Прокаріотичні клітини та еукаріотичні клітини - це два типи клітин, які існують на Землі. Між ними є декілька відмінностей, але найбільша відмінність між ними полягає в тому, що еукаріотичні клітини мають чітке ядро, що містить генетичний матеріал клітини, тоді як клітини прокаріотів не мають ядра і натомість мають вільно плаваючий генетичний матеріал.
Від прокаріотичних клітин до еукаріотичних клітин
Все живе можна розділити на три основні сфери: Бактерія, Архей та Еукарія. Первинно одноклітинні організми, виявлені в доменах Бактерії та Археї, відомі як прокаріоти. Ці організми складаються з прокаріотичних клітин - найменших, найпростіших і найдавніших клітин.
Організми в домені Еукарія складаються з більш складних еукаріотичних клітин. Ці організми, які називаються еукаріоти, можуть бути одноклітинними або багатоклітинними і включати тварин, рослин, грибів та протистів. Багатьом людям незрозуміло, чи є дріжджі чи гриби прокаріоти або еукаріоти. Обидва є еукаріоти і мають схожу структуру клітин з усіма іншими еукаріотами.
Еукаріоти розвивалися щонайменше 2,7 мільярда років тому, після 1–1,5 мільярдів років прокаріотичної еволюції, згідно з даними Національних інститутів здоров'я (NIH). Вчені припускають, що ядро та інші еукаріотичні особливості можуть спершу сформуватися після того, як прокаріотичний організм проковтнув іншого, повідомляє Техаський університет. Відповідно до цієї теорії, поглинений організм тоді сприяв би функціонуванню свого господаря.
Що спільного мають прокаріоти та еукаріоти?
Хоча клітини прокаріотів та еукаріотиків мають багато відмінностей, вони мають деякі загальні риси, зокрема:
- ДНК: Генетичне кодування, яке визначає всі характеристики живого.
- Клітинна (або плазмова) мембрана: Зовнішній шар, який відокремлює клітинку від навколишнього середовища і виступає як селективний бар'єр для вхідних та вихідних матеріалів.
- Цитоплазма: желеподібна рідина всередині клітини, яка складається головним чином з води, солей та білків.
- Рибосоми: органели, які виробляють білки.
Як відрізняються прокаріоти та еукаріоти?
Ядро / ДНК: Еукаріотичні клітини мають ядро, оточене ядерною оболонкою, що складається з двох ліпідних мембран, повідомляє Nature Education. Ядро утримує ДНК еукаріотичної клітини. Прокаріотичні клітини не мають ядра; скоріше, вони мають безмембранну нуклеоїдну область (відкриту частину клітини), яка вміщує вільно плаваючу ДНК, за даними Вашингтонського університету.
Всю ДНК в клітині можна знайти в окремих шматочках, відомих як хромосоми. Еукаріотичні клітини мають багато хромосом, які піддаються мейозу та мітозу під час ділення клітин, тоді як більшість прокаріотичних клітин складається лише з однієї кругової хромосоми. Однак останні дослідження показали, що деякі прокаріоти мають аж чотири лінійні або кругові хромосоми, згідно з даними Nature Education. Наприклад, Вірус холер, бактерія, яка викликає холеру, має дві кругові хромосоми.
Органели в еукаріотичних клітинах: Еукаріотичні клітини мають декілька інших органел, пов'язаних з мембраною, які не зустрічаються в клітинах прокаріотів. До них належать мітохондрії (перетворюють енергію їжі в аденозинтрифосфат, або АТФ, для живлення біохімічних реакцій); шорсткий і гладкий ендоплазматичний ретикулум (взаємопов’язана мережа оболонок, укладених мембраною, які транспортують синтезовані білки); комплекс Гольджі (сортує і упаковує білки для секреції); а у випадку рослинних клітин - хлоропласти (проводять фотосинтез). Усі ці органели розташовані в цитоплазмі еукаріотичної клітини.
Рибосоми: У еукаріотичних клітинах рибосоми більші, складніші і пов'язані мембраною. Їх можна зустріти в різних місцях: Іноді в цитоплазмі; на ендоплазматичному ретикулумі; або прикріплений до ядерної мембрани (покриває ядро).
У клітинах прокаріотів рибосоми розсіяні і вільно плавають по всій цитоплазмі. Рибосоми в прокаріотичних клітинах також мають менші субодиниці. Усі рибосоми (і в еукаріотичних, і в прокаріотичних клітинах) складаються з двох субодиниць - однієї більшої та однієї меншої. У еукаріотів ці шматочки вчені ідентифікують як субодиниці 60-S та 40-S. У прокаріотів рибосоми складаються з трохи менших субодиниць, званих 50-S і 30-S.
Різниця у типах субодиниць дозволила вченим розробити антибіотичні препарати, такі як стрептоміцин, які атакують певні типи інфекційних бактерій, повідомляє Британське товариство клітинної біології. З іншого боку, деякі бактеріальні токсини та вірус поліомієліту використовують рибосомні відмінності на свою користь - вони здатні ідентифікувати та атакувати механізм трансляції еукаріотичних клітин, або процес, завдяки якому РНК-месенджер перетворюється на білки.
Відтворення: Більшість еукаріотів розмножуються статевим шляхом (хоча деякі протеїсти та одноклітинні гриби можуть розмножуватися через мітоз, який функціонально схожий на безстатеве розмноження). Прокаріоти розмножуються безстатево, в результаті чого нащадок є точним клоном батьків. Деякі прокаріотичні клітини також мають пілі, які є клейкими волосковидними проекціями, які використовуються для обміну генетичним матеріалом під час типу статевого процесу, званого кон'югацією, згідно з концепціями біології. Кон'югація може відбуватися у бактерій, найпростіших та деяких водоростей та грибів.
Клітинні стіни: Більшість прокаріотичних клітин мають жорстку клітинну стінку, яка оточує плазматичну мембрану і надає форму організму. У еукаріотів хребетні не мають клітинної стінки, але рослини. Клітинні стінки прокаріотів хімічно відрізняються від еукаріотичних клітинних стінок клітин рослин, які в першу чергу виготовлені з целюлози. Наприклад, у бактерій клітинні стінки складаються з пептидогліканів (цукрів та амінокислот), повідомляє Вашингтонський університет.
