Cellen zijn de basisbouwsteen van het leven.
De kleinste levende organismen hebben slechts één van deze bouwstenen nodig en anderen slechts een handvol.
Complexere levensvormen op de evolutionaire boom, zoals mos, saguaro-cactussen en zwarte beren, bestaan uit miljoenen of biljoenen cellen die samenwerken om een individueel organisme te vormen.
Al deze cellen, of ze nu als solitair opereren? bacteriële cel of als onderdeel van een complex systeem zoals het menselijk lichaam, kan worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: eukaryotische cellen en prokaryotische cellen.
De meeste organismen in de wereld zijn gemaakt van prokaryote cellen, en deze zijn meestal eencellig. Prokaryoten zijn bacteriën en archaea.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De meeste prokaryoten zijn eencellig en zijn ofwel archaea ofwel bacteriën. Hun cellen zijn kleiner dan eukaryote cellen. Eukaryoten omvatten grotere, complexere organismen zoals planten en dieren. Alleen eukaryoten hebben membraangebonden organellen en een kern. Prokaryoten delen via binaire splitsing, terwijl eukaryote cellen delen via mitose.
Eukaryoten planten zich seksueel voort via meiosis, die genetische variatie mogelijk maakt.
Prokaryote cellen planten zich ongeslachtelijk voort en kopiëren zichzelf. Desondanks zorgen genoverdrachtsprocessen nog steeds voor genetische variantie. Een daarvan is transductie waarbij virussen DNA van de ene bacterie naar de andere verplaatsen.
Prokaryoten vs. Eukaryoten: de basis
Al het bekende leven op aarde is gesorteerd in een classificatiesysteem dat begint met drie categorieën die domeinen worden genoemd en zich uitbreidt met elke dalende rangorde. Dit is wat algemeen bekend staat als de levensboom.
De drie domeinen zijn:
- Archaea
- bacteriën
- Eukarya
De organismen in Archaea en Bacteria zijn prokaryoten, terwijl de organismen in Eukarya eukaryote cellen hebben.
Het Archaea-domein heeft subcategorieën, maar wetenschappelijke bronnen verschillen van mening over het feit of deze categorieën phyla of koninkrijken zijn. Zij zijn:
- Crenarchaeota
- Euryarchaeota
- Korarchaeota
Het Bacteria-domein ging vroeger rechtstreeks door de boom naar de single Monera koninkrijk. Nieuwere classificatiesystemen elimineren echter Monera en verdelen het Bacteria-domein in de twee koninkrijken van Eubacteria en Archaebacteria, die soms wordt geschreven als Archaea, maar niet moet worden verward met de domein van Archea.
Het Eukarya-domein is verdeeld in vier koninkrijken. Dit zijn:
- Plantae
- schimmels
- Protista
- Animalia
Alle planten-, protisten-, schimmel- en dierlijke cellen zijn eukaryoten. De meeste zijn meercellig, hoewel er enkele uitzonderingen zijn. Daarentegen zijn prokaryoten - bacteriën en archaea - eencellige organismen, op enkele uitzonderingen na. Prokaryoten hebben meestal kleinere celgroottes dan eukaryoten.
Grote verschillen in celstructuur
De reden voor het verschil in celgrootte tussen prokaryote cellen en eukaryote cellen ligt in de verschillende structuur en organisatie tussen de twee soorten cellen.
Het gebrek aan membraan gebonden organellen in prokaryoten is misschien wel het meest opvallende verschil. Terwijl eukaryote cellen organellen bevatten die zijn ingesloten in membranen, zijn er twee voorbeelden: Golgi lichaam en de endoplasmatisch reticulum - prokaryoten niet.
Prokaryoten missen ook een membraangebonden kern, een ander organel. Zonder een kern of andere organellen zijn prokaryotische cellen niet in staat tot het soort gespecialiseerde functies die eukaryote cellen vervullen.
Ze kunnen niet de geavanceerde functies uitvoeren die cellen met veel ondersteunende organellen kunnen doen.
•••Wetenschap
Eukaryoten slaan hun DNA op als chromosomen binnen de kern, maar prokaryoten missen de kern.
In plaats daarvan bevindt het grootste deel van hun DNA zich in één chromosoomachtige structuur die zich in een gebied van het cytoplasma bevindt dat de wordt genoemd nucleoïde. Deze nucleoïde heeft geen eigen membraan. Extra stukjes DNA genaamd plasmiden hebben de vorm van ringen en bevinden zich in het cytoplasma buiten de nucleoïde.
