Az eukarióták olyan szervezetek, amelyek sejtjeinek mindegyikének van sejtmagja és organelluma a saját membránjával. A prokarióták egyszerűbb, egysejtű szervezetek, amelyeknek nincs magja és csak egy belső tere van. Ez a különbség olyan strukturális előnyt jelent, amely lehetővé teszi az eukarióta sejtek számára, hogy többsejtű szervezetekké szerveződjenek. A belső organellák, beleértve a magot is, izolálják a különféle sejtfolyamatokat, és megkönnyítik azok irányítását.
Mag nélkül a prokarióta sejtek nehezen kontrollálható bináris hasadási folyamat révén szaporodnak. Ez azt jelenti, hogy gyorsan képesek szaporodni, ha rendelkezésre állnak erőforrások és hely, de ilyen gyors, kontrollálatlan növekedésre nincs szükség, ha egy sejt egy nagyobb organizmus részét képezi. Ehelyett minden sejtnek össze kell hangolnia növekedését és osztódását a szervezet összes többi sejtjével. Az eukarióta sejtek szerkezeti összetettséggel rendelkeznek ehhez, míg a prokarióta sejtek nem rendelkeznek ezzel a képességgel.
A prokarióta sejtek mikroszkóp alatti jellemzői és jellemzői
A prokarióta domének a baktériumok és az archeák; E területek mindegyike királyságokra és kisebb rendszertani kategóriákra oszlik. Mint egysejtű organizmusok, amelyeknek nincs sejtje vagy szervsejtje, a következő kiemelkedő jellemzők jellemzik őket:
- Az egyes sejteknek sejtfala van.
- Az egyes sejteknek van sejtmembránja.
- A sejtek tartalmaznak egy DNS-szálat.
- A sejtek riboszómákat tartalmaznak.
- A sejteknek lobogó van.
A baktériumok és az archeák egyes sejtjei ki vannak téve a környezetnek, ezért szükségük van a sejtfal hogy megvédje őket. Mikroszkóp alatt a sejtfal vastag, jól látható szerkezet, amely körülveszi a sejtet. A sejtfal belsejében található egy sejtmembrán, amely szabályozza, hogy mely anyagok kerülhetnek a sejtbe és onnan ki.
A sejtmembrán belsejében egy szorosan tekercselt egyetlen DNS-szál található. A szál körkörös, és amikor a sejt osztódni kezd, a szál letekeredik és körkörös formát ölt a másolás előtt. Miután a szál megduplázódott, a két másolat a sejt ellentétes végeihez mozog, és a sejt kettéválik.
A sejt citoplazmájában szabadon lebegő riboszómák termelik a sejt számára szükséges fehérjéket. A cella egyik végén egy whiplike szerkezet, amelyet a flagellum a sejt mobilitását biztosítja. A prokarióta sejtek egyszerű felépítésüket evolúciós előnyként használják. DNS-e nem védett és szabadon mutálódik, míg a szaporodásuk gyors üteme lehetővé teszi az új helyzetekhez és a környezet változásaihoz való gyors alkalmazkodást.
Az eukarióta sejtek szerkezete
Ha összehasonlítja a prokarióta és az eukarióta sejtek szerkezetét mikroszkóp alatt, akkor a sejtek egészen másképp néznek ki. A prokarióta sejtekhez hasonlóan az eukarióta sejtek is rendelkeznek membránnal és riboszómákkal, de a következő különbségek láthatók:
- A sejteknek nincs sejtfala.
- A sejteknek van egy magja.
- A DNS több szálban van a mag belsejében.
- Vannak mitokondriumok és lizoszómák, mindegyiknek megvan a maga külső membránja.
- További membránhoz kötött organellumok a Golgi testek és az endoplazmatikus retikulum.
- A sejteknek két centriole van.
Világos, hogy az eukarióták alkotó sejtek szerkezete eltér a prokarióta sejtektől. Bár összetettek és bonyolultabban reprodukálódnak, ez nem nyilvánvaló miért pontosan ez ad strukturális előnyt az eukariótáknak.
Hogyan működnek az eukarióta sejtek
Az eukarióta sejteknek megvannak a maguk független funkciói, de gyakran egy nagyobb szervezet részeként működnek. Növényekben és állatokban más sejtekből importálnak anyagokat, valamint salakanyagokat és hasznos fehérjéket, hormonokat és enzimeket exportálnak. Amikor tevékenységet folytatnak, amit exportálnak, azt jelzi más sejteknek, hogy mit csinálnak. Nincs sejtfaluk, mert nincs szükségük a védelemre, és ez akadályozná a sejtek közötti cserék.
