יחסים אבולוציוניים בין פרוקריוטים ליוקריוטים

תאים חיים הם משני סוגים עיקריים, פרוקריוטים ואיקריוטים. לפני כשני מיליארד שנה רק פרוקריוטים אכלסו את עולמנו. ההבדל העיקרי בין פרוקריוטים לאיקריוטים הוא שלאוקריוטים יש גרעין ולפרוקריוטים אין. בביולוגיה, "פרו" פירושו "לפני" ו- "האיחוד האירופי" פירושו "נכון", ואילו "קריוטה" מתייחס לגרעין. הראיות הביולוגיות מצביעות על התפתחות האוקריוטה הגדולה והמורכבת יותר מהפרוקריוטה הקטנה והפשוטה יותר.

רוב הפרוקריוטים הם חיידקים, ואילו בני אדם, בעלי חיים, צמחים ופטריות הם אוקריוטים. לתא הפרוקריוטי יש רק קרום אחד, קרום הפלזמה, שמקיף את תכולתו התאית. לתא האאוקריוטי יש גם קרום פלזמה, אך בנוסף הוא מלא בתאים סגורים בקרום. הממברנות של התא הפרוקריוטי והתא האיקריוטי מורכבות משכבה דו שומנית. ניתן להסביר את מקורם של מבני הממברנה בתוך התא האאוקריוטי על ידי תא פרוקריוטי גדול מוקדם הנוסף תאים פרוקריוטים קטנים יותר, על פי תיאוריית האנדוזימביוזה.

שני התאים הפרוקריוטים וגם האאוקריוטים מכילים DNA, המכוון את פעולת התא. הקוד הגנטי הזהה משמש בתאים פרוקריוטיים ואיקריוטים. למרות שאותו סוג DNA נמצא בתאים פרוקריוטיים ואיקריוטים, ה- DNA עירום ויוצר א לולאה או עיגול בפרוקריוטים, בעוד שהוא מורכב מחוטים לינאריים ומכוסה בחלבון אקריוטים.

שני תאים פרוקריוטים ואאוקריוטים מכילים ריבוזומים. הריבוזומים מורכבים מחלבונים ו- RNA והם האתר של סינתזת החלבון בשני סוגי התאים. אבני הבניין לייצור חלבון הן חומצות אמינו. התאים הפרוקריוטים והתאים האוקריוטים משתמשים באותן 20 חומצות אמינו לייצור חלבונים, דבר המצביע על קרבה.

אוקריוטים מכילים מיטוכונדריה או כלורופלסטים. מיטוכונדריה בתוך תאי בעלי חיים וכלורופלסטים בתוך תאי צמח נראים כמו פרוקריוטים. המיטוכונדריה והכלורופלסטים דומים בגודלם ובתכונותיהם לפרוקריוטים. הקפלים העמוקים של הקרום המיטוכונדריאלי הפנימי, הנקראים cristae, דומים לקפלים בתא הפרוקריוטי, המכונים mesosomes. גם cristae וגם mesosomes מתפקדים בנשימה תאית אירובית. נשימה תאית מייצרת אנרגיה לתא או לאורגניזם. מכיוון שנשימה אירובית (באמצעות חמצן) מניבה יותר אנרגיה מנשימה אנאירובית (ללא חמצן), תיאוריית האנדוזימביוזה גורסת כי המיטוכונדריה נרכשה כאשר תא פרוקריוטי אנאירובי בלע את הפרוקריוטים האירוביים וכך קטף את היתרונות של האירובי נשימה. כלורופלסטים, כמו מיטוכונדריה, מייצרים אנרגיה לתאי הצמח. הן למיטוכונדריה והן לכלורופלסטים יש DNA מעגלי משלהם ויכולים לתפקד ללא תלות בתא המארח האוקריוטי.