Eukaryoter er organismer, hvis celler hver har en kerne og organeller med deres egne membraner. Prokaryoter er enklere, encellede organismer uden en kerne og kun et indre rum. Denne forskel repræsenterer en strukturel fordel, der gør det muligt for eukaryote celler at organisere sig i flercellede organismer. De indre organeller, inklusive kernen, isolerer de forskellige celleprocesser og gør dem lettere at kontrollere.
Uden en kerne multipliceres prokaryote celler gennem en binær fissionsproces, der er vanskelig at kontrollere. Dette betyder, at de kan reproducere hurtigt, når ressourcer og plads er tilgængelige, men sådan hurtig, ukontrolleret vækst er ikke ønsket, når en celle er en del af en større organisme. I stedet skal hver celle koordinere sin vækst og deling med alle de andre celler i organismen. Eukaryote celler har den strukturelle kompleksitet til at gøre dette, mens prokaryote celler ikke har den evne.
Funktioner og egenskaber ved prokaryote celler under mikroskop
De prokaryote domæner er bakterier og arkæer; hvert af disse domæner er opdelt i kongeriger og mindre taksonomiske kategorier. Som encellede organismer uden kerne eller organeller er de kendetegnet ved følgende fremtrædende træk:
- Enkeltceller har en cellevæg.
- De enkelte celler har en cellemembran.
- Celler indeholder en DNA-streng.
- Celler indeholder ribosomer.
- Cellerne har et flagellum.
De enkelte celler fra bakterier og arkæer udsættes for miljøet og har derfor brug for en cellevæg for at beskytte dem. Under et mikroskop er cellevæggen en tyk, klart synlig struktur, der omgiver cellen. På indersiden af cellevæggen er der en cellemembran, der styrer, hvilke stoffer der kan krydse ind og ud af cellen.
Inde i cellemembranen er en tæt sammenrullet enkelt streng af DNA. Tråden er cirkulær, og når cellen begynder at dele sig, vikles tråden op og antager sin cirkulære form inden den kopieres. Når strengen er blevet duplikeret, bevæger de to kopier sig til modsatte ender af cellen, og cellen opdeles i to.
Flydende frit i cellecytoplasmaet er ribosomer, der producerer de proteiner, der kræves af cellen. I den ene ende af cellen kaldes en pisklignende struktur a flagellum er fastgjort for at give cellen mobilitet. De prokaryote celler bruger deres enkle struktur som en evolutionær fordel. Deres DNA er ubeskyttet og muterer frit, mens deres hurtige reproduktionshastighed muliggør hurtig tilpasning til nye situationer og ændringer i omgivelserne.
Strukturen af eukaryote celler
Hvis du sammenligner strukturer af prokaryote og eukaryote celler under et mikroskop, ser cellerne helt anderledes ud. Ligesom prokaryote celler har eukaryote celler en membran og ribosomer, men følgende forskelle er synlige:
- Celler har ingen cellevæg.
- Celler har en kerne.
- DNA'et er i flere tråde inde i kernen.
- Der er mitokondrier og lysosomer, hver med deres egen ydre membran.
- Yderligere membranbundne organeller er Golgi-legemer og det endoplasmatiske retikulum.
- Celler har to centrioler.
Det er klart, at cellerne, der udgør eukaryoter, har en anden struktur end prokaryote celler. Mens de er komplekse og reproducerer på en mere kompliceret måde, er det ikke indlysende hvorfor netop det giver eukaryoter en strukturel fordel.
Hvordan eukaryote celler fungerer
De eukaryote celler har deres egne uafhængige funktioner, men de fungerer ofte som en del af en større organisme. I planter og dyr importerer de stoffer fra andre celler og eksporterer affaldsprodukter og nyttige proteiner, hormoner og enzymer. Når de deltager i en aktivitet, signalerer det, de eksporterer, til andre celler, hvad de laver. De har ikke en cellevæg, fordi de ikke har brug for en til beskyttelse, og det ville komme i vejen for intercellular udvekslinger.
