Eukarioti so organizmi, katerih celice imajo po jedro in organele s svojimi membranami. Prokarionti so enostavnejši enocelični organizmi brez jedra in le enega notranjega prostora. Ta razlika predstavlja strukturno prednost, ki omogoča evkariontskim celicam, da se organizirajo v večcelične organizme. Notranje organele, vključno z jedrom, izolirajo različne celične procese in jih olajšajo nadzor.
Brez jedra se prokariontske celice množijo skozi binarni proces cepljenja, ki ga je težko nadzorovati. To pomeni, da se lahko hitro razmnožujejo, ko so na voljo viri in prostor, vendar tako hitra, nenadzorovana rast ni zaželena, ko je celica del večjega organizma. Namesto tega mora vsaka celica svojo rast in delitev uskladiti z vsemi drugimi celicami organizma. Eukariontske celice imajo strukturno zapletenost, medtem ko prokariontske celice nimajo te sposobnosti.
Značilnosti in značilnosti prokariontskih celic pod mikroskopom
Prokariontski domeni sta bakterije in arheje; vsaka od teh domen je razdeljena na kraljestva in manjše taksonomske kategorije. Kot enocelične organizme brez jedra ali organelov so značilne naslednje pomembne značilnosti:
- Posamezne celice imajo celično steno.
- Posamezne celice imajo celično membrano.
- Celice vsebujejo verigo DNA.
- Celice vsebujejo ribosome.
- Celice imajo bič.
Posamezne celice bakterij in arhej so izpostavljene okolju in zato potrebujejo a celične stene da jih zaščitite. Pod mikroskopom je celična stena debela, dobro vidna struktura, ki obdaja celico. Na notranji strani celične stene je celična membrana, ki nadzoruje, katere snovi lahko prehajajo v celico in iz nje.
V celični membrani je tesno navita enojna veriga DNA. Pramen je krožen in ko se celica začne deliti, se pramen razvije in dobi krožno obliko pred kopiranjem. Ko se pramen podvoji, se dve kopiji premakneta na nasprotne konce celice in celica se razdeli na dve.
V celični plazmi prosto plavajo ribosomi, ki proizvajajo beljakovine, ki jih celica potrebuje. Na enem koncu celice je bičasta struktura, imenovana a flagellum je pritrjen, da celici omogoči gibljivost. Prokariontske celice uporabljajo svojo preprosto strukturo kot evolucijsko prednost. Njihova DNA ni zaščitena in se mutira prosto, njihova hitra reprodukcija pa omogoča hitro prilagajanje novim situacijam in spremembam v okolici.
Struktura evkariontskih celic
Če primerjamo strukture prokariontskih in evkariontskih celic pod mikroskopom, so celice videti povsem drugače. Tako kot prokariontske celice imajo tudi evkariontske celice membrano in ribosome, vendar so vidne naslednje razlike:
- Celice nimajo celične stene.
- Celice imajo jedro.
- DNA je v več verigah znotraj jedra.
- Obstajajo mitohondriji in lizosomi, vsak s svojo zunanjo membrano.
- Dodatne organele, vezane na membrano, so Golgijeva telesa in endoplazemski retikulum.
- Celice imajo dva centriola.
Jasno je, da imajo celice, ki tvorijo evkarionte, drugačno zgradbo kot prokariontske celice. Čeprav so zapleteni in se reproducirajo na bolj zapleten način, ni očitno zakaj ravno to daje evkariontom strukturno prednost.
Kako delujejo evkariontske celice
Eukariontske celice imajo svoje neodvisne funkcije, vendar pogosto delujejo kot del večjega organizma. V rastline in živali uvažajo snovi iz drugih celic in izvažajo odpadne snovi ter koristne beljakovine, hormone in encime. Ko se ukvarjajo z dejavnostjo, tisto, kar počnejo, izvozijo v druge celice. Nimajo celične stene, ker je ne potrebujejo za zaščito in bi ji ovirala medcelične izmenjave.
