Τα προκαρυωτικά κύτταρα και τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι οι δύο τύποι κυττάρων που υπάρχουν στη Γη. Υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ των δύο, αλλά η μεγαλύτερη διάκριση μεταξύ τους είναι ότι τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν έναν ξεχωριστό πυρήνα που περιέχει το γενετικό υλικό του κυττάρου, ενώ τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν πυρήνα και έχουν γενετικό υλικό ελεύθερης πτώσης.
Από προκαρυωτικά κύτταρα σε ευκαρυωτικά κύτταρα
Όλα τα ζωντανά πράγματα μπορούν να χωριστούν σε τρεις βασικούς τομείς: Βακτήρια, Αρχαία και Ευκαρυά. Οι πρωταρχικοί μονοκύτταροι οργανισμοί που βρίσκονται στους τομείς των Βακτηρίων και των Αρχαίων είναι γνωστοί ως προκαρυωτικοί. Αυτοί οι οργανισμοί είναι κατασκευασμένοι από προκαρυωτικά κύτταρα - τα μικρότερα, απλούστερα και αρχαιότερα κύτταρα.
Οι οργανισμοί στον τομέα της Eukarya κατασκευάζονται από τα πιο σύνθετα ευκαρυωτικά κύτταρα. Αυτοί οι οργανισμοί, που ονομάζονται ευκαρυωτικά, μπορούν να είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι και περιλαμβάνουν ζώα, φυτά, μύκητες και αντιστάσεις. Πολλοί άνθρωποι είναι ασαφείς για το κατά πόσον οι ζύμες ή οι μύκητες είναι προκαρυωτικοί ή ευκαρυωτικοί. Και οι δύο είναι ευκαρυωτικοί και μοιράζονται παρόμοια κυτταρική δομή με όλους τους άλλους ευκαρυώτες.
Οι ευκαρυώτες αναπτύχθηκαν τουλάχιστον 2,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, μετά από 1 έως 1,5 δισεκατομμύρια έτη προκαρυωτικής εξέλιξης, σύμφωνα με τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH). Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι ο πυρήνας και άλλα ευκαρυωτικά χαρακτηριστικά μπορεί να έχουν αρχικά σχηματιστεί μετά από κατάποση ενός προκαρυωτικού οργανισμού από έναν άλλο, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Τέξας. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο απορροφημένος οργανισμός θα συνέβαλε τότε στη λειτουργία του οικοδεσπότη του.
Τι έχουν κοινά τα προκαρυωτικά και τα ευκαρυωτικά;
Αν και τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολλές διαφορές, μοιράζονται μερικά κοινά χαρακτηριστικά, όπως τα εξής:
- DNA: Γενετική κωδικοποίηση που καθορίζει όλα τα χαρακτηριστικά των ζωντανών πραγμάτων.
- Μεμβράνη κυττάρων (ή πλάσματος): Εξωτερική στρώση που διαχωρίζει το κύτταρο από το περιβάλλον και λειτουργεί ως επιλεκτικό φράγμα για εισερχόμενα και εξερχόμενα υλικά.
- Κυτταρόπλασμα: Υγρό που μοιάζει με ζελέ μέσα σε ένα κύτταρο που αποτελείται κυρίως από νερό, άλατα και πρωτεΐνες.
- Ribosomes: Οργανίδια που παράγουν πρωτεΐνες.
Πώς διαφέρουν τα προκαρυωτικά και τα ευκαρυωτικά;
Πυρήνας / DNA: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν έναν πυρήνα που περιβάλλεται από ένα πυρηνικό φάκελο που αποτελείται από δύο λιπιδικές μεμβράνες, σύμφωνα με τη Φύση Εκπαίδευση. Ο πυρήνας κρατά το DNA του ευκαρυωτικού κυττάρου. Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν πυρήνα. μάλλον, έχουν μια μεμβρανοειδή περιοχή νουκλεοειδούς (ανοιχτό τμήμα του κυττάρου) που συγκρατεί ελεύθερο DNA, σύμφωνα με το πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.
Το όλο DNA σε ένα κύτταρο μπορεί να βρεθεί σε μεμονωμένα κομμάτια γνωστά ως χρωμοσώματα. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολλά χρωμοσώματα που υφίστανται μείωση και μίτωση κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, ενώ τα περισσότερα προκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα. Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι μερικοί προκαρυώτες έχουν έως και τέσσερα γραμμικά ή κυκλικά χρωμοσώματα, σύμφωνα με τη Φύση Εκπαίδευση. Για παράδειγμα, Vibrio cholerae, το βακτήριο που προκαλεί χολέρα, έχει δύο κυκλικά χρωμοσώματα.
