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Was sind die Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen?

Was sind die Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen?

Das Leben auf der Erde wird normalerweise in zwei Hauptklassen (auch Domänen genannt) unterteilt: Prokaryoten und Eukaryoten (eine dritte Klasse, Archea, kann als eine Art Prokaryote angesehen werden).

Jeder dieser Typen enthält einzigartige strukturelle und biochemische Unterschiede, die sie voneinander unterscheiden.

Was sind also die Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen? Wie sind sie ähnlich und wie unterscheiden sie sich?

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Arten von Organismen

Lebewesen werden im Allgemeinen in drei verschiedene Gruppen eingeteilt: Bakterien, Archaea und Eukarya.

Bakterien und Archaea sind hauptsächlich einzellige Organismen, die als Prokaryoten klassifiziert sind. Per Definition sind prokaryotische Zellen die einfachsten, kleinsten und ältesten Zellen hier auf der Erde.

Die meisten anderen Organismen, die außerhalb der Kategorien Bakterien und Archaea liegen, gehören zur Eukarya-Gruppe und bestehen aus eukaryotischen Zellen.

Eukaryoten sind nicht durch die Anzahl der Zellen im Organismus begrenzt. Sie können einzellig sein oder viele Millionen Zellen haben. Eukaryoten umfassen Pflanzen, Tiere und Pilze sowie andere Organismen wie Protisten und einige Algen.

Prokaryoten entwickelten sich am frühesten in der Geschichte des Lebens auf der Erde, wobei sich Eukaryoten entwickelten Vor 2,7 Milliarden Jahren, grob 1 bis 1,5 Milliarden Jahre nach prokaryotischen Organismen.

Eine Theorie besagt, dass sich eukaryotische Zellen aus einer symbiotischen Assoziation von Prokaryoten entwickelt haben, die Endosymbiose genannt wird - zum Beispiel Bakterien, die in einer größeren Wirtszelle leben. Im Laufe der Zeit entwickelten sich die Prokaryoten und ihre Wirte zusammen, bis einer ohne den anderen nicht mehr funktionieren konnte.

Genug des evolutionären Hintergrunds, was trennt diese beiden Zelltypen?

Wie unterscheiden sich Prokaryoten und Eukaryoten?

Um die Unterschiede dieser Zellen richtig aufzuschlüsseln, werden wir die Erklärung in bestimmte Teile jeder Zelle aufteilen - beginnend mit dem Kern und der DNA.

Kern / DNA:

Eukaryontische Zellen bestehen aus einem Kern, der von einer Hülle aus zwei Membranen umgeben ist. Der Kern in eukaryotischen Zellen enthält die DNA.

In prokaryotischen Zellen gibt es dagegen keinen Kern, sondern eine Nukleoidregion ohne separate Membran. Diese Region der Zelle enthält die DNA, die im Allgemeinen frei schwebend ist.

Wenn wir uns die DNA der jeweiligen Zellen genauer ansehen, ist die DNA in beiden Zelltypen in Chromosomen enthalten.

Eukaryontische Zellen haben mehrere lineare Chromosomen, die Meiose und Mitose erfahren, wenn sich die eukaryotischen Zellen replizieren. Die Zellen prokaryotischer Organismen enthalten jedoch normalerweise nur ein kreisförmiges Chromosom. Einige Studien haben jedoch gezeigt, dass einige Prokaryoten bis zu vier Chromosomen aufweisen können.

Organellen in eukaryotischen Zellen:

Eukaryontische Zellen enthalten mehrere membrangebundene Organellen, die in den einfacheren prokaryotischen Zellen nicht vorhanden sind. Dazu gehören Organellen wie die Mitochondrien (das Kraftwerk der Zelle), das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Komplex und in Pflanzenzellen Chloroplasten. Alle diese einzelnen Organellen sind im Zytoplasma der eukaryotischen Zelle enthalten.

Prokaryontische Zellen haben ebenfalls Zytoplasma, beherbergen jedoch keine membrangebundenen Organellen.

Ribosomen:

Beide Zelltypen haben Ribosomen, aber in eukaryotischen Zellen sind die Ribosomen größer und komplexer. Sie sind auch durch eine Membran gebunden und können im Zytoplasma, in der Kernmembran und sogar im endoplasmatischen Retikulum gefunden werden. In prokaryotischen Zellen hingegen sind die Ribosomen verstreut und schweben frei im gesamten Zytoplasma.

