Prokarüootide ja eukarüootide evolutsioonilised seosed

Elavad rakud on kahte peamist tüüpi, prokarüootid ja eukarüoodid. Umbes 2 miljardit aastat tagasi elasid meie maailmas ainult prokarüootid. Peamine erinevus prokarüootide ja eukarüootide vahel on see, et eukarüootidel on tuum ja prokarüootidel mitte. Bioloogias tähendab "pro" "enne" ja "eu" tõelist, samas kui "karüoot" viitab tuumale. Bioloogilised tõendid viitavad suurema, keerukama eukarüoodi arengule väiksema, lihtsama prokarüootiga.

Enamik prokarüootidest on bakterid, inimesed, loomad, taimed ja seened aga eukarüoodid. Prokarüootsel rakul on ainult üks membraan, plasmamembraan, mis ümbritseb selle raku sisu. Eukarüootsel rakul on ka plasmamembraan, kuid lisaks sellele on see täidetud paljude membraaniga suletud kambritega. Nii prokarüootse kui ka eukarüootse raku membraanid koosnevad kahekihilisest lipiidist. Membraanistruktuuride päritolu eukarüootsetes rakkudes võib seletada varajase suure prokarüootsete rakkudega, mis neelavad väiksemad prokarüootsed rakud vastavalt endosümbioosi teooriale.

Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed rakud sisaldavad DNA-d, mis suunab raku tööd. Identset geneetilist koodi kasutatakse prokarüootsetes ja eukarüootsetes rakkudes. Kuigi sama tüüpi DNA-d leidub prokarüootsetes ja eukarüootsetes rakkudes, on DNA alasti ja moodustab a silmus või ring prokarüootides, samas kui see koosneb lineaarsetest kiududest ja on kaetud valguga eukarüootid.

Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed rakud sisaldavad ribosoome. Ribosoomid koosnevad valkudest ja RNA-st ning on mõlema rakutüübi valgusünteesi koht. Valgu tootmise aluseks on aminohapped. Prokarüootsed ja eukarüootsed rakud kasutavad valkude valmistamiseks samu 20 aminohapet, mis näitab sugulust.

Eukarüoodid sisaldavad mitokondreid või kloroplaste. Loomarakkudes olevad mitokondrid ja taimerakkudes olevad kloroplastid näevad välja nagu prokarüoodid. Mitokondrid ja kloroplastid on prokarüootidega sarnase suuruse ja omadustega. Sisemise mitokondriaalmembraani sügavad voldid, nn cristae, sarnanevad prokarüootse raku voldikutega, mida nimetatakse mesosoomideks. Aeroobses rakuhingamises toimivad nii ristid kui ka mesosoomid. Rakuhingamine tekitab rakule või organismile energiat. Kuna aeroobne hingamine (hapnikku kasutades) annab rohkem energiat kui anaeroobne hingamine (ilma hapnikuta), kehtib endosümbioosi teooria et mitokondrid omandati siis, kui anaeroobne prokarüootne rakk neelas aeroobsed prokarüoodid ja lõikasid nii aeroobse kasu hingamine. Kloroplastid, nagu mitokondrid, toodavad taimerakkude jaoks energiat. Nii mitokondritel kui ka kloroplastidel on oma ümmargune DNA ja need võivad toimida eukarüootsetest peremeesrakkudest sõltumatult.