Verschillen in organisatie
Prokaryotische cellen houden zich bezig met reproductie door een proces van celdeling genaamd binaire splijting.
Eukaryote cellen gebruiken een ander proces van celdeling genaamd mitose, die een constante cyclus van celgroei en -ontwikkeling omvat.
Er zijn frequente controlepunten waar de cel doorheen moet, de externe en interne omstandigheden van de cel bewaken en de bronnen en functies van de cel indien nodig omleiden.
Een fundamenteel onderdeel van al het leven op aarde is de overdracht van genetisch materiaal aan toekomstige generaties.
Eukaryoten planten zich seksueel voort via een proces genaamd meiosis, die willekeurig de genen van twee ouders sorteert om het DNA van het nageslacht te vormen.
Seksuele reproductie maximaliseert de genetische variabiliteit van de nakomelingen van twee ouders, versterkt de genetische lijn en minimaliseert het risico dat een willekeurige mutatie het grootste deel van een populatie uitroeit.
Prokaryoten planten zich ongeslachtelijk voort, waardoor een nauwkeurige kopie van de oorspronkelijke cel ontstaat. Genetische variantie komt in de vorm van minder complexe processen van genoverdracht dan eukaryoten, zoals: transductie. Hierbij worden genen door middel van virale cellen van de ene bacteriecel naar de andere overgebracht.
De virussen pakken de plasmiden van de ene bacterie en brengen deze over naar een andere bacteriecel. Het DNA in het plasmide wordt geïntegreerd met het andere DNA van de ontvangende cel.
| Prokaryote cel | eukaryote cel | |
|---|---|---|
| Membraan gebonden organellen aanwezig | Nee | Ja, omvat zaken als mitochondriën, Golgi-lichaam, endoplasmatisch reticulum, chloroplast, enz.) |
| Domeinen | Bacteriën en Archaea | Eukarya |
| Koninkrijken | Eubacteriën en Archaebacteriën | Plantae, Schimmels, Animalia, Protista |
| Nucleus Aanwezig | Nee | Ja |
| Hoe DNA wordt opgeslagen | nucleoïde | chromosomen |
| Celreproductie/deling | binaire splijting | Mitose (deling van somatische cellen) en Meiose (aanmaak van cellen die worden gebruikt voor seksuele voortplanting) |
| Ribosomen aanwezig | Ja | Ja |
| Plasmacelmembraan aanwezig | Ja | Ja |
Overeenkomsten tussen prokaryoten en eukaryoten
Ondanks alle verschillen tussen prokaryote cellen en eukaryote cellen, hebben ze ook enkele kenmerken gemeen.
Beide cellen hebben een plasmamembraan, dat dient als een barrière tussen de binnenkant van de cel en de buitenkant.
Het plasmamembraan gebruikt bepaalde moleculen die erin zijn ingebed om vreemde lichamen de cel in te laten of om materie in de cel de cel te laten verlaten.
Eiwitten die in het membraan zijn ingebed, doen ook iets soortgelijks: ze werken als pompen die materie de cel in of uit duwen, in plaats van het door te laten.
Zowel prokaryoten als eukaryoten hebben ribosomen.
Ribosomen zijn kleine organellen die worden gebruikt om eiwitten te synthetiseren wanneer de cel ze nodig heeft. Ze kunnen vrij in de cel drijven of op het oppervlak van het ruwe endoplasmatisch reticulum zitten eukaryote cellen (waardoor het de aanduiding "ruw" krijgt in vergelijking met zijn gladde broer of zus die ontbreekt ribosomen).
Ze ontvangen berichten van Messenger RNA-moleculen, hen te vertellen welke eiwitten de cel nodig heeft.
Ze vertalen deze berichten in eiwitmoleculen door ze te assembleren aminozuren. Hoewel het proces van eiwitsynthese anders werkt bij prokaryoten en eukaryoten, is het nauw verwant en omvat het in beide gevallen ribosomen.
Gerelateerde celbiologische onderwerpen:
- Celwand: definitie, structuur en functie (met diagram)
- Celmembraan: definitie, functie, structuur en feiten
- Dierlijke versus plantencellen: overeenkomsten en verschillen (met grafiek)
- Nucleus: definitie, structuur en functie (met diagram)
- Golgi-apparaat: functie, structuur (met analogie en diagram)
-
Wat gebeurt er met het kernmembraan tijdens cytokinese?