Skip to main content
Global

1.2: ארגון סלולרי - תאים פרוקריוטיים ואוקריוטיים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208838

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    1. תאר בקצרה מדוע, במונחים של הבדלים בגודל התא, תא אוקריוטי מורכב ומדור יותר מבחינה מבנית מאשר תא שהוא פרוקריוטי.
    2. כאשר ניתן תיאור, קבע אם תא הוא פרוקריוטי או אוקריוטי והסבר מדוע.
    3. ציין בקצרה מדוע וירוסים אינם נחשבים כפרוקריוטים ולא אוקריוטיים.

    על פי תורת התא, התא הוא יחידת החיים הבסיסית. כל האורגניזמים החיים מורכבים מתא אחד או יותר. בהתבסס על ארגון המבנים התאיים שלהם, ניתן לחלק את כל התאים החיים לשתי קבוצות: פרוקריוטיות ואוקריוטיות (מאויתות גם פרוקריוטיות ואוקריוטיות). לבעלי חיים, צמחים, פטריות, פרוטוזואנים ואצות יש כולם סוגי תאים אוקריוטיים. רק לחיידקים יש סוגי תאים פרוקריוטיים.

    alt
    איור\(\PageIndex{1}\): חיידקים על תא אפיתל אנושי מהפה. החיידקים הם הנקודות והמקפים הקטנים והסגולים הכהים בתא התכלת. המסה הסגולה הסגלגלה במרכז היא גרעין תא האפיתל.

    תאים פרוקריוטים הם בדרך כלל הרבה יותר קטנים ופשוטים יותר מאשר איקריוט ic (איור\(\PageIndex{1}\)). תאים קריוטיים פרו הם, למעשה, מסוגלים להיות פשוטים יותר מבחינה מבנית בגלל גודלם הקטן. ככל שתא קטן יותר, כך יחס פני השטח לנפח שלו גדול יותר (שטח הפנים של התא בהשוואה לנפח שלו).

    ניתן לחשב את שטח הפנים של אובייקט כדורי באמצעות הנוסחה הבאה:

    \[S = 4\, \pi\, r^2\]

    ניתן לחשב את נפח האובייקט הכדורי באמצעות הנוסחה:

    \[V = \dfrac{4}{3}\, \pi\, r^3 \]

    לדוגמה, לתא כדורי בקוטר 1 מיקרומטר (מיקרומטר) - הגודל הממוצע של חיידק בצורת קוקוס - יש יחס משטח לנפח של כ -6:1, בעוד שלתא כדורי בקוטר 20 מיקרומטר יש יחס משטח לנפח של כ -0:1.

    יחס משטח לנפח גדול, כפי שניתן לראות בתאים פרוקריוטים קטנים יותר, פירושו שחומרים מזינים יכולים להגיע בקלות ובמהירות לכל חלק בפנים התאים. עם זאת, בתא האוקריוטי הגדול יותר, שטח הפנים המוגבל בהשוואה לנפחו פירושו שחומרים מזינים אינם יכולים להתפזר במהירות לכל חלקי התא הפנימיים. זו הסיבה שתאים אוקריוטיים דורשים מגוון אברונים פנימיים מיוחדים כדי לבצע חילוף חומרים, לספק אנרגיה ולהעביר כימיקלים בכל התא. שניהם, לעומת זאת, חייבים לבצע את אותם תהליכי חיים. כמה מאפיינים המבדילים תאים פרוקריוטים ואיקריוטים מוצגים בטבלה\(\PageIndex{1}\). כל התכונות הללו יידונו בפירוט בהמשך ביחידה 1.

    טבלה\(\PageIndex{1}\): תאים אוקריוטיים לעומת פרוקריוטים

    גוף גרעיני

    תא אוקריוטי

    א. הגוף הגרעיני תחום על ידי קרום גרעיני בעל נקבוביות המחברות אותו עם הרשת האנדופלזמית (ראה איור ואיור). \(\PageIndex{2}\) \(\PageIndex{3}\)
    ב. הוא מכיל כרומוזום לינארי מזווג אחד או יותר המורכב מחומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) הקשורה לחלבוני היסטון).
    ג. קיים גרעין. RNA ריבוזומלי (rRNA) מתועתק ומורכב בגרעין.
    ד. הגוף הגרעיני נקרא גרעין.

    alt

    מיקרוגרף אלקטרונים של גרעין תא, המציג את הגרעין המוכתם כהה. (נחלת הכלל; המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית/המכונים הלאומיים לבריאות)

    תא פרוקריוטי

    א. הגוף הגרעיני אינו תחום על ידי קרום גרעיני (ראה איור\(\PageIndex{4}\)).
    בדרך כלל הוא מכיל כרומוזום מעגלי אחד המורכב מחומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA) הקשורה לחלבונים דמויי היסטון.
    ג. אין גרעין.
    ד. הגוף הגרעיני נקרא נוקלאואיד.

