי, דופן התא, הקפסולה, הפימבריה והפילי והפללה.

קרום פלזמה או תא

הממברנה המכסה תאי חיידקים מבצעת פונקציות שונות כממשק בינם לבין סביבתם. הוא מורכב משומנים מסודרים בצורת דו שכבתי וכמה חלבונים נלווים שביחד הם מהווים מבנה בעובי של לא יותר מ- 10 ננומטר.

הפנים של הדו-שכבתי ש"פנים "" פנימה "ו-" החוצה "של התאים מכילים את החלק ההידרופילי של השומנים, בעוד שהפנים שלהם הם הידרופוביים מאוד. חלבונים משויכים יכולים להיות אינטגרליים או היקפיים, בהתאם לאופי הכימי של הקשר שלהם.

לפרוקריוטים אין מבנים ממברניים פנימיים, עם זאת, ממברנות הפלזמה שלהם יכולות ליצור פלישות או קפלים בולטים בפנים שלהם ואלו ממלאים פונקציות שונות.

ציטופלזמה

הציטופלסמה היא החלל בין קרום התא לגרעין; מכיל את הציטוזול. זה די דומה לציטופלסמה של תאים אוקריוטיים.

ציטוזול

קרום הפלזמה תוחם חומר נוזלי המכונה ציטוזול. אין בנוזל זה חלבונים ציטו-שלדיים או אברונים ממברניים, אך ניתן להבחין בין "אזורים" עם פונקציות מוגדרות ורכיבים ספציפיים.

דוגמה טובה לכמה "מבנים" הקשורים לציטוזול של חיידקים היא זו של גופי הכללה, שהם גרגירים המורכבים מחומר אורגני או אורגני המוטמע במטריקס הציטוזולי.

ריבוזומים וצ'פרונים מולקולריים

בציטוזול של תא פרוקריוטי ניתן לראות מספר גדול של חלקיקים (הקשורים לעיתים לקרום הפלזמה) האחראים לסינתזה של חלבונים תאיים; אלה ידועים כריבוזומים ונמצאים גם בתאים אוקריוטיים, אם כי הם גדולים יותר באחרונים.

בקשר הדוק עם ריבוזומים ישנם גם חלבונים הנקראים צ'פרונים מולקולריים, האחראים על שיתוף הפעולה עם קיפול החלבונים המסונתזים על ידי ריבוזומים.

הגרעין

בתאים פרוקריוטיים בדרך כלל מולקולת DNA המרכיבה כרומוזום מעגלי כפול. כרומוזום זה אינו סגור בתוך גרעין שתוחם על ידי קרום, אלא הוא נארז באזור מוגדר של הציטוזול.

אזור זה ידוע בשם הגרעין או האזור הגרעיני. זה זה שמכיל את כל המידע הגנטי המגדיר את המאפיינים של חיידק וזה המשכפל בזמן חלוקת התא.

דופן התא של חיידקים

לכל החיידקים יש דופן תא המקיפה את קרום הפלזמה. מבנה זה חשוב מאוד להישרדותם של פרוקריוטות, מכיוון שהוא נותן להם התנגדות מסוימת כנגד תמוגה אוסמוטית.

בהתאם למאפייני דופן התא, נבדלו שתי קבוצות גדולות של חיידקים: Gram Positive ו- Gram Negative.

דופן התא של חיידקים גראם-חיוביים מורכבת משכבה הומוגנית של פפטידוגליקאן (N- אצטיל גלוקוזאמין וחומצה N- אצטילמורמי) העוטפת את קרום הפלזמה.

לחיידקים גראמיים שליליים יש גם דופן תאי פפטידוגליקני על קרום הפלזמה, אך יש להם גם קרום חיצוני נוסף העוטף אותם.

המרחב בין דופן התא לקרום הפלזמה של שני סוגי החיידקים נקרא המרחב הפריפלזמי, בו שוכנים מספר רב של אנזימים וחלבונים אחרים בעלי תפקידים חשובים.

ישנם חיידקים, בנוסף לדופן התא, מכילים שכבה של פוליסכרידים וגליקופרוטאינים הפועלים להגנה מפני ייבוש או התקפה על ידי פתוגנים כמו בקטריופאגים; זה עובד גם בתהליכי הידבקות תאים.

פלסמידים

פלסמידים הם מבנים מעגליים של DNA. הם נשאים של גנים שאינם מעורבים בהתרבות.

כּמוּסָה

הוא נמצא בכמה תאים חיידקיים ועוזר לשמור על לחות, מסייע לתא להידבק למשטחים וחומרים מזינים. זהו ציפוי חיצוני נוסף המגן על התא כאשר הוא נספג על ידי אורגניזמים אחרים.