Ahelyett, hogy elvégeznék a sejtanyagok szintézisét és az energia átalakítását az általános térben a sejtmembránon belül speciális régiók vannak specifikus organellákon belül, ahol ezek a tevékenységek zajlanak hely. A glükózt az ATP energiatároló molekulává alakítják a mitokondrium. A sejttörmelék és hulladék lebontása lizoszómák. Golgi testek és a endoplazmatikus retikulum fehérjéket, szénhidrátokat és lipideket szintetizál. Az eukarióta sejtek membránhoz kötött organellumai speciális sejtanyagok előállítására specializálódtak.
Eukarióta sejtek szaporodása
Az eukarióták sejtjeinek kétféle szaporodási módja van: a nemi és az ivartalan szaporodás. A nemi szaporodás akkor megy végbe, amikor több azonos típusú sejtre van szükség, például az állatok bőrsejtjeiben. A nemi szaporodást akkor alkalmazzák, amikor új komplex organizmus, például növény vagy állat jön létre. Az ivartalan szaporodásban a sejtek száma nő, míg a nemi szaporodásban a szervezetek száma megsokszorozódik.
Mindkét fajta reprodukció bonyolult többlépcsős művelet. Az ivartalan szaporodás érdekében a sejtmag az azonos nevű folyamatban két azonos részre hasad mitózis. Mindegyik magnak vannak teljes példányai a sejt DNS-jéből, és amikor a sejt hasad, minden rész megkapja az organellák egy részét.
A nemi szaporodás érdekében a sejteket különböző nemi jellemzőkkel állítják elő az úgynevezett folyamatban meiózis. Például állatoknál a két sejttípus a spermium sejt és a petesejt. Két különböző nemi jellemzőkkel rendelkező és általában ugyanazon faj különböző szervezeteiből származó sejt újra egyesülve új organizmust képez. Az állatoknál a spermium sejt megtermékenyíti a petesejtet, és a kombináció új állattá nő.
Az eukarióta szerkezeti előnye
Az eukarióták és a prokarióták sejtjei közötti különbségek számos területen előnyt jelentenek az eukarióták számára. Amikor felsoroljuk azokat a tulajdonságokat, amelyek megtalálhatók az eukariótákban, de nem a prokariótákban, milyen előnyöket nyújtanak ezek a különbségek? A fő szerkezeti különbségek a magban, az organellákban és a sejt külső falában rejlenek. Ezek a különbségek olyan speciális előnyöket és képességeket eredményeznek az eukarióták számára, amelyek nem rendelkeznek a prokariótákkal. Ennek eredményeként a prokarióták egyszerű egysejtű szervezetek maradnak. Míg léteznek egysejtű eukarióták is, néhány eukarióta ezeket az előnyöket felhasználva magasabb rendű növényekké és állatokká fejlődik.
A jelenléte a atommag az eukarióta sejtekben két előnyt ad az eukariótáknak. Az atommag a DNS további védőházát jelenti. Ennek eredményeként az eukarióta DNS kevésbé érzékeny a mutációkra. A mag a reprodukciót is könnyebben ellenőrizhetővé teszi. A bonyolult sejtmag-alapú szaporodási folyamatoknak számos pontja van, amelyek megállóként működhetnek a növekedés és a sejtek szaporodásának összehangolásában a szervezet többi sejtjével.
Az integráció sejtszervecskék az eukarióta sejtekbe a funkciókat a saját belső tereikbe koncentrálja. Ez azt jelenti, hogy az olyan folyamatok, mint az energiatermelés és a hulladékeltávolítás sokkal hatékonyabbak az eukarióta sejtekben, mint a prokariótákban. Amikor a mitokondriumok előállítják a sejt energiáját, a sejteknek több vagy kevesebb mitokondriumuk lehet, attól függően, hogy milyen szerepet játszanak a szervezetben. Organellák nélkül az egész prokarióta sejtnek mindent meg kell tennie, és a hatékonyság szintje alacsonyabb.
Sejtfal hiánya a komplex eukariótákban az az előny, amely lehetővé teszi az eukarióta sejtek számára, hogy szervekké, szervekké, csontokba, növényi szárakba és gyümölcsökbe szerveződjenek. Ezek a sejtek együttműködnek és megkülönböztetik magukat a környező sejtjeiktől függően. Egy sejtfal megakadályozná az ilyen szoros kölcsönhatásokat. Míg a prokarióta sejtek néha egyszerű struktúrákba tömörülnek, nem különböztetik meg az eukarióta sejtek bonyolult organizmusokban való alkalmazását.
A fő strukturális előny az eukarióták prokariótákkal szemben fejlett, többsejtű organizmusok képződésének képessége. Míg az eukarióták egysejtű és többsejtű organizmusként is életben maradhatnak, a prokarióták nem képesek összetett struktúrákat vagy organizmusokat létrehozni.