    חלוקת תאים

    תא אוקריוטי

    א. הגרעין מתחלק על ידי מיטוזה.
    ב. תאי מין הפלואידים (1N) באורגניזמים דיפלואידים או 2N מיוצרים באמצעות מיוזה.

    תא פרוקריוטי

    א התא מתחלק בדרך כלל בביקוע בינארי. אין מיטוזה.
    ב. תאים פרוקריוטים הם הפלואידים. מיוזה אינה נחוצה.

    ממברנה ציטופלזמית - המכונה גם קרום תא או קרום פלזמה

    תא אוקריוטי

    א. הממברנה הציטופלסמית (ראה איור \(\PageIndex{2}\) ואיור \(\PageIndex{3}\)) היא דו-שכבה פוספוליפידית נוזלית (ראה איור\(\PageIndex{5}\)) המכילה סטרולים (ראה איור). \(\PageIndex{6}\)
    ב. הממברנה מסוגלת לאנדוציטוזיס (פגוציטוזיס ופינוציטוזיס) ואקסוציטוזיס.

    תא פרוקריוטי

    א. הממברנה הציטופלזמית (איור\(\PageIndex{4}\)) היא דו שכבה פוספוליפידית נוזלית (איור\(\PageIndex{5}\)) שחסרים לנו סטרולים. חיידקים מכילים בדרך כלל מולקולות דמויי סטרול הנקראות hopanoi ds (איור). \(\PageIndex{7}\)

    alt
    איור\(\PageIndex{4}\): תא פרוקריוטי (חיידק מגטריום)
    alt
    איור\(\PageIndex{5}\): תרשים של ממברנה ציטופלזמית
    alt
    איור\(\PageIndex{7}\): הופנואידים דמויי סטרול נמצאים בממברנה הציטופלזמית של חיידקים רבים.

    B. הממברנה אינה מסוגלת לאנדוציטוזיס ואקסוציטוזיס.

    מבנים ציטופלסמיים

    תא אוקריוטי

    א. הריבוזומים מורכבים מיחידת משנה 60S ו-40S שמתאחדים במהלך סינתזת חלבון ליצירת ריבוזום 80S.

    - צפיפות יחידת משנה ריבוזומלית: 60S ו- 40S

    [1]ב. קיימים אברונים פנימיים הקשורים לממברנה כגון מיטוכונדריה, רשת אנדופלזמית, מנגנון גולגי, ואקואולים וליזוזומים (ראה איור ואיור). \(\PageIndex{2}\) \(\PageIndex{3}\)
    ג כלורופלסטים משמשים כאברונים לפוטוסינתזה.
    ד. ציר מיטוטי המעורב במיטוזה קיים במהלך חלוקת התא.
    ה. קיים שלד. הוא מכיל מיקרו-צינורות, מיקרופילמנטים של אקטין וחוטי ביניים. אלה ממלאים תפקיד ביחד במתן צורה לתאים, ומאפשרים תנועת תאים, תנועת אברונים בתוך התא ואנדוציטוזיס וחלוקת     תאים.

    תא פרוקריוטי

    הריבוזומים מורכבים מיחידת משנה 50S ו-30S שמתאחדים במהלך סינתזת החלבון ליצירת ריבוזום 70S. ראה איור \(\PageIndex{8}\).

