Le cellule sono l'elemento fondamentale della vita.
Gli organismi viventi più piccoli hanno bisogno solo di uno di questi elementi costitutivi e gli altri ne richiedono solo una manciata.
Forme di vita più complesse sull'albero evolutivo, come muschio, cactus saguaro e orsi neri, sono costituite da milioni o trilioni di cellule che cooperano per formare un organismo individuale.
Tutti questi cellule, sia che operino da soli cellula batterica o come parte di un sistema complesso come il corpo umano, possono essere classificati in due categorie principali: cellule eucariotiche e cellule procariotiche.
La maggior parte degli organismi nel mondo sono fatti di cellule procariotiche, e queste sono solitamente unicellulari. I procarioti sono batteri e archea.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
La maggior parte dei procarioti sono unicellulari e sono archaea o batteri. Le loro cellule sono più piccole delle cellule eucariotiche. Gli eucarioti includono organismi più grandi e complessi come piante e animali. Solo gli eucarioti hanno organelli legati alla membrana e un nucleo. I procarioti si dividono tramite fissione binaria, mentre le cellule eucariotiche si dividono per mitosi.
Gli eucarioti si riproducono sessualmente attraverso meiosi, che consente la varianza genetica.
Le cellule procariotiche si riproducono asessualmente, copiandosi. Nonostante ciò, i processi di trasferimento genico consentono ancora la varianza genetica. Uno di questi è la trasduzione in cui i virus spostano il DNA da un batterio all'altro.
Procarioti vs. Eucarioti: le basi
Tutta la vita conosciuta sulla Terra è ordinata in un sistema di classificazione che inizia con tre categorie chiamate domini e si estende con ogni rango discendente. Questo è ciò che è comunemente noto come l'albero della vita.
I tre domini sono:
- Archea
- batteri
- Eukarya
Gli organismi in Archaea e Bacteria sono procarioti, mentre gli organismi in Eukarya hanno cellule eucariotiche.
Il dominio Archaea ha sottocategorie, ma le fonti scientifiche differiscono sul fatto che queste categorie siano phyla o regni. Sono:
- Crenarchaeota
- Euryarcheota
- Korarchaeota
Il dominio dei batteri continuava direttamente lungo l'albero nel singolo regno di Monera. Tuttavia, i nuovi sistemi di classificazione eliminano Monera e dividono il dominio dei batteri nei due regni di Eubacteria and Archaebacteria, che a volte è scritto come Archaea ma non deve essere confuso con il dominio di Archea.
Il dominio Eukarya è diviso in quattro regni. Questi sono:
- Plantae
- Fungo
- protista
- Animalia
Tutte le cellule vegetali, protiste, fungine e animali sono eucarioti. La maggior parte di loro sono multicellulari, sebbene ci siano alcune eccezioni. Al contrario, i procarioti - batteri e archei - sono organismi unicellulari, con poche eccezioni. I procarioti tendono ad avere cellule di dimensioni inferiori rispetto agli eucarioti.
Principali differenze nella struttura cellulare
La ragione della differenza nelle dimensioni delle cellule tra le cellule procariotiche e le cellule eucariotiche appartiene alla diversa struttura e organizzazione tra i due tipi di cellule.
La mancanza di organelli legati alla membrana nei procarioti potrebbe essere la differenza più evidente. Mentre le cellule eucariotiche contengono organelli racchiusi in membrane - due esempi sarebbero il corpo del Golgi e il reticolo endoplasmatico – i procarioti no.
I procarioti mancano anche di un nucleo legato alla membrana, che è un altro organello. Senza un nucleo o altri organelli, le cellule procariotiche sono incapaci dei tipi di funzioni specializzate in cui si impegnano le cellule eucariotiche.
Non possono svolgere le funzioni avanzate che le cellule con molti organelli di supporto possono svolgere.
•••scienze
Gli eucarioti immagazzinano il loro DNA come cromosomi all'interno del nucleo, ma i procarioti mancano di nucleo.
