ความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอต

เซลล์ที่มีชีวิตแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ โปรคาริโอตและยูคาริโอต เมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อน มีเพียงโปรคาริโอตเท่านั้นที่อาศัยอยู่ในโลกของเรา ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างโปรคาริโอตและยูคาริโอตก็คือ ยูคาริโอตมีนิวเคลียสและโปรคาริโอตไม่มี ในทางชีววิทยา "pro" หมายถึง "ก่อน" และ "eu" หมายถึง "จริง" ในขณะที่ "karyote" หมายถึงนิวเคลียส หลักฐานทางชีววิทยาชี้ให้เห็นถึงวิวัฒนาการของยูคาริโอตที่ใหญ่กว่าและซับซ้อนกว่าจากโปรคาริโอตที่เล็กกว่าและง่ายกว่า

โปรคาริโอตส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรีย ในขณะที่มนุษย์ สัตว์ พืช และเชื้อราเป็นยูคาริโอต เซลล์โปรคาริโอตมีเมมเบรนเพียงตัวเดียวคือพลาสมาเมมเบรนซึ่งล้อมรอบเนื้อหาในเซลล์ เซลล์ยูคาริโอตยังมีพลาสมาเมมเบรน แต่นอกจากนี้ยังเต็มไปด้วยช่องที่ปิดด้วยเมมเบรนจำนวนมาก เยื่อหุ้มของทั้งเซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอตประกอบด้วยไขมันไบเลเยอร์ ที่มาของโครงสร้างเมมเบรนภายในเซลล์ยูคาริโอตสามารถอธิบายได้ด้วยเซลล์โปรคาริโอตขนาดใหญ่ช่วงแรกๆ ซึ่งโอบล้อมเซลล์โปรคาริโอตที่มีขนาดเล็กลง ตามทฤษฎีเอนโดซิมไบโอซิส

ทั้งเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตมี DNA ซึ่งควบคุมการทำงานของเซลล์ รหัสพันธุกรรมที่เหมือนกันถูกใช้ในเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอต แม้ว่าจะพบ DNA ชนิดเดียวกันในเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอต แต่ DNA นั้นเปลือยเปล่าและก่อตัวเป็น วงหรือวงกลมในโปรคาริโอตในขณะที่ประกอบด้วยเส้นตรงและปกคลุมด้วยโปรตีนใน ยูคาริโอต

ทั้งเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตมีไรโบโซม ไรโบโซมประกอบด้วยโปรตีนและ RNA และเป็นแหล่งสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ทั้งสองประเภท ส่วนประกอบสำคัญในการสร้างโปรตีนคือกรดอะมิโน เซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอตใช้กรดอะมิโน 20 ชนิดเดียวกันเพื่อสร้างโปรตีนซึ่งแสดงถึงความเกี่ยวข้องกัน

ยูคาริโอตมีไมโตคอนเดรียหรือคลอโรพลาสต์ ไมโทคอนเดรียภายในเซลล์สัตว์และคลอโรพลาสต์ภายในเซลล์พืชมีลักษณะเหมือนโปรคาริโอต ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มีขนาดและคุณสมบัติของโปรคาริโอตใกล้เคียงกัน รอยพับลึกของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียชั้นใน เรียกว่า คริสเต คล้ายกับรอยพับในเซลล์โปรคาริโอต เรียกว่ามีโซโซม ทั้ง cristae และ mesosomes ทำหน้าที่ในการหายใจระดับเซลล์แบบแอโรบิก การหายใจระดับเซลล์สร้างพลังงานให้กับเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต เนื่องจากการหายใจแบบใช้ออกซิเจน (โดยใช้ออกซิเจน) ให้พลังงานมากกว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ไม่มีออกซิเจน) ทฤษฎีเอนโดซิมไบโอซิส ไมโทคอนเดรียนั้นได้มาเมื่อเซลล์โปรคาริโอตไร้อากาศกลืนโปรคาริโอตแอโรบิกและเก็บเกี่ยวประโยชน์ของแอโรบิก การหายใจ คลอโรพลาสต์ เช่น ไมโทคอนเดรีย ผลิตพลังงานให้กับเซลล์พืช ทั้งไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสต์มี DNA ทรงกลมของตัวเองและสามารถทำงานอย่างอิสระจากเซลล์เจ้าบ้านยูคาริโอต