    - צפיפות יחידת משנה ריבוזומלית: 50S ו- 30S

    ב. אברונים פנימיים הקשורים לממברנה כגון מיטוכונדריה, רטיקולום אנדופלזמי, מנגנון גולגי, ואקואולים וליזוזומים נעדרים (ראה איור) ג אין כלורופלסטים. \(\PageIndex{4}\)
    פוטוסינתזה מתרחשת בדרך כלל בפיתוחים או הרחבות הנגזרות מהממברנה הציטופלזמית    .
    ד אין מיטוזה ואין ציר מיטוטי.
    ה החוטים המבניים השונים בציטופלזמה מרכיבים ביחד את השלד הפרוקריוטי.     חוטים ציטוסקלטליים ממלאים תפקידים חיוניים בקביעת צורתו של חיידק (קוקוס, בצילוס או ספירלה) והם קריטיים גם בתהליך חלוקת התא על ידי ביקוע בינארי ובקביעת קוטביות חיידקית.

    קיר תא

    תא אוקריוטי

    א. לתאי צמחים, אצות ופטריות יש קירות תאים, המורכבים בדרך כלל מתאית או כיטין. קירות תאים אוקריוטיים לעולם אינם מורכבים מפפטידוגליקן (ראה איור). \(\PageIndex{3}\)
    ב תאי בעלי חיים ופרוטוזואנים חסרים קירות תאים (ראה איור \(\PageIndex{2}\)).

    תא פרוקריוטי

    למעט יוצאים מן הכלל, לחברי התחום לחיידקים יש דפנות תאים המורכבות מפפטידוגליקן (ראה איור). \(\PageIndex{4}\)
    ב. לחברי התחום Archae יש קירות תאים המורכבים מחלבון, פחמימה מורכבת או מולקולות ייחודיות הדומות אך לא זהות לפפטידוגליקן.

    אברונים לוקומוטוריים

    תא אוקריוטי

    - לתאים אוקריוטיים עשויים להיות דגלים או ריסים. Flagella ו-cilia הם אברונים המעורבים בתנועה ובתאים אוקריוטיים מורכבים מסידור מובהק של מיקרוטובולים מחליקים המוקפים בממברנה. סידור המיקרוטובוליות מכונה סידור 2X9+2 (ראה איור). \(\PageIndex{9}\)

    תא פרוקריוטי

    - לפרוקריוטים רבים יש דגלים, שכל אחד מהם מורכב מפיבריל בודד מסתובב ובדרך כלל אינו מוקף בממברנה (ראה איור). \(\PageIndex{10}\) אין ציציות.

    אורגניזמים מייצגים

    • תא אוקריוטי: התחום Eukarya: בעלי חיים, צמחים, אצות, פרוטוזואים ופטריות (שמרים, עובשים, פטריות).
    • תא פרוקריוטי: התחום חיידקים והתחום Archae.

    מכיוון שנגיפים הם תאיים- הם אינם מכילים אברונים תאיים, אינם יכולים לגדול ולהתחלק ואינם מבצעים חילוף חומרים עצמאי - הם נחשבים לא פרוקריוטים ולא אוקריוטים. מכיוון שווירוסים אינם תאים ואין להם אברונים תאיים, הם יכולים לשכפל ולהרכיב רק בתוך תא מארח חי. הם הופכים את התא המארח למפעל לייצור חלקים ויראליים ואנזימים ויראליים והרכבת הרכיבים הנגיפיים.

    וירוסים, בעלי מאפיינים חיים וגם לא חיים, יידונו ביחידה 4. לאחרונה הוכרזו וירוסים כישויות חיות המבוססות על המספר הגדול של קפלי חלבון המקודדים על ידי גנומים ויראליים המשותפים לגנום של התאים. זה מצביע על כך שנגיפים ככל הנראה נבעו ממספר תאים עתיקים.

    סיכום

    1. ישנם שני סוגים בסיסיים של תאים בטבע: פרוקריוטים ואיקריוטים.
    2. תאים פרוקריוטים פשוטים יותר מבחינה מבנית מאשר תאים אוקריוטיים.
    3. ככל שתא קטן יותר, כך יחס פני השטח לנפח גדול יותר.
    4. ככל שיחס פני השטח לנפח קטן יותר, כך התא צריך להיות מורכב יותר מבחינה מבנית (ממודר) על מנת לבצע פונקציות חיים.
    5. ישנם הבדלים מהותיים בין תאים פרוקריוטים לתאים אוקריוטיים.
    6. חיידקים הם תאים פרוקריוטים; פטריות, פרוטוזואה, אצות, צמחים ובעלי חיים מורכבים מתאים אוקריוטיים.
    7. וירוסים אינם תאים ולכן הם אינם פרוקריוטים ואינם אוקריוטים. הם יכולים לשכפל רק בתוך תא חי.