Namesto da bi izvajali sintezo celičnih snovi in pretvarjali energijo v splošnem prostoru znotraj celične membrane imajo specializirane regije znotraj določenih organelov, kjer te dejavnosti potekajo kraj. Pretvorba glukoze v molekulo za shranjevanje energije ATP se izvede v mitohondrije. V Ljubljani poteka razgradnja celičnih ostankov in odpadkov lizosomi. Golgijeva telesa in Endoplazemski retikulum sintetizirajo beljakovine, ogljikove hidrate in lipide. Z membrano vezane organele evkariontskih celic so specializirane za proizvodnjo določenih celičnih snovi.
Razmnoževanje evkariontskih celic
Celice evkariontov se razmnožujejo na dva načina: spolno in nespolno razmnoževanje. Nespolno razmnoževanje poteka, ko je potrebnih več enakih celic, na primer v kožnih celicah živali. Spolno razmnoževanje se uporablja, kadar nastane nov kompleksen organizem, kot je rastlina ali žival. Pri nespolnem razmnoževanju se število celic poveča, pri spolnem razmnoževanju pa se število organizmov pomnoži.
Obe vrsti razmnoževanja sta zapleteni večstopenjski operaciji. Za nespolno razmnoževanje se celično jedro v postopku, imenovanem, razdeli na dva enaka dela mitoza. Vsako jedro ima popolne kopije celične DNA in ko se celica razcepi, vsak del prejme delež organelov.
Za spolno razmnoževanje se celice proizvajajo z različnimi spolnimi značilnostmi v postopku, imenovanem mejoza. Na primer, pri živalih sta dve vrsti celic semenčic in jajčnih celic. Dve celici z različnimi spolnimi značilnostmi in običajno iz različnih organizmov iste vrste se ponovno združita in tvorita nov organizem. Pri živalih spermija oplodi jajčno celico in kombinacija preraste v novo žival.
Strukturna prednost Eukaryote
Razlike med celicami evkariontov in prokariontov dajejo evkarionom prednosti na več področjih. Kakšne prednosti imajo te razlike, ko naštejemo lastnosti, ki jih najdemo pri evkariontih, ne pa tudi pri prokariontih? Glavne strukturne razlike so v jedru, organelih in zunanji steni celice. Te razlike povzročajo posebne prednosti in zmogljivosti za evkarionte, ki jih prokarionti nimajo. Posledično ostajajo prokarionti preprosti enocelični organizmi. Čeprav obstajajo tudi enocelični evkarionti, so nekateri evkarionti te prednosti izkoristili za razvoj v višje rastline in živali.
Prisotnost a jedro v evkariontskih celicah daje evkarionom dve prednosti. Jedro predstavlja dodatno zaščitno ograjo DNK. Posledično je evkariontska DNA manj dovzetna za mutacije. Jedro tudi olajša nadzor razmnoževanja. Zapleteni reproduktivni procesi, ki temeljijo na jedrih, imajo veliko točk, ki lahko služijo kot postanki za usklajevanje rasti in množenja celic z drugimi celicami organizma.
Vključevanje organele v evkariontske celice koncentrira funkcije v lastne notranje prostore. To pomeni, da so procesi, kot sta proizvodnja energije in odstranjevanje odpadkov, v evkariontskih celicah veliko bolj učinkoviti kot pri prokariontih. Ko mitohondriji proizvajajo energijo celice, imajo lahko celice več ali manj mitohondrijev, odvisno od njihove vloge v organizmu. Brez organelov mora celotna prokariontska celica narediti vse, stopnja učinkovitosti pa je nižja.
Odsotnost celične stene v kompleksnih evkariontih je prednost, ki omogoča evkariontskim celicam, da se organizirajo v strukture, kot so organi, kosti, stebla rastlin in sadje. Te celice delujejo skupaj in se razlikujejo glede na okoliške celice. Celična stena bi preprečila tako tesne interakcije. Medtem ko se prokariontske celice včasih strdijo v preproste strukture, se ne razlikujejo tako, kot to počnejo evkariontske celice v kompleksnih organizmih.
The glavna strukturna prednost evkariontov nad prokarionti je sposobnost tvorjenja naprednih, večceličnih organizmov. Medtem ko evkarionti lahko preživijo kot enocelični in večcelični organizmi, prokarionti nimajo sposobnosti tvorjenja zapletenih struktur ali organizmov.