Eukariotai yra organizmai, kurių kiekvienoje ląstelėje yra branduolys ir organeliai su savo membranomis. Prokariotai yra paprastesni, vienaląsčiai organizmai be branduolio ir tik vienos vidaus erdvės. Šis skirtumas yra struktūrinis pranašumas, leidžiantis eukariotinėms ląstelėms organizuotis į daugialąsčius organizmus. Vidiniai organeliai, įskaitant branduolį, išskiria įvairius ląstelių procesus ir palengvina jų kontrolę.
Be branduolio prokariotinės ląstelės dauginasi per sunkiai kontroliuojamą dvejetainio dalijimosi procesą. Tai reiškia, kad jie gali greitai daugintis, kai yra išteklių ir vietos, tačiau tokio greito, nekontroliuojamo augimo nereikia, kai ląstelė yra didesnio organizmo dalis. Vietoj to, kiekviena ląstelė turi derinti savo augimą ir dalijimąsi su visomis kitomis organizmo ląstelėmis. Eukariotinės ląstelės turi struktūrinį sudėtingumą tai padaryti, o prokariotinės ląstelės neturi tokios galimybės.
Prokariotinių ląstelių ypatybės ir charakteristikos mikroskopu
Prokariotų domenai yra Bakterijos ir Archaea; kiekviena iš šių sričių yra suskirstyta į karalystes ir mažesnes taksonomines kategorijas. Kaip vienos ląstelės organizmai, neturintys branduolio ar organelių, jiems būdingi šie ryškūs bruožai:
- Vienos ląstelės turi ląstelių sienelę.
- Vienos ląstelės turi ląstelės membraną.
- Ląstelėse yra DNR grandinė.
- Ląstelėse yra ribosomų.
- Ląstelės turi vėliavą.
Pavienės bakterijų ir archėjų ląstelės yra veikiamos aplinkos, todėl joms reikia a ląstelių sienelės juos apsaugoti. Po mikroskopu ląstelės sienelė yra stora, aiškiai matoma struktūra, supanti ląstelę. Ląstelės sienelės viduje yra ląstelės membrana, kontroliuojanti, kurios medžiagos gali pereiti į ląstelę ir iš jos.
Ląstelės membranos viduje yra sandariai suvyniota viena DNR grandinė. Sruoga yra apskrito formos, o kai ląstelė pradeda dalytis, grandinė išvyniojama ir įgauna savo apskritimo formą prieš ją nukopijuojant. Kai sruoga bus dubliuojama, dvi kopijos pereis į priešingus ląstelės galus ir ląstelė padalijasi į dvi dalis.
Laisvai plaukiojančios ląstelės citoplazmoje yra ribosomos, gaminančios ląstelei reikalingus baltymus. Viename ląstelės gale buvo pastatyta visagalė struktūra, vadinama a flagellum yra pritvirtintas, kad ląstelė galėtų judėti. Prokariotinės ląstelės naudoja savo paprastą struktūrą kaip evoliucinį pranašumą. Jų DNR yra neapsaugota ir laisvai mutuoja, o jų greitas reprodukcijos greitis leidžia greitai prisitaikyti prie naujų situacijų ir pokyčių aplinkoje.
Eukariotinių ląstelių struktūra
Jei palyginsite prokariotinių ir eukariotų ląstelių struktūras mikroskopu, ląstelės atrodo visai kitaip. Kaip ir prokariotinės ląstelės, taip ir eukariotinės ląstelės turi membraną ir ribosomas, tačiau matomi šie skirtumai:
- Ląstelės neturi ląstelių sienos.
- Ląstelės turi branduolį.
- DNR yra keliose grandinėse branduolio viduje.
- Yra mitochondrijos ir lizosomos, kurių kiekviena turi savo išorinę membraną.
- Papildomos su membrana susijusios organelės yra Golgi kūnai ir endoplazminis tinklas.
- Ląstelės turi dvi centrioles.
Akivaizdu, kad eukariotus sudarančių ląstelių struktūra yra kitokia nei prokariotų ląstelių. Nors jie yra sudėtingi ir dauginasi sudėtingiau, tai nėra akivaizdu kodėl būtent tai suteikia eukariotams struktūrinį pranašumą.
Kaip veikia eukariotinės ląstelės
Eukariotinės ląstelės turi savo nepriklausomas funkcijas, tačiau jos dažnai veikia kaip didesnio organizmo dalis. Augalams ir gyvūnams jie importuoja medžiagas iš kitų ląstelių ir eksportuoja atliekas bei naudingus baltymus, hormonus ir fermentus. Kai jie užsiima veikla, tai, ką jie eksportuoja, signalizuoja kitoms ląstelėms, ką jie daro. Jie neturi kameros sienos, nes joms apsaugai jų nereikia, ir tai trukdytų tarpląsteliniai mainai.
