მთავარი სტრუქტურული უპირატესობა ეუკარიოტებს აქვთ პროკარიოტებს

ეუკარიოტები არიან ორგანიზმები, რომელთა უჯრედებს აქვთ ბირთვი და საკუთარი მემბრანის ორგანულები. პროკარიოტები უფრო მარტივი, ერთუჯრედიანი ორგანიზმებია, ბირთვისა და მხოლოდ ერთი შინაგანი სივრცის გარეშე. ეს სხვაობა წარმოადგენს სტრუქტურულ უპირატესობას, რაც ეუკარიოტულ უჯრედებს საშუალებას აძლევს ორგანიზება მოაწყონ მრავალუჯრედიან ორგანიზმებად. შინაგანი ორგანოელები, ბირთვის ჩათვლით, იზოლირებს სხვადასხვა უჯრედულ პროცესებს და აადვილებს კონტროლს.

ბირთვის გარეშე, პროკარიოტული უჯრედები მრავლდება ძნელად კონტროლირებადი ორობითი განხეთქილების პროცესით. ეს ნიშნავს, რომ მათ სწრაფად შეუძლიათ გამრავლება, როდესაც რესურსი და სივრცეა ხელმისაწვდომი, მაგრამ ასეთი სწრაფი, უკონტროლო ზრდა არ არის სასურველი, როდესაც უჯრედი უფრო დიდი ორგანიზმის ნაწილია. ამის ნაცვლად, თითოეულ უჯრედს უნდა შეუთანხმდეს თავის ზრდას და დაყოფას ორგანიზმის ყველა სხვა უჯრედთან. ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ ამის სტრუქტურული სირთულე, ხოლო პროკარიოტულ უჯრედებს ეს შესაძლებლობა არ აქვთ.

პროკარიოტული დომენებია ბაქტერიები და არქეები; თითოეული ეს დომენი იყოფა სამეფოებად და მცირე ტაქსონომიურ კატეგორიებად. როგორც ერთუჯრედიანი ორგანიზმები, რომელთაც არ აქვთ ბირთვი და ორგანელები, მათ ახასიათებთ შემდეგი გამოჩენილი ნიშნები:

• ცალკეულ უჯრედებს აქვთ უჯრედის კედელი.
  
• ცალკეულ უჯრედებს აქვთ უჯრედის მემბრანა.
• უჯრედები შეიცავს დნმ-ის ძაფს.
• უჯრედები შეიცავს რიბოსომებს.
• უჯრედებს აქვთ flagellum.

ბაქტერიებისა და არქეების ცალკეული უჯრედები ექვემდებარებიან გარემოს და ამიტომ სჭირდებათ ა უჯრედის კედელი მათი დაცვა. მიკროსკოპის ქვეშ, უჯრედის კედელი არის უჯრედის მიმდებარე სქელი, აშკარად ხილული სტრუქტურა. უჯრედის კედლის შიგნით არის უჯრედის მემბრანა, რომელიც აკონტროლებს რომელი ნივთიერებების უჯრედში გადატანასა და გამოსვლას.

უჯრედის მემბრანის შიგნით არის მჭიდროდ დახვეული დნმ-ის ერთი ძაფი. ძაფი წრიულია და როდესაც უჯრედი იწყებს გაყოფას, ძაფი იხსნება და კოპირებამდე იღებს მის წრიულ ფორმას. მას შემდეგ, რაც ძაფი გამრავლდება, ორი ეგზემპლარი უჯრედის საპირისპირო ბოლოებში გადადის და უჯრედი ორად გაიყოფა.

უჯრედის ციტოპლაზმაში თავისუფლად მცურავს რიბოსომები, რომლებიც უჯრედისთვის საჭირო ცილებს წარმოქმნიან. უჯრედის ერთ ბოლოს, მათრახის მსგავსი სტრუქტურა, სახელწოდებით a flagellum მიმაგრებულია უჯრედის მობილურობის მისაცემად. პროკარიოტული უჯრედები იყენებენ თავიანთ მარტივ სტრუქტურას, როგორც ევოლუციურ უპირატესობას. მათი დნმ დაუცველია და თავისუფლად მუტაციას ახდენს, ხოლო გამრავლების სწრაფი სიჩქარე საშუალებას იძლევა სწრაფად მოერგოს ახალ სიტუაციებსა და გარემოში ცვლილებებს.