Organelles σε ευκαρυωτικά κύτταρα: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολλά άλλα οργανίδια που δεν συνδέονται με τη μεμβράνη και δεν βρίσκονται σε προκαρυωτικά κύτταρα. Αυτά περιλαμβάνουν τα μιτοχόνδρια (μετατροπή της τροφικής ενέργειας σε τριφωσφορική αδενοσίνη ή ΑΤΡ, για την εξάσκηση βιοχημικών αντιδράσεων). τραχύ και ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο (ένα διασυνδεδεμένο δίκτυο μεμβράνης-κλειστούς σωληνίσκους που μεταφέρουν συνθετικές πρωτεΐνες). σύμπλεγμα golgi (είδη και συσκευασίες πρωτεϊνών για έκκριση). και στην περίπτωση φυτικών κυττάρων, χλωροπλάστες (διεξάγουν φωτοσύνθεση). Όλα αυτά τα οργανίδια βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα του ευκαρυωτικού κυττάρου.
Ribosomes: Στα ευκαρυωτικά κύτταρα, τα ριβοσώματα είναι μεγαλύτερα, πιο περίπλοκα και δεσμευμένα από μια μεμβράνη. Μπορούν να βρεθούν σε διάφορα μέρη: Μερικές φορές στο κυτταρόπλασμα. στο ενδοπλασματικό δίκτυο. ή συνδεδεμένη με την πυρηνική μεμβράνη (που καλύπτει τον πυρήνα).
Στα προκαρυωτικά κύτταρα, τα ριβοσώματα διασκορπίζονται και επιπλέουν ελεύθερα σε όλο το κυτταρόπλασμα. Τα ριβοσώματα σε προκαρυωτικά κύτταρα έχουν επίσης μικρότερες υπομονάδες. Όλα τα ριβοσώματα (τόσο σε ευκαρυωτικά όσο και σε προκαρυωτικά κύτταρα) αποτελούνται από δύο υπομονάδες - μία μεγαλύτερη και μία μικρότερη. Σε ευκαρυωτικά, αυτά τα κομμάτια αναγνωρίζονται από τους επιστήμονες ως υπομονάδες 60-S και 40-S. Στα προκαρυωτικά, τα ριβοσώματα είναι κατασκευασμένα από ελαφρώς μικρότερες υπομονάδες, που ονομάζονται 50-S και 30-S.
Η διαφορά στους τύπους των υπομονάδων επέτρεψε στους επιστήμονες να αναπτύξουν αντιβιοτικά φάρμακα, όπως η στρεπτομυκίνη, που προσβάλλουν ορισμένα είδη μολυσματικών βακτηριδίων, σύμφωνα με τη Βρετανική Εταιρεία Κυτταρικής Βιολογίας. Στο μειονέκτημα, μερικές βακτηριακές τοξίνες και ο ιός της πολιομυελίτιδας χρησιμοποιούν τις διαφορές των ριβοσωμάτων προς όφελός τους - είναι σε θέση να αναγνωρίσουν και να επιτεθούν στον μεταφραστικό μηχανισμό των ευκαρυωτικών κυττάρων ή στη διαδικασία με την οποία το αγγελιοφόρο RNA μεταφράζεται σε πρωτεΐνες.
Αναπαραγωγή: Οι περισσότεροι ευκαρυώτες αναπαράγουν σεξουαλικά (αν και ορισμένοι protists και μονοκύτταροι μύκητες μπορούν να αναπαραχθούν μέσω μίτωσης, η οποία είναι λειτουργικά παρόμοια με την ασήμαντη αναπαραγωγή). Οι προκαρυώτες αναπαράγουν ασεξουαλικά, με αποτέλεσμα οι απόγονοι να είναι ένας ακριβής κλώνος του γονέα. Ορισμένα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν επίσης pili, τα οποία είναι κολλητικές προβολές σαν τρίχες που χρησιμοποιούνται για την ανταλλαγή γενετικού υλικού κατά τη διάρκεια ενός τύπου σεξουαλικής διαδικασίας που ονομάζεται σύζευξη, σύμφωνα με τις έννοιες της βιολογίας. Η σύζευξη μπορεί να συμβεί σε βακτήρια, πρωτόζωα και μερικά άλγη και μύκητες.
Κυτταρικοί τοίχοι: Τα περισσότερα προκαρυωτικά κύτταρα έχουν ένα άκαμπτο κυτταρικό τοίχωμα που περιβάλλει τη μεμβράνη πλάσματος και δίνει σχήμα στον οργανισμό. Στα ευκαρυωτικά, τα σπονδυλωτά δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα, αλλά τα φυτά το κάνουν. Τα κυτταρικά τοιχώματα των προκαρυωτικών διαφέρουν χημικά από τα ευκαρυωτικά κυτταρικά τοιχώματα των φυτικών κυττάρων, τα οποία κατασκευάζονται κυρίως από κυτταρίνη. Στα βακτήρια, για παράδειγμα, τα τοιχώματα των κυττάρων αποτελούνται από πεπτιδογλυκάνες (σάκχαρα και αμινοξέα), σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον.
