Eikarioti ir organismi, kuru šūnām katram ir kodols un organelli ar savām membrānām. Prokarioti ir vienkāršāki, vienšūnas organismi bez kodola un tikai vienas iekšējās telpas. Šī atšķirība ir strukturāla priekšrocība, kas ļauj eikariotu šūnām organizēties daudzšūnu organismos. Iekšējie organelli, ieskaitot kodolu, izolē dažādus šūnu procesus un atvieglo to vadību.
Bez kodola prokariotu šūnas vairojas, izmantojot grūti kontrolējamu binārā dalīšanās procesu. Tas nozīmē, ka viņi var ātri pavairot, kad ir pieejami resursi un telpa, taču tik ātra, nekontrolēta augšana nav vēlama, ja šūna ir daļa no lielāka organisma. Tā vietā katrai šūnai jāsaskaņo sava augšana un dalīšanās ar visām pārējām organisma šūnām. Eukariotu šūnām ir strukturāla sarežģītība, lai to izdarītu, savukārt prokariotu šūnām nav tādas iespējas.
Prokariotu šūnu pazīmes un raksturojums mikroskopā
Prokariotu domēni ir baktērijas un arheja; katra no šīm jomām ir sadalīta karaļvalstīs un mazākās taksonomiskās kategorijās. Viņiem kā vienšūnas organismiem bez kodola vai organelliem ir raksturīgas šādas ievērojamas pazīmes:
- Atsevišķām šūnām ir šūnu siena.
- Atsevišķām šūnām ir šūnu membrāna.
- Šūnas satur DNS virkni.
- Šūnas satur ribosomas.
- Šūnās ir karodziņš.
Atsevišķas baktēriju un arheju šūnas tiek pakļautas videi, un tāpēc tām ir nepieciešama a šūnapvalki lai tos aizsargātu. Mikroskopā šūnas siena ir bieza, skaidri redzama struktūra, kas ieskauj šūnu. Šūnas sienas iekšpusē ir šūnas membrāna, kas kontrolē vielas, kuras var iekļūt šūnā un izkļūt no tās.
Šūnas membrānas iekšpusē ir cieši savīta viena DNS virkne. Vītne ir apļveida, un, kad šūna sāk dalīties, pavediens pirms kopēšanas atritinās un iegūst apļveida formu. Kad virkne ir dublēta, abas kopijas pārvietojas uz pretējiem šūnas galiem, un šūna sadalās divās daļās.
Šūnas citoplazmā brīvi peldošas ir ribosomas, kas ražo šūnai nepieciešamos proteīnus. Vienā šūnas galā ir izveidota whiplike struktūra, ko sauc par a flagellum ir piestiprināts, lai nodrošinātu šūnu mobilitāti. Prokariotu šūnas izmanto savu vienkāršo struktūru kā evolūcijas priekšrocību. Viņu DNS nav aizsargāts un mutē brīvi, savukārt ātrais reprodukcijas ātrums ļauj ātri pielāgoties jaunām situācijām un izmaiņām apkārtnē.
Eikariotu šūnu struktūra
Ja salīdzina prokariotu un eikariotu šūnu struktūru mikroskopā, šūnas izskatās diezgan atšķirīgas. Tāpat kā prokariotu šūnās, arī eikariotu šūnās ir membrāna un ribosomas, taču ir redzamas šādas atšķirības:
- Šūnām nav šūnu sienas.
- Šūnām ir kodols.
- DNS atrodas vairākos virzienos kodola iekšpusē.
- Ir mitohondriji un lizosomas, katrai no tām ir sava ārējā membrāna.
- Papildu membrānai piesaistītie organelli ir Golgi ķermeņi un endoplazmatiskais tīklojums.
- Šūnām ir divas centrioles.
Ir skaidrs, ka šūnām, kas veido eikariotus, ir atšķirīga struktūra nekā prokariotu šūnām. Lai gan tie ir sarežģīti un reproducējas sarežģītāk, tas nav acīmredzami kāpēc tieši tas dod eikariotiem strukturālas priekšrocības.
Kā darbojas eikariotu šūnas
Eikariotu šūnām ir savas neatkarīgās funkcijas, taču tās bieži darbojas kā daļa no lielāka organisma. Augos un dzīvniekos viņi importē vielas no citām šūnām un eksportē atkritumus un derīgus proteīnus, hormonus un fermentus. Kad viņi iesaistās kādā darbībā, tas, ko viņi eksportē, signalizē citām šūnām, ko viņi dara. Viņiem nav šūnas sienas, jo viņiem tā nav nepieciešama aizsardzībai, un tas traucētu starpšūnu apmaiņa.