თუ მიკროსკოპში შეადარებთ პროკარიოტული და ეუკარიოტული უჯრედების სტრუქტურებს, უჯრედები საკმაოდ განსხვავებულად გამოიყურება. პროკარიოტული უჯრედების მსგავსად, ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ გარსი და რიბოსომები, მაგრამ შემდეგი განსხვავებები ჩანს:

• უჯრედებს არ აქვთ უჯრედის კედელი.
  
• უჯრედებს აქვთ ბირთვი.
• დნმ ბირთვის რამდენიმე ძაფშია.
• არსებობს მიტოქონდრია და ლიზოსომები, თითოეულს აქვს საკუთარი გარსის გარსი.
• გარსის დამაკავშირებელი დამატებითი ორგანოელებია გოლჯის სხეულები და ენდოპლაზმური ბადე.
• უჯრედებს აქვთ ორი ცენტრიოლი.

აშკარაა, რომ ეუკარიოტების უჯრედებს განსხვავებული სტრუქტურა აქვთ, ვიდრე პროკარიოტული უჯრედები. მიუხედავად იმისა, რომ ისინი რთულია და უფრო რთულად მრავლდება, ეს აშკარა არ არის რატომ ზუსტად ეს აძლევს ეუკარიოტებს სტრუქტურულ უპირატესობას.

ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ საკუთარი დამოუკიდებელი ფუნქციები, მაგრამ ისინი ხშირად უფრო დიდი ორგანიზმის ნაწილად მოქმედებენ. მცენარეებსა და ცხოველებში ისინი ახდენენ ნივთიერებების იმპორტირებას სხვა უჯრედებიდან და ახდენენ ნარჩენების პროდუქტებისა და სასარგებლო ცილების, ჰორმონების და ფერმენტების ექსპორტს. როდესაც ისინი ეწევიან საქმიანობას, რას ექსპორტს უკეთებენ სხვა უჯრედებში, რას აკეთებენ. მათ უჯრედის კედელი არ აქვთ, რადგან დაცვა არ სჭირდებათ და ეს ხელს შეუშლიდა უჯრედშორისი ბირჟები.

იმის ნაცვლად, რომ შეასრულონ უჯრედული ნივთიერებების მათი სინთეზი და მათი ენერგიის გარდაქმნა ზოგად სივრცეში უჯრედის მემბრანის შიგნით, მათ აქვთ სპეციალიზირებული რეგიონები სპეციალურ ორგანელებში, სადაც ეს საქმიანობა მიმდინარეობს ადგილი გლუკოზის გარდაქმნა ენერგიის შემნახველი მოლეკულა ATP- ში მიტოქონდრია. უჯრედის ნარჩენების და ნარჩენების დანგრევა ხდება ლიზოსომები. გოლჯის სხეულები და ენდოპლაზმურ ბადეში სინთეზირებენ ცილებს, ნახშირწყლებს და ლიპიდებს. ეუკარიოტული უჯრედების მემბრანის შეკავშირებული ორგანელები სპეციალიზირებულია სპეციფიკური უჯრედების ნივთიერებების წარმოებაში.

ეუკარიოტების უჯრედებს გამრავლების ორი გზა აქვთ: სექსუალური და უსქესო რეპროდუქცია. ასექსუალური რეპროდუქცია ხდება მაშინ, როდესაც იმავე ტიპის უჯრედები უფრო საჭიროა, მაგალითად, ცხოველების კანის უჯრედებში. სექსუალური გამრავლება გამოიყენება, როდესაც შეიქმნება ახალი რთული ორგანიზმი, მაგალითად მცენარე ან ცხოველი. უსქესო გამრავლების დროს უჯრედების რაოდენობა იზრდება, ხოლო სექსუალური რეპროდუქციის დროს ორგანიზმების რაოდენობა მრავლდება.

რეპროდუქციის ორივე სახეობა რთული მრავალსაფეხურიანი ოპერაციებია. უსქესო გამრავლებისთვის უჯრედის ბირთვი იყოფა ორ ერთნაირ ნაწილად პროცესში, რომელსაც ე.წ. მიტოზი. თითოეულ ბირთვს აქვს უჯრედის დნმ – ის სრული ასლები, ხოლო როდესაც უჯრედი იშლება, თითოეული ნაწილი იღებს ორგანულთა წილს.

სქესობრივი გამრავლებისთვის, უჯრედები წარმოიქმნება სხვადასხვა სქესობრივი მახასიათებლის მქონე პროცესში, ე.წ. მეიოზი. მაგალითად, ცხოველებში, ორი ტიპის უჯრედებია სპერმის უჯრედები და კვერცხუჯრედები. ორი უჯრედი განსხვავებული სექსუალური მახასიათებლებით და, ჩვეულებრივ, ერთი და იმავე სახეობის სხვადასხვა ორგანიზმიდან, კვლავ გაერთიანდებიან და ქმნიან ახალ ორგანიზმს. ცხოველებში სპერმის უჯრედი განაყოფიერებს კვერცხუჯრედს და კომბინაცია იზრდება ახალ ცხოველად.

