Evoluční vztahy mezi prokaryoty a eukaryoty

Živé buňky jsou dvou hlavních typů, prokaryotů a eukaryotů. Asi před 2 miliardami let náš svět obývali pouze prokaryoti. Hlavní rozdíl mezi prokaryoty a eukaryoty spočívá v tom, že eukaryoty mají jádro a prokaryoty ne. V biologii „pro“ znamená „před“ a „eu“ znamená „pravda“, zatímco „karyote“ označuje jádro. Biologické důkazy poukazují na vývoj větší a složitější eukaryoty z menšího a jednoduššího prokaryota.

Většina prokaryot jsou bakterie, zatímco lidé, zvířata, rostliny a houby jsou eukaryoty. Prokaryotická buňka má pouze jednu membránu, plazmatickou membránu, která obklopuje její buněčný obsah. Eukaryotická buňka má také plazmatickou membránu, ale navíc je naplněna mnoha komorami uzavřenými v membráně. Membrány prokaryotické i eukaryotické buňky sestávají z lipidové dvojvrstvy. Původ membránových struktur v eukaryotické buňce lze vysvětlit časnou velkou prokaryotickou buňkou pohlcující menší prokaryotické buňky, podle teorie endosymbiózy.

Prokaryotické i eukaryotické buňky obsahují DNA, která řídí činnost buňky. Stejný genetický kód se používá v prokaryotických a eukaryotických buňkách. Ačkoli se stejný druh DNA nachází v prokaryotických a eukaryotických buňkách, DNA je nahá a tvoří a smyčka nebo kruh u prokaryot, zatímco je složen z lineárních řetězců a pokrytý proteinem v eukaryoty.

Prokaryotické i eukaryotické buňky obsahují ribozomy. Ribozomy jsou tvořeny bílkovinami a RNA a jsou místem syntézy bílkovin v obou typech buněk. Stavebními kameny pro výrobu bílkovin jsou aminokyseliny. Prokaryotické a eukaryotické buňky používají k výrobě proteinů stejných 20 aminokyselin, což naznačuje příbuznost.

Eukaryota obsahují mitochondrie nebo chloroplasty. Mitochondrie v živočišných buňkách a chloroplasty v rostlinných buňkách vypadají jako prokaryoty. Mitochondrie a chloroplasty jsou podobné co do velikosti a vlastností prokaryotům. Hluboké záhyby vnitřní mitochondriální membrány, zvané cristae, připomínají záhyby v prokaryotické buňce, které se nazývají mezosomy. Jak cristae, tak mezosomy fungují v aerobním buněčném dýchání. Buněčné dýchání generuje energii pro buňku nebo organismus. Protože aerobní dýchání (s použitím kyslíku) poskytuje více energie než anaerobní dýchání (bez kyslíku), platí teorie endosymbiózy že mitochondrie byly získány, když anaerobní prokaryotická buňka pohltila aerobní prokaryoty, a tak využila výhod aerobních dýchání. Chloroplasty, jako mitochondrie, produkují energii pro rostlinné buňky. Mitochondrie i chloroplasty mají vlastní kruhovou DNA a mohou fungovat nezávisle na eukaryotické hostitelské buňce.