Tā vietā, lai veiktu šūnu vielu sintēzi un enerģijas pārveidošanu vispārējā telpā šūnu membrānas iekšpusē viņiem ir specializēti reģioni konkrētu organellu iekšienē, kur notiek šīs aktivitātes vieta. Glikozi pārveido par enerģijas uzkrāšanas molekulu ATP mitohondrijos. Šūnu atkritumu un atkritumu sadalīšana notiek lizosomas. Golgi ķermeņi un Endoplazmatiskais tīkls sintezē olbaltumvielas, ogļhidrātus un lipīdus. Eikariotu šūnu membrānas saistītās organellas ir specializējušās specifisku šūnu vielu ražošanā.
Eikariotu šūnu reprodukcija
Eikariotu šūnām ir divi vairošanās veidi: seksuāla un bezdzimuma reprodukcija. Bezdzimuma reprodukcija notiek, ja ir vajadzīga vairāk tāda paša veida šūnu, piemēram, dzīvnieku ādas šūnās. Seksuālā reprodukcija tiek izmantota, kad tiek izveidots jauns komplekss organisms, piemēram, augs vai dzīvnieks. Bezdzimuma reprodukcijā šūnu skaits palielinās, savukārt dzimumaudzībās organismu skaits reizinās.
Abi reproducēšanas veidi ir sarežģītas daudzpakāpju darbības. Bezdzimuma reprodukcijai šūnas kodols sadalās divās identiskās daļās procesā, ko sauc mitoze. Katram kodolam ir pilnīgas šūnu DNS kopijas, un, šūnai sadaloties, katra daļa saņem daļu no organoļiem.
Dzimumdzimšanai reproduktīvā procesā šūnas tiek ražotas ar atšķirīgām seksuālajām īpašībām mejoze. Piemēram, dzīvniekiem divu veidu šūnas ir spermas šūnas un olšūnas. Divas šūnas ar atšķirīgām seksuālajām īpašībām un parasti no dažādiem vienas sugas organismiem atkal apvienojas, veidojot jaunu organismu. Dzīvniekiem spermas šūna apaugļo olšūnu, un šī kombinācija izaug par jaunu dzīvnieku.
Eikariota strukturālais ieguvums
Atšķirības starp eikariotu un prokariotu šūnām dod eikariotu priekšrocības vairākās jomās. Kad mēs uzskaitām eikariotos atrodamās pazīmes, bet ne prokariotus, kādas ir šo atšķirību priekšrocības? Galvenās strukturālās atšķirības slēpjas kodolā, organellos un šūnas ārējā sienā. Šīs atšķirības rada īpašas priekšrocības un iespējas eikariotiem, kuru prokariotiem nav. Tā rezultātā prokarioti paliek vienkārši vienšūnas organismi. Kaut arī eksistē arī vienšūnas eikarioti, daži eikarioti ir izmantojuši šīs priekšrocības, lai pārvērstos par augstākiem augiem un dzīvniekiem.
A klātbūtne kodols eikariotu šūnās dod eikariotiem divas priekšrocības. Kodols apzīmē papildu DNS aizsargājošo apvalku. Tā rezultātā eikariotu DNS ir mazāk uzņēmīga pret mutācijām. Kodols arī atvieglo vairošanos. Sarežģītajos kodola balstītajos reproduktīvajos procesos ir daudz punktu, kas var darboties kā pietura, lai koordinētu augšanu un šūnu pavairošanu ar citām organisma šūnām.
Programmas integrācija organellas eikariotu šūnās koncentrējas funkcijas savās iekšējās telpās. Tas nozīmē, ka tādi procesi kā enerģijas ražošana un atkritumu izvadīšana eikariotu šūnās ir daudz efektīvāki nekā prokariotos. Kad mitohondriji ražo šūnas enerģiju, šūnās var būt vairāk vai mazāk mitohondriju, atkarībā no to lomas organismā. Bez organelliem visai prokariotu šūnai ir jādara viss, un efektivitātes līmenis ir zemāks.
Šūnu sienas neesamība sarežģītos eikariotos ir priekšrocība, kas ļauj eikariotu šūnām organizēties tādās struktūrās kā orgāni, kauli, augu kāti un augļi. Šīs šūnas darbojas kopā un atšķir sevi atkarībā no apkārtējām šūnām. Šūnas siena novērstu šādu ciešu mijiedarbību. Kaut arī prokariotu šūnas dažkārt saliekas vienkāršās struktūrās, tās neatšķir eikariotu šūnu sarežģītos organismos.
The galvenā strukturālā priekšrocība eikariotu salīdzinājumā ar prokariotēm ir spēja veidot progresējošus, daudzšūnu organismus. Kaut arī eikarioti var izdzīvot kā vienšūnas, tā arī daudzšūnu organismi, prokariotiem nav iespējas veidot sarežģītas struktūras vai organismus.