Ribosomen sind komplexe Makromoleküle, die Proteine ​​synthetisieren. Diese Proteine ​​sind für die Zellfunktion und -reparatur essentiell.

Ein bemerkenswerter Unterschied zwischen den Ribosomen in beiden Zellen ist die Größe der Stücke, aus denen sie bestehen. In beiden Zelltypen bestehen die Ribosomen aus zwei Untereinheiten, einer kleinen und einer großen.

In Eukaryoten sind diese Untereinheiten größer, erkannt als 60S und 40S (Das S steht für "Svedbergs", eine Einheit, mit der gemessen wird, wie schnell sich Moleküle in einer Zentrifuge bewegen). In Prokaryoten sind diese Untereinheiten kleiner, erkannt als 50S und 30S.

Das alles mag nach viel Jargon klingen, aber der Unterschied in den Untereinheiten ist wichtig, da es Wissenschaftlern ermöglicht hat, Antibiotika zu entwickeln, die an bestimmte Arten von Bakterien binden.

Der Unterschied ist auch in negativeren Aspekten bemerkenswert. Zum Beispiel nutzt das Polio-Virus die Unterschiede in den Ribosomen, um Ribosomen in eukaryotischen Zellen zu suchen und an diese zu binden, was ihre Fähigkeit beeinträchtigt, Messenger-RNA in Proteine ​​zu übersetzen.

Reproduktion:

Die meisten eukaryotischen Zellen vermehren sich sexuell durch Meiose, während sich Prokaryoten ungeschlechtlich durch binäre Spaltung vermehren, die der Mitose ähnlich ist. Dies bedeutet, dass die resultierenden Zellen von Prokaryoten exakte Klone der Elternzellen sind.

Bei der Meiose wird die Anzahl der Chromosomen in der Zelle um die Hälfte reduziert, wodurch vier haploide Zellen entstehen, die sich genetisch von der Elternzelle unterscheiden, aus der sie hervorgegangen sind.

Zellwände:

Die meisten prokaryotischen Zellen haben eine starre Zellwand um ihre Plasmamembran. In einzelligen Organismen gibt diese starre Zellwand dem Organismus Form. Bei Eukaryoten haben Wirbeltiere keine Zellwände, Pflanzenzellen jedoch.

Beim Vergleich der Zellwände von Prokaryoten und eukaryotischen Pflanzenzellen unterscheiden sich die beiden auch chemisch. Pflanzenzellwände bestehen hauptsächlich aus Cellulose, aber in vielen prokaryotischen Zellen bestehen die Zellwände aus Peptidoglykanen, die im Wesentlichen eine Kombination aus Zucker und Aminosäuren sind.

Nach all dem einzelnen Zusammenbruch fragen Sie sich möglicherweise immer noch, wie Sie die beiden verschiedenen Zellen voneinander unterscheiden können. Hier ist eine klare und einfache Antwort.

Die Hauptunterschiede zwischen den Zellen sind das Vorhandensein oder Fehlen eines Kerns, die Größe und Komplexität der Ribosomen, die Reproduktionsmethode und das Vorhandensein oder Fehlen einer Zellwand.

Eukaryoten haben einen Kern mit einer Membran, größere Ribosomenuntereinheiten, vermehren sich normalerweise sexuell und haben keine wirbellosen Zellwandtiere, aber eine Zellwand in Pflanzen. Prokaryoten haben keine Membran um den Kern, kleinere ribosomale Untereinheiten, vermehren sich ungeschlechtlich und haben Zellwände.

Was haben Prokaryoten und Eukaryoten gemeinsam?

Diese beiden Zelltypen haben mehrere Gemeinsamkeiten. Schließlich ist jeder Typ immer noch eine Zelle. Hier sind die wichtigsten Ähnlichkeiten:

  • Beide Zelltypen haben DNA, die codiert und die Eigenschaften der Zellen bestimmt.
  • Beide Zelltypen haben eine äußere Membran, die sie von der Umgebung trennt und als eine Art Tor für ein- und ausgehende Substanzen fungiert.
  • Eukaryoten und Prokaryoten haben beide Zytoplasma in ihren Zellen.
  • Schließlich haben beide Zellen, wie zuvor erwähnt, Ribosomen, die Proteine ​​bilden.


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