Užuot atlikę jų ląstelių medžiagų sintezę ir energijos konversiją bendrojoje erdvėje ląstelės membranos viduje jie turi specializuotus regionus specifinių organelių viduje, kur vyksta ši veikla vieta. Gliukozė konvertuojama į energijos kaupimo molekulę ATP mitochondrijos. Ląstelių nuolaužos ir atliekos skaidomos lizosomos. Golgi kūnai ir endoplazminis Tinklelis sintetina baltymus, angliavandenius ir lipidus. Eukariotinių ląstelių membranos surištos organelės specializuojasi gaminant specifines ląstelių medžiagas.
Eukariotinių ląstelių dauginimasis
Eukariotų ląstelės turi du dauginimosi būdus: lytinį ir nelytinį dauginimąsi. Nelytinis dauginimasis vyksta tada, kai reikia daugiau tos pačios rūšies ląstelių, pavyzdžiui, gyvūnų odos ląstelėse. Seksualinė reprodukcija naudojama, kai sukuriamas naujas kompleksinis organizmas, pavyzdžiui, augalas ar gyvūnas. Nelytinio dauginimosi metu ląstelių skaičius didėja, o lytinės dauginantis - organizmų skaičius dauginasi.
Abi reprodukcijos rūšys yra sudėtingos daugiapakopės operacijos. Nelytiniam dauginimuisi ląstelės branduolys procese, kuris vadinamas, suskaidomas į dvi identiškas dalis mitozė. Kiekvienas branduolys turi visas ląstelės DNR kopijas, o ląstelei suskaidžius, kiekviena dalis gauna dalį organelių.
Lytiniam dauginimuisi ląstelės gaminamos su skirtingomis lytinėmis savybėmis vadinamame procese mejozė. Pavyzdžiui, gyvūnams dviejų tipų ląstelės yra spermatozoidai ir kiaušialąstės. Dvi ląstelės, turinčios skirtingas lytines savybes ir paprastai iš skirtingų tos pačios rūšies organizmų, vėl susijungia ir sudaro naują organizmą. Gyvūnų spermatozoidai apvaisina kiaušialąstę, o jų derinys išauga į naują gyvūną.
Eukarioto struktūrinis pranašumas
Eukariotų ir prokariotų ląstelių skirtumai suteikia eukariotų pranašumų keliose srityse. Kai išvardijame ypatybes, kurios yra eukariotuose, bet ne prokariotuose, kokius privalumus teikia šie skirtumai? Pagrindiniai struktūriniai skirtumai slypi branduolyje, organeliuose ir ląstelės išorinėje sienelėje. Šie skirtumai sukelia specifinius eukariotų pranašumus ir galimybes, kurių neturi prokariotai. Todėl prokariotai išlieka paprastais vienos ląstelės organizmais. Nors egzistuoja ir vienaląsčiai eukariotai, kai kurie eukariotai pasinaudojo šiais pranašumais, kad išsivystytų į aukštesnius augalus ir gyvūnus.
A buvimas branduolys eukariotų ląstelėse eukariotams suteikia du pranašumus. Branduolys reiškia papildomą apsauginį DNR gaubtą. Todėl eukariotų DNR yra mažiau jautri mutacijoms. Branduolys taip pat palengvina reprodukcijos kontrolę. Sudėtingi branduoliu pagrįsti reprodukcijos procesai turi daug taškų, kurie gali veikti kaip sustojimas koordinuoti augimą ir ląstelių dauginimąsi su kitomis organizmo ląstelėmis.
Integracija organelės į eukariotų ląsteles sutelkia funkcijas į savo vidines erdves. Tai reiškia, kad tokie procesai kaip energijos gamyba ir atliekų šalinimas eukariotų ląstelėse yra daug efektyvesni nei prokariotuose. Kai mitochondrijos gamina ląstelės energiją, ląstelės gali turėti daugiau ar mažiau mitochondrijų, atsižvelgiant į jų vaidmenį organizme. Be organelių visa prokariotinė ląstelė turi padaryti viską, o efektyvumo lygis yra žemesnis.
Ląstelių sienos nebuvimas sudėtinguose eukariotuose yra tas privalumas, kuris leidžia eukariotinėms ląstelėms organizuotis į tokias struktūras kaip organai, kaulai, augalų stiebai ir vaisiai. Šios ląstelės dirba kartu ir diferencijuojasi priklausomai nuo aplinkinių ląstelių. Ląstelės sienelė užkirstų kelią tokiai artimai sąveikai. Nors prokariotinės ląstelės kartais susilieja į paprastas struktūras, jos neskiria eukariotinių ląstelių būdo sudėtinguose organizmuose.
The pagrindinis struktūrinis pranašumas eukariotų, palyginti su prokariotais, yra gebėjimas formuoti pažangius daugialąsčius organizmus. Nors eukariotai gali išgyventi kaip vienaląsčiai ir daugialąsčiai organizmai, prokariotai neturi galimybės sudaryti sudėtingų struktūrų ar organizmų.