Eukaryoter er organismer hvis celler hver har en kjerne og organeller med sine egne membraner. Prokaryoter er enklere, encellede organismer uten en kjerne og bare ett indre rom. Denne forskjellen representerer en strukturell fordel som gjør at eukaryote celler kan organisere seg i flercellede organismer. De indre organellene, inkludert kjernen, isolerer de forskjellige celleprosessene og gjør dem lettere å kontrollere.
Uten en kjerne multipliserer prokaryote celler gjennom en vanskelig å kontrollere binær fisjonsprosess. Dette betyr at de kan reprodusere raskt når ressurser og plass er tilgjengelig, men slik rask, ukontrollert vekst er ikke ønsket når en celle utgjør en del av en større organisme. I stedet må hver celle koordinere sin vekst og deling med alle de andre cellene i organismen. Eukaryote celler har den strukturelle kompleksiteten til å gjøre dette mens prokaryote celler ikke har den muligheten.
Funksjoner og egenskaper ved prokaryote celler under mikroskop
De prokaryote domenene er bakterier og archaea; hvert av disse domenene er delt inn i riker og mindre taksonomiske kategorier. Som encellede organismer uten kjerne eller organeller kjennetegnes de av følgende fremtredende trekk:
- Enkeltceller har en cellevegg.
- Enkeltcellene har en cellemembran.
- Celler inneholder en DNA-streng.
- Celler inneholder ribosomer.
- Cellene har et flagellum.
Enkeltcellene av bakterier og archaea er utsatt for miljøet og trenger derfor en celleveggen for å beskytte dem. Under et mikroskop er celleveggen en tykk, godt synlig struktur som omgir cellen. På innsiden av celleveggen er det en cellemembran som styrer hvilke stoffer som kan krysse inn og ut av cellen.
Inne i cellemembranen er en tett opprullet enkelt DNA-streng. Strengen er sirkulær, og når cellen begynner å dele seg, vikles tråden opp og antar sin sirkulære form før den kopieres. Når strengen er duplisert, beveger de to kopiene seg til motsatte ender av cellen, og cellen deler seg i to.
Flytende fritt i cellecytoplasmaet er ribosomer som produserer proteiner som kreves av cellen. I den ene enden av cellen ble en piskelignende struktur kalt a flagellum er festet for å gi cellen mobilitet. De prokaryote cellene bruker sin enkle struktur som en evolusjonær fordel. Deres DNA er ubeskyttet og muterer fritt mens deres raske reproduksjonshastighet muliggjør rask tilpasning til nye situasjoner og endringer i omgivelsene.
Strukturen til eukaryote celler
Hvis du sammenligner strukturene til prokaryote og eukaryote celler under et mikroskop, ser cellene ganske annerledes ut. Som prokaryote celler har eukaryote celler en membran og ribosomer, men følgende forskjeller er synlige:
- Celler har ingen cellevegg.
- Celler har en kjerne.
- DNA er i flere tråder inne i kjernen.
- Det er mitokondrier og lysosomer, hver med sin egen ytre membran.
- Ytterligere membranbundne organeller er Golgi-legemer og det endoplasmatiske retikulum.
- Cellene har to sentrioler.
Det er klart at cellene som utgjør eukaryoter har en annen struktur enn prokaryote celler. Mens de er komplekse og reproduserer på en mer komplisert måte, er det ikke åpenbart Hvorfor akkurat det gir eukaryoter en strukturell fordel.
Hvordan eukaryote celler fungerer
De eukaryote cellene har sine egne uavhengige funksjoner, men de fungerer ofte som en del av en større organisme. I planter og dyr importerer de stoffer fra andre celler og eksporterer avfallsprodukter og nyttige proteiner, hormoner og enzymer. Når de deltar i en aktivitet, signaliserer det de eksporterer til andre celler hva de gjør. De har ikke en cellevegg fordi de ikke trenger en for beskyttelse, og det vil komme i veien for intercellular utveksling.
