Relations évolutives entre les procaryotes et les eucaryotes

Les cellules vivantes sont de deux types principaux, les procaryotes et les eucaryotes. Il y a environ 2 milliards d'années, seuls les procaryotes habitaient notre monde. La principale différence entre les procaryotes et les eucaryotes est que les eucaryotes ont un noyau et pas les procaryotes. En biologie, « pro » signifie « avant » et « eu » signifie « vrai », tandis que « caryote » fait référence au noyau. Les preuves biologiques indiquent l'évolution de l'eucaryote plus grand et plus complexe du procaryote plus petit et plus simple.

La plupart des procaryotes sont des bactéries, tandis que les humains, les animaux, les plantes et les champignons sont des eucaryotes. La cellule procaryote n'a qu'une seule membrane, la membrane plasmique, qui entoure son contenu cellulaire. La cellule eucaryote a également une membrane plasmique, mais, en plus, elle est remplie de nombreux compartiments membranaires. Les membranes des cellules procaryotes et eucaryotes sont constituées d'une bicouche lipidique. L'origine des structures membranaires au sein de la cellule eucaryote peut être expliquée par une grande cellule procaryote précoce engloutissant des cellules procaryotes plus petites, selon la théorie de l'endosymbiose.

Les cellules procaryotes et eucaryotes contiennent de l'ADN, qui dirige le fonctionnement de la cellule. Le code génétique identique est utilisé dans les cellules procaryotes et eucaryotes. Bien que le même type d'ADN se trouve dans les cellules procaryotes et eucaryotes, l'ADN est nu et forme un boucle ou cercle chez les procaryotes, alors qu'il est composé de brins linéaires et recouvert de protéines dans eucaryotes.

Les cellules procaryotes et eucaryotes contiennent des ribosomes. Les ribosomes sont constitués de protéines et d'ARN et sont le site de la synthèse des protéines dans les deux types de cellules. Les éléments constitutifs pour fabriquer des protéines sont les acides aminés. Les cellules procaryotes et eucaryotes utilisent les mêmes 20 acides aminés pour fabriquer des protéines, ce qui indique une parenté.

Les eucaryotes contiennent des mitochondries ou des chloroplastes. Les mitochondries dans les cellules animales et les chloroplastes dans les cellules végétales ressemblent à des procaryotes. Les mitochondries et les chloroplastes ont une taille et des caractéristiques similaires à celles des procaryotes. Les replis profonds de la membrane mitochondriale interne, appelés crêtes, ressemblent aux replis de la cellule procaryote, appelés mésosomes. Les crêtes et les mésosomes fonctionnent tous deux dans la respiration cellulaire aérobie. La respiration cellulaire génère de l'énergie pour la cellule ou l'organisme. Parce que la respiration aérobie (utilisant l'oxygène) produit plus d'énergie que la respiration anaérobie (sans oxygène), la théorie de l'endosymbiose tient que les mitochondries ont été acquises lorsqu'une cellule procaryote anaérobie a englouti des procaryotes aérobies et a ainsi récolté les avantages de l'aérobie respiration. Les chloroplastes, comme les mitochondries, produisent de l'énergie pour les cellules végétales. Les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN circulaire et peuvent fonctionner indépendamment de la cellule hôte eucaryote.