פילי

לתאים פרוקריוטיים יש גם מבנים חיצוניים המכונים "פילי" המהווים סוג של "שערות" על פני התאים הללו ולרוב ממלאים תפקידים חשובים בחילופי מידע גנטי בין חיידקים.

חומר גנטי (DNA ו- RNA)

לתאים פרוקריוטיים יש כמויות גדולות של חומר גנטי בצורה של DNA ו- RNA. מכיוון שתאים פרוקריוטיים חסרים גרעין, הציטופלסמה מכילה את גדיל ה- DNA הגדול והעגול היחיד המכיל את מרבית הגנים הנחוצים לצמיחת תאים, להתרבות ולהישרדות.

תאים איקריוטיים

דוגמה לתא אוקריוטי (תא בעלי חיים) וחלקיו (מקור: Alejandro Porto דרך Wikimedia Commons)

התאים האוקריוטים מהווים את מרבית האורגניזמים שאנו רואים בטבע. האוקריוטות הם שמרים ופטריות חד תאיות אחרות, עצים ענקיים כמו סיקוויות, ויונקים מלכותיים כמו לווייתנים כחולים.

בהשוואה לתאים פרוקריוטים, התאים האוקריוטים גדולים ומורכבים במידה ניכרת, מכיוון שיש להם מספר גדול של אברונים פנימיים ומערכות ממברנות מורכבות המשובצות בציטוזול שלהם.

המילה "איקריוט" באה מהאיו "היוו" היווני שמשמעותו אמת ו"קריון "שמשמעותו גרעין ומשמשת לשם שמות תאים שיש להם" גרעין אמיתי ", שתוחם על ידי קרום.

- מאפיינים

בעלי חיים, צמחים, פטריות, וכמה אורגניזמים חד-תאיים כמו אמבות ושמרים מורכבים מתאים אוקריוטים.

עם ההבדלים ביניהם, התאים המרכיבים אורגניזמים אלו הם בעלי ארגון פנימי מורכב: יש להם גרעין ממברני ומגוון גדול של איברונים פנימיים, ממברנות נפרדות.

- חלקים מתא תא אקריוטי

ציטופלזמה

הוא ממוקם בין קרום הפלזמה לגרעין, בתוכו נמצאים האברונים והציטוסקוטון. החללים הכלולים בקרומי האיברונים מהווים את המיקרו-תאיות.

קרום פלזמה

גרעין התא האוקריוטי

הגרעין הוא האברון התוך-תאי הבולט והמאפיין ביותר של תא אוקריוטי. זהו "המיכל" בו החומר הגנטי (חומצות גרעין) מוקף בקשר הדוק עם חלבונים המכונים "היסטונים", המהווים כרומוזומים אוקראוטיים.

אורגנל זה תוחם על ידי המעטפה הגרעינית, המתאימה לזוג ממברנות קונצנטריות המפרידות בין המרכיבים הגרעיניים לשאר הציטוזול ואשר יש תפקידים חשובים מנקודת המבט של ביטוי גנים.

מיטוכונדריה

מיטוכונדריה

בציטוזול של תא אאוקריוטי יש גם אברונים ממברניים חשובים מאוד, האחראים על יצירת האנרגיה שיכולה להשתמש בתא: המיטוכונדריה.

בזכות האברונים הללו, לאורגניזמים חיים יש יכולת לחיות בנוכחות חמצן.

מיטוכונדריה הם מבנים "בצורת מוט", הדומים לחיידק (עיין בתאוריה האנדוסימביוטית), יש להם גנום משלהם, ולכן הם משכפלים כמעט ללא תלות בתא הנמצא בהם, ויש להם שני ממברנות, האחד מקופל מאוד ופנימי חיצוני. , הפונה לציטוזול.

חילוף מתמיד של מטבוליטים ומידע מתרחש בין המיטוכונדריה, הציטוזול וחלק מהאברונים הממברניים של תאים אוקראוטיים, החיוניים לתפקוד התא.

ריבוזומים

הם מבנים חיוניים לסינתזת חלבון. הם מורכבים מ- RNA ריבוזומלי וחלבונים. ריבוזומים משמשים לייצור חלבונים.

כלורופלסטים

כלורופלסט

בצמחים, באצות ובצינו-בקטריה, בנוסף למיטוכונדריה, יש אברונים (פלסטידים) המתמחים בפוטוסינתזה. אלה מכילים פלישות רבות ותהליכים ממברניים פנימיים, העשירים בפיגמנטים ואנזימים ספציפיים.

Reticulum endoplasmic מחוספס (RER)

זהו אזור של תכנית הרשת שיש לו ריבוזומים הקשורים לקרום האברון. בתוכו, חלבונים משתנים ומסונתזים. תפקידו העיקרי הוא לייצר חלבונים הפועלים מחוץ לתא או בתוך שלפוחית.

תשתית אנדופלמטית חלקה (REL)

באזור זה של תכנית הרשת אין ריבוזומים, ולכן המראה החלק שלו אחראי על סינתזת שומנים וסטרואידים.