I stedet for å utføre syntese av cellestoffer og omdanne energi i det generelle rommet inne i cellemembranen har de spesialiserte regioner i spesifikke organeller der disse aktivitetene tar plass. Konvertering av glukose til energilagringsmolekylet ATP utføres i mitokondrier. Nedbrytning av celleavfall og avfall foregår i lysosomer. Golgi-kropper og endoplasmatisk retikulum syntetisere proteiner, karbohydrater og lipider. De membranbundne organellene til eukaryote celler er spesialisert i produksjon av spesifikke cellestoffer.
Reproduksjon av eukaryote celler
Cellene til eukaryoter har to måter å formere seg på: seksuell og aseksuell reproduksjon. Asexual reproduksjon finner sted når mer av samme type celle er nødvendig, for eksempel i hudcellene til dyr. Seksuell reproduksjon brukes når en ny kompleks organisme som en plante eller et dyr opprettes. I aseksuell reproduksjon øker antall celler mens i seksuell reproduksjon multipliserer antallet organismer.
Begge typer reproduksjon er kompliserte flertrinnsoperasjoner. For aseksuell reproduksjon deler cellekjernen seg i to identiske deler i en prosess som kalles mitose. Hver kjerne har komplette kopier av celle-DNA, og når cellen deler seg, mottar hver del en andel av organellene.
For seksuell reproduksjon produseres celler med forskjellige seksuelle egenskaper i en prosess som kalles meiose. For eksempel hos dyr er de to celletyper sædcellene og eggcellene. To celler med forskjellige seksuelle egenskaper og vanligvis fra forskjellige organismer av samme art forenes igjen for å danne en ny organisme. Hos dyr befrukter sædcellen en eggcelle, og kombinasjonen vokser til et nytt dyr.
Eukaryote strukturelle fordel
Forskjellene mellom cellene til eukaryoter og prokaryoter gir eukaryoter fordeler på flere områder. Når vi lister opp funksjonene som finnes i eukaryoter, men ikke prokaryoter, hva er fordelene med disse forskjellene? De viktigste strukturelle forskjellene ligger i kjernen, organellene og celleveggen. Disse forskjellene gir opphav til spesifikke fordeler og evner for eukaryoter som prokaryoter ikke har. Som et resultat forblir prokaryoter enkle encellede organismer. Mens det også finnes encellede eukaryoter, har noen eukaryoter benyttet seg av disse fordelene for å utvikle seg til høyere planter og dyr.
Tilstedeværelsen av en cellekjernen i eukaryote celler gir eukaryoter to fordeler. Kjernen representerer en ekstra beskyttende innhegning av DNA. Som et resultat er eukaryotisk DNA mindre utsatt for mutasjoner. Kjernen gjør også reproduksjon lettere å kontrollere. De kompliserte kjernebaserte reproduksjonsprosessene har mange punkter som kan fungere som et stopp for å koordinere vekst og cellemultiplikasjon med de andre cellene i organismen.
Integrasjonen av organeller inn i de eukaryote cellene konsentrerer funksjoner i sine egne indre rom. Dette betyr at prosesser som energiproduksjon og avfall eliminering er mye mer effektive i eukaryote celler enn i prokaryoter. Når mitokondrier produserer cellens energi, kan celler ha mer eller færre mitokondrier, avhengig av hvilken rolle de spiller i organismen. Uten organeller må hele den prokaryote cellen gjøre alt, og effektivitetsnivået er lavere.
Fraværet av en cellevegg i komplekse eukaryoter er fordelen som gjør at de eukaryote cellene kan organisere seg i strukturer som organer, bein, plantestengler og frukt. Disse cellene jobber sammen og skiller seg ut avhengig av de omkringliggende cellene. En cellevegg ville forhindre slike tette interaksjoner. Mens prokaryote celler noen ganger klumper seg sammen i enkle strukturer, skiller de ikke måten eukaryote celler i komplekse organismer gjør.
De stor strukturell fordel av eukaryoter fremfor prokaryoter er evnen til å danne avanserte, flercellede organismer. Mens eukaryoter kan overleve som både encellede og flercellede organismer, har ikke prokaryoter evnen til å danne komplekse strukturer eller organismer.