I stedet for at udføre deres syntese af cellestoffer og deres omdannelse af energi i det generelle rum inde i cellemembranen har de specialiserede regioner inde i specifikke organeller, hvor disse aktiviteter tager placere. Konvertering af glukose til energilagringsmolekylet ATP udføres i mitokondrier. Nedbrydning af celleaffald og affald finder sted i lysosomer. Golgi-kroppe og endoplasmatisk retikulum syntetisere proteiner, kulhydrater og lipider. De membranbundne organeller af eukaryote celler er specialiseret i produktion af specifikke cellestoffer.
Reproduktion af eukaryote celler
Cellerne af eukaryoter har to måder at formere sig på: seksuel og aseksuel reproduktion. Asexual reproduktion finder sted, når der er behov for mere af den samme slags celle, såsom i dyrens hudceller. Seksuel reproduktion bruges, når der oprettes en ny kompleks organisme såsom en plante eller et dyr. I aseksuel reproduktion stiger antallet af celler, mens antallet af organismer i seksuel reproduktion multipliceres.
Begge former for reproduktion er komplicerede flertrinsoperationer. Til aseksuel reproduktion opdeles cellekernen i to identiske dele i en proces kaldet mitose. Hver kerne har komplette kopier af celle-DNA'et, og når cellen opdeles, modtager hver del en del af organellerne.
Til seksuel reproduktion produceres celler med forskellige seksuelle egenskaber i en proces kaldet meiose. For eksempel hos dyr er de to typer celler sædceller og ægceller. To celler med forskellige seksuelle egenskaber og normalt fra forskellige organismer af samme art forenes igen for at danne en ny organisme. Hos dyr befrugter sædcellen en ægcelle, og kombinationen vokser til et nyt dyr.
Eukaryote strukturelle fordel
Forskellene mellem cellerne i eukaryoter og prokaryoter giver eukaryoter fordele inden for flere områder. Når vi viser de funktioner, der findes i eukaryoter, men ikke prokaryoter, hvad er fordelene ved disse forskelle? De vigtigste strukturelle forskelle ligger i kernen, organellerne og celleudvendige væg. Disse forskelle giver anledning til specifikke fordele og muligheder for eukaryoter, som prokaryoter ikke har. Som et resultat forbliver prokaryoter simple encellede organismer. Mens der også findes encellede eukaryoter, har nogle eukaryoter brugt disse fordele til at udvikle sig til højere planter og dyr.
Tilstedeværelsen af en kerne i eukaryote celler giver eukaryoter to fordele. Kernen repræsenterer en yderligere beskyttende indkapsling af DNA'et. Som et resultat er eukaryot DNA mindre modtageligt for mutationer. Kernen gør reproduktion også lettere at kontrollere. De komplicerede kernebaserede reproduktive processer har mange punkter, der kan fungere som et stop for at koordinere vækst og cellemultiplikation med de andre celler i organismen.
Integrationen af organeller i de eukaryote celler koncentrerer funktionerne sig i deres egne indre rum. Dette betyder, at processer som energiproduktion og eliminering af affald er meget mere effektive i eukaryote celler end i prokaryoter. Når mitokondrier producerer cellens energi, kan celler have flere eller færre mitokondrier afhængigt af den rolle, de spiller i organismen. Uden organeller skal hele den prokaryote celle gøre alt, og effektivitetsniveauet er lavere.
Fraværet af en cellevæg i komplekse eukaryoter er den fordel, der tillader de eukaryote celler at organisere sig i strukturer såsom organer, knogler, plantestængler og frugt. Disse celler arbejder sammen og differentierer sig afhængigt af deres omgivende celler. En cellevæg ville forhindre sådanne tætte interaktioner. Mens prokaryote celler undertiden klumper sammen i enkle strukturer, adskiller de ikke den måde, eukaryote celler i komplekse organismer gør.
Det stor strukturel fordel af eukaryoter frem for prokaryoter er evnen til at danne avancerede, flercellede organismer. Mens eukaryoter kan overleve som både encellede og flercellede organismer, har prokaryoter ikke evnen til at danne komplekse strukturer eller organismer.