Zellen sind der Grundbaustein des Lebens.
Die kleinsten Lebewesen brauchen nur einen dieser Bausteine, andere nur eine Handvoll.
Komplexere Lebensformen des Evolutionsbaums wie Moos, Saguaro-Kakteen und Schwarzbären bestehen aus Millionen oder Billionen von Zellen, die zusammenarbeiten, um einen individuellen Organismus zu bilden.
Alle von denen Zellen, ob sie als Solitär fungieren Bakterienzelle oder als Teil eines komplexen Systems wie dem menschlichen Körper, lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: eukaryotische Zellen und Prokaryotische Zellen.
Die meisten Organismen auf der Welt bestehen aus prokaryontischen Zellen, und diese sind normalerweise einzellig. Prokaryoten sind Bakterien und Archaeen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die meisten Prokaryonten sind einzellig und sind entweder Archaeen oder Bakterien. Ihre Zellen sind kleiner als eukaryotische Zellen. Eukaryoten umfassen größere, komplexere Organismen wie Pflanzen und Tiere. Nur Eukaryoten haben membrangebundene Organellen und einen Zellkern. Prokaryonten teilen sich durch binäre Spaltung, während sich eukaryotische Zellen über Mitose teilen.
Eukaryoten vermehren sich sexuell durch Meiose, die genetische Varianz zulässt.
Prokaryontische Zellen vermehren sich ungeschlechtlich und kopieren sich selbst. Trotzdem erlauben Gentransferprozesse immer noch genetische Varianz. Eine davon ist die Transduktion, bei der Viren DNA von einem Bakterium zu einem anderen transportieren.
Prokaryonten vs. Eukaryoten: Die Grundlagen
Das gesamte bekannte Leben auf der Erde wird in ein Klassifikationssystem eingeordnet, das mit drei Kategorien namens Domänen beginnt und sich mit jedem absteigenden Rang ausbreitet. Dies wird allgemein als Baum des Lebens bezeichnet.
Die drei Domänen sind:
- Archaeen
- Bakterien
- Eukarya
Die Organismen in Archaeen und Bakterien sind Prokaryoten, während die Organismen in Eukarya eukaryotische Zellen haben.
Die Archaea-Domäne hat Unterkategorien, aber wissenschaftliche Quellen unterscheiden sich darin, ob diese Kategorien Stämme oder Königreiche sind. Sie sind:
- Crearchaeota
- Euryarchaeota
- Korarchaeota
Die Bakteriendomäne wurde verwendet, um direkt den Baum hinunter in die einzelne Königreich Monera. Neuere Klassifikationssysteme eliminieren jedoch Monera und teilen die Bakteriendomäne in die beiden Königreiche auf von Eubakterien und Archaebakterien, die manchmal als Archaea geschrieben werden, aber nicht mit den verwechselt werden sollten Domain von Archaeen.
Die Eukarya-Domäne ist in vier Königreiche unterteilt. Diese sind:
- Pflanzen
- Pilze
- Protista
- Animalia
Alle Pflanzen-, Protisten-, Pilz- und Tierzellen sind Eukaryoten. Die meisten von ihnen sind vielzellig, obwohl es einige Ausnahmen gibt. Im Gegensatz dazu sind Prokaryoten – Bakterien und Archaeen – bis auf wenige Ausnahmen einzellige Organismen. Prokaryoten haben tendenziell kleinere Zellgrößen als Eukaryoten.
Hauptunterschiede in der Zellstruktur
Der Grund für den Unterschied in der Zellgröße zwischen prokaryontischen Zellen und eukaryontischen Zellen liegt in der unterschiedlichen Struktur und Organisation zwischen den beiden Zelltypen.
Das Fehlen von membrangebundenen Organellen bei Prokaryoten könnte der auffälligste Unterschied sein. Während eukaryotische Zellen in Membranen eingeschlossene Organellen enthalten – zwei Beispiele wären die Golgi Körper und der endoplasmatisches Retikulum – Prokaryonten nicht.
Prokaryoten fehlt auch ein membrangebundener Kern, der eine weitere Organelle ist. Ohne einen Kern oder andere Organellen sind prokaryontische Zellen nicht in der Lage, die spezialisierten Funktionen zu erfüllen, an denen eukaryontische Zellen beteiligt sind.
Sie können nicht die fortgeschrittenen Funktionen ausführen, die Zellen mit vielen unterstützenden Organellen ausführen können.
•••Wissenschaft
Eukaryoten speichern ihre DNA als Chromosomen innerhalb des Zellkerns, aber Prokaryoten fehlen die Kern.