Invece, la maggior parte del loro DNA si trova in una struttura simile a un cromosoma che si trova in un'area del citoplasma chiamata nucleoide. Questo nucleoide non ha una membrana propria. Ulteriori frammenti di DNA chiamati plasmidi hanno la forma di anelli ed esistono nel citoplasma al di fuori del nucleoide.
Differenze nell'organizzazione
Le cellule procariotiche si impegnano nella riproduzione attraverso un processo di divisione cellulare chiamato fissione binaria.
Le cellule eucariotiche utilizzano un diverso processo di divisione cellulare chiamato mitosi, che comporta un ciclo costante di crescita e sviluppo cellulare.
Ci sono frequenti checkpoint che la cellula deve attraversare, monitorando le condizioni esterne e interne della cellula e reindirizzando le risorse e le funzioni della cellula quando necessario.
Una parte fondamentale di tutta la vita sulla Terra è il trasferimento di materiale genetico alle generazioni future.
Gli eucarioti si riproducono sessualmente attraverso un processo chiamato meiosi, che ordina casualmente i geni di due genitori per formare il DNA della prole.
La riproduzione sessuale massimizza la variabilità genetica della prole di due genitori, rafforzando la linea genetica e riducendo al minimo il rischio di una mutazione casuale che spazza via la maggior parte di una popolazione.
I procarioti si riproducono asessualmente, il che crea una copia precisa della cellula originale. La varianza genetica si presenta sotto forma di processi di trasferimento genico meno complessi rispetto agli eucarioti, come trasduzione. In questo processo, i geni vengono trasferiti da una cellula batterica all'altra per mezzo di cellule virali.
I virus catturano i plasmidi di un batterio e li trasferiscono in un'altra cellula batterica. Il DNA nel plasmide si integra con l'altro DNA della cellula ricevente.
| Cellula procariota | Cellula eucariotica | |
|---|---|---|
| Organelli legati a membrana presenti | No | Sì, include cose come mitocondri, corpo del golgi, reticolo endoplasmatico, cloroplasti, ecc.) |
| Domini | Batteri e Archea | Eukarya |
| regni | Eubatteri e Archebatteri | Plantae, Funghi, Animalia, Protista |
| Nucleo Presente | No | sì |
| Come viene immagazzinato il DNA? | nucleoide | cromosomi |
| Riproduzione/divisione cellulare | fissione binaria | Mitosi (divisione delle cellule somatiche) e Meiosi (creazione di cellule utilizzate per la riproduzione sessuale) |
| Ribosomi presenti | sì | sì |
| Membrana plasmacellulare presente | sì | sì |
Somiglianze tra procarioti ed eucarioti
Nonostante tutte le differenze tra cellule procariotiche e cellule eucariotiche, hanno anche alcune caratteristiche in comune.
Entrambe le cellule hanno una membrana plasmatica, che funge da barriera tra l'interno della cellula e l'esterno.
La membrana plasmatica utilizza determinate molecole incorporate al suo interno per consentire a corpi estranei di passare nella cellula o per consentire alla materia all'interno della cellula di uscire dalla cellula.
Anche le proteine incorporate nella membrana fanno qualcosa di simile: agiscono come pompe che spingono la materia dentro o fuori la cellula, piuttosto che lasciarla passare.
Sia i procarioti che gli eucarioti hanno ribosomi.
I ribosomi sono piccoli organelli utilizzati per sintetizzare le proteine quando la cellula ne ha bisogno. Possono galleggiare liberamente nella cellula o sedersi sulla superficie del reticolo endoplasmatico ruvido in cellule eucariotiche, (dandole la designazione di "ruvido", rispetto al suo fratello liscio che manca ribosomi).
Ricevono messaggi da messenger molecole di RNA, dicendo loro di quali proteine ha bisogno la cellula.
Traducono questi messaggi in molecole proteiche assemblando aminoacidi. Sebbene il processo di sintesi proteica funzioni in modo diverso nei procarioti e negli eucarioti, è strettamente correlato e coinvolge i ribosomi in entrambi i casi.
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