מתחם גולגי או מנגנון

מתחם גולגי מוגדר כ"ערמת שקיות שטוחות "המכוסות בקרום. זהו אחד מאתרי השינויים של החלבונים המסונתזים בתכנית האנדופלסמה ואחראי להפצתם לאזורים אחרים בתא ולחוץ.

אנדוזומים

ניתן לתאר אנדוזומים כתאים מוגבלים על ידי קרום שהוא חלק ממנגנוני האנדוציטוזיס. התפקיד העיקרי הוא סיווג החלבונים שנשלחים דרך שלפוחית ​​ומועברים ליעדיהם הסופיים, שיהיו תאי תאים שונים.

ליזוזומים

ליזוזומים הם אברונים קטנים ואחראים על העיכול התוך תאי של חלבונים "מיושנים", ומשחררים תרכובות מזינות לציטוזול.

פרוסיקסומה

לעומת זאת, הפרוקסיזומים אחראים בעיקר לשפלתם של מיני חמצן תגוביים והם מעורבים גם בחמצון של חומצות שומן.

בחלק מהמיקרואורגניזמים הטפיליים ישנם פרוקסיזומים משתנים ומתמחים לקטבוליזם של גלוקוז, וזו הסיבה שהם מכונים גליקוזומים.

שואבים

בתאי צמח יש בדרך כלל שקע, שהם אברונים גדולים בעלי חשיבות רבה לצמיחתם והתפתחותם של צמחים, מכיוון שהם תופסים יותר מ- 80% מהנפח הכולל של התאים, מכילים מים ויש להם מערכת אנדוממברנה ידועה. כמו הטאסטפלסט.

ציטוס שלד

היבט נוסף המבדיל תאים אוקריוטיים מפרוקריוטות הוא נוכחות רשת של חלבונים חוטיים פנימיים המהווים סוג של פיגום בציטוזול.

"פיגום" זה תורם לא רק ליציבות המכנית של תאים, אלא יש לו גם תפקידים חשובים לתקשורת תוך-תאית, הובלה פנימית ותנועות תאים.

מיקרו-צינורות

זה חלק מהיסודות של שלד הציטוס יחד עם חוטים. הם יכולים להתארך ולהתקצר, המכונה חוסר יציבות דינמית.

- Cilia ו flagella

כפי שנכון לחיידקים, לתאים אוקיארוטיים רבים, בעלי חיים וצמחים, יש מבנים חיצוניים המורכבים ממיקרו-צינורות, והם מתפקדים בעיקר בתנועה ובתנועה.

Flagella הם מבנים שאורכם עד 1 מ"מ, ואילו ציצית יכולה להיות באורך של 2 עד 10 מיקרון. מבנים אלה נמצאים בשפע במיקרואורגניזמים ובאורגניזמים קטנים תאיים.

בבעלי חיים וצמחים ישנם גם תאים עם ציצית והפללה. כזה הוא המקרה של הסמלונים של תאי הזרע והקוטה המיישרת את משטחי התא המרכיבים את האפיתליה הפנימית של איברים מסוימים.

צנטריולים

צנטריולים הם מבנים חלולים בצורת גליל המורכבים מצינורות מיקרו. הנגזרות שלה מייצרות את גופי הבסיס של הציפה, והם מופיעים רק בתאים מסוג בעלי חיים.

חוטים

ניתן לסווג אותם לחוטי אקטין וחוטי ביניים. תאי אקטין הם חוטים גמישים של מולקולות אקטין וביניים הם סיבים דמויי חבל הנוצרים מחלבונים שונים.

פרוטאזומים

הם תסביכי החלבון המשפילים אנזימטית חלבונים פגומים.

הפניות

1. אלברטס, ב., דניס, ב., הופקין, ק., ג'ונסון, א., לואיס, ג'., רף, מ., … וולטר, פ. (2004). ביולוגיה תאי חיונית. אבינגדון: גרלנד מדע, טיילור ופרנסיס גרופ.
2. Enger, E., Ross, F., and Bailey, D. (2009). מושגים בביולוגיה (מהדורה 13). מקגרו-היל.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). ביולוגיה מולקולרית של התא (מהדורה חמישית). פרימן, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). גורמי תמלול צמחים. פיזיולוגיה של תאים מהצומח, 36 (8), 1405–1420.
5. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). מיקרוביולוגיה (מהדורה חמישית). חברות מקגרו-היל.
6. סולומון, א., ברג, ל., ומרטין, ד. (1999). ביולוגיה (מהדורה חמישית). פילדלפיה, פנסילבניה: הוצאת מכללת סונדרס.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). פיזיולוגיה של הצומח (מהדורה חמישית). סנדרלנד, מסצ'וסטס: Sinauer Associates Inc.