Stattdessen befindet sich der größte Teil ihrer DNA in einer chromosomartigen Struktur, die sich in einem Bereich des Zytoplasmas befindet, der als. bezeichnet wird Nukleoid. Dieses Nukleoid besitzt keine eigene Membran. Zusätzliche DNA-Stücke namens Plasmide haben die Form von Ringen und existieren im Zytoplasma außerhalb des Nukleoids.
Unterschiede in der Organisation
Prokaryontische Zellen reproduzieren sich durch einen Prozess der Zellteilung namens Zellteilung.
Eukaryontische Zellen verwenden einen anderen Zellteilungsprozess namens Mitose, die einen konstanten Zyklus von Zellwachstum und -entwicklung beinhaltet.
Es gibt häufige Kontrollpunkte für die Zelle, die die externen und internen Bedingungen der Zelle überwachen und die Ressourcen und Funktionen der Zelle bei Bedarf umleiten.
Ein grundlegender Bestandteil allen Lebens auf der Erde ist die Übertragung von Genmaterial an zukünftige Generationen.
Eukaryoten vermehren sich sexuell durch einen Prozess namens Meiose, das zufällig die Gene von zwei Elternteilen sortiert, um die DNA der Nachkommen zu bilden.
Die sexuelle Fortpflanzung maximiert die genetische Variabilität der Nachkommen zweier Eltern, stärkt die genetische Linie und minimiert das Risiko, dass eine zufällige Mutation den größten Teil einer Population auslöscht.
Prokaryoten vermehren sich ungeschlechtlich, wodurch eine genaue Kopie der ursprünglichen Zelle entsteht. Genetische Varianz tritt in Form weniger komplexer Prozesse des Gentransfers auf als bei Eukaryoten, wie z Transduktion. Dabei werden Gene mittels viraler Zellen von einer Bakterienzelle in eine andere übertragen.
Die Viren schnappen sich die Plasmide von einem Bakterium und übertragen sie auf eine andere Bakterienzelle. Die DNA im Plasmid wird mit der anderen DNA der Empfängerzelle integriert.
| Prokaryotische Zelle | Eukaryotische Zelle | |
|---|---|---|
| Membrangebundene Organellen vorhanden | Nein | Ja, umfasst Dinge wie Mitochondrien, Golgi-Körper, endoplasmatisches Retikulum, Chloroplasten usw.) |
| Domänen | Bakterien und Archaeen | Eukarya |
| Königreiche | Eubakterien und Archaebakterien | Plantae, Pilze, Animalia, Protista |
| Nukleus-Geschenk | Nein | Ja |
| Wie DNA gespeichert wird | Nukleoid | Chromosomen |
| Zellreproduktion/-teilung | Zellteilung | Mitose (Teilung von Körperzellen) und Meiose (Erzeugung von Zellen zur sexuellen Fortpflanzung) |
| Ribosomen vorhanden | Ja | Ja |
| Plasmazellmembran vorhanden | Ja | Ja |
Ähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Eukaryoten
Bei allen Unterschieden zwischen prokaryontischen Zellen und eukaryontischen Zellen haben sie auch einige Gemeinsamkeiten.
Beide Zellen besitzen eine Plasmamembran, die als Barriere zwischen dem Zellinneren und dem Äußeren dient.
Die Plasmamembran verwendet bestimmte Moleküle, die in sie eingebettet sind, um Fremdkörpern das Eindringen in die Zelle oder das Austreten von Stoffen innerhalb der Zelle zu ermöglichen.
Auch in die Membran eingebettete Proteine tun etwas Ähnliches: Sie fungieren als Pumpen, die Materie in die oder aus der Zelle schieben, anstatt sie durchzulassen.
Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten haben Ribosomen.
Ribosomen sind kleine Organellen, die zur Synthese von Proteinen verwendet werden, wenn die Zelle sie benötigt. Sie können entweder frei in der Zelle schweben oder auf der Oberfläche des rauen endoplasmatischen Retikulums sitzen eukaryotische Zellen (was ihm die Bezeichnung "rau" gibt, im Vergleich zu seinem glatten Geschwister, dem es fehlt Ribosomen).
Sie erhalten Nachrichten vom Messenger RNA-Moleküle, um ihnen mitzuteilen, welche Proteine die Zelle benötigt.
Sie übersetzen diese Botschaften in Proteinmoleküle, indem sie sich zusammensetzen Aminosäuren. Obwohl der Prozess der Proteinsynthese bei Prokaryoten und Eukaryoten unterschiedlich funktioniert, ist er eng verwandt und umfasst in beiden Fällen Ribosomen.
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