ევკარიოტებისა და პროკარიოტების უჯრედებს შორის განსხვავებები ეუკარიოტებს უპირატესობას ანიჭებს რამდენიმე სფეროში. როდესაც ჩვენ ჩამოვთვლით იმ მახასიათებლებს, რომლებიც გვხვდება ეუკარიოტებში, მაგრამ არა პროკარიოტებში, რა უპირატესობებს გვთავაზობს ეს განსხვავებები? ძირითადი სტრუქტურული განსხვავებები მდგომარეობს ბირთვში, ორგანელებსა და უჯრედის გარე კედელში. ეს განსხვავებები წარმოშობს სპეციფიკურ უპირატესობებსა და შესაძლებლობებს ეუკარიოტებისათვის, რომლებიც პროკარიოტებს არ აქვთ. შედეგად, პროკარიოტები რჩებიან უბრალო ერთუჯრედიან ორგანიზმებად. მიუხედავად იმისა, რომ ერთუჯრედიანი ეუკარიოტებიც არსებობენ, ზოგიერთმა ევკარიოტმა გამოიყენა ეს უპირატესობები უფრო მაღალ მცენარეებად და ცხოველებად გადაქცევის მიზნით.

ყოფნა ა ბირთვი ეუკარიოტულ უჯრედებში ეუკარიოტებს ორი უპირატესობა ენიჭება. ბირთვი წარმოადგენს დნმ-ის დამატებით დამცავ კორპუსს. შედეგად, ეუკარიოტული დნმ ნაკლებად მგრძნობიარეა მუტაციების მიმართ. ბირთვი ასევე ამარტივებს გამრავლების კონტროლს. ბირთვზე დაფუძნებულ რეპროდუქციულ პროცესებს აქვს მრავალი წერტილი, რომლებსაც შეუძლიათ შეაჩერონ ორგანიზმის სხვა უჯრედებთან ზრდისა და უჯრედების გამრავლების კოორდინაცია.

ინტეგრაცია ორგანელები ეუკარიოტულ უჯრედებში კონცენტრირდება ფუნქციები საკუთარ შინაგან სივრცეებში. ეს ნიშნავს, რომ პროცესები, როგორიცაა ენერგიის წარმოება და ნარჩენების აღმოფხვრა, ბევრად უფრო ეფექტურია ეუკარიოტულ უჯრედებში, ვიდრე პროკარიოტებში. როდესაც მიტოქონდრია აწარმოებს უჯრედის ენერგიას, უჯრედებს შეიძლება ჰქონდეთ მეტნაკლებად მიტოქონდრია, ეს დამოკიდებულია ორგანიზმში მათ როლზე. ორგანელების გარეშე, მთელმა პროკარიოტულმა უჯრედმა უნდა გააკეთოს ყველაფერი, ხოლო ეფექტურობის დონე დაბალია.

უჯრედის კედლის არარსებობა რთულ ეუკარიოტებში არის ის უპირატესობა, რაც ევკარიოტულ უჯრედებს საშუალებას აძლევს ორგანიზება გაუწიონ სტრუქტურებს, როგორიცაა ორგანოები, ძვლები, მცენარეთა ღეროები და ნაყოფი. ეს უჯრედები ერთად მუშაობენ და ერთმანეთისგან დიფერენცირდებიან, მათი მიმდებარე უჯრედებიდან გამომდინარე. უჯრედის კედელი ხელს უშლის ასეთ მჭიდრო ურთიერთქმედებას. მიუხედავად იმისა, რომ პროკარიოტული უჯრედები ზოგჯერ გროვდება მარტივი სტრუქტურებით, ისინი არ განასხვავებენ ევკარიოტული უჯრედების რთულ ორგანიზმებში.

ძირითადი სტრუქტურული უპირატესობა ეუკარიოტების პროკარიოტებზე არის მოწინავე, მრავალუჯრედიანი ორგანიზმების წარმოქმნის უნარი. მიუხედავად იმისა, რომ ეუკარიოტებს შეუძლიათ გადარჩეს როგორც ერთუჯრედიანი, ისე მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები, პროკარიოტებს არ აქვთ უნარი შექმნან რთული სტრუქტურები ან ორგანიზმები.