Еукаріоти - це організми, клітини яких мають ядро та органели зі своїми мембранами. Прокаріоти - простіші одноклітинні організми без ядра і лише одного внутрішнього простору. Ця різниця являє собою структурну перевагу, що дозволяє еукаріотичним клітинам організуватися в багатоклітинні організми. Внутрішні органели, включаючи ядро, ізолюють різні клітинні відростки та полегшують їх контроль.
Не маючи ядра, прокаріотичні клітини розмножуються завдяки важко керованому двійковому процесу поділу. Це означає, що вони можуть швидко розмножуватися, коли є ресурси та простір, але такий швидкий, неконтрольований ріст не потрібен, коли клітина є частиною більшого організму. Натомість кожна клітина повинна координувати свій ріст і поділ з усіма іншими клітинами організму. Еукаріотичні клітини мають структурну складність для цього, тоді як прокаріотичні клітини не мають такої здатності.
Особливості та характеристики прокаріотичних клітин під мікроскопом
Прокаріотичні домени - це бактерії та археї; кожен із цих доменів розділений на царства та менші таксономічні категорії. Як одноклітинні організми, що не мають ядра та органел, вони характеризуються такими визначними рисами:
- Поодинокі клітини мають клітинну стінку.
- Поодинокі клітини мають клітинну мембрану.
- Клітини містять ланцюг ДНК.
- Клітини містять рибосоми.
- Клітини мають джгутик.
Поодинокі клітини бактерій та архей піддаються впливу навколишнього середовища і тому потребують Клітинна стінка щоб їх захистити. Під мікроскопом клітинна стінка являє собою товсту, добре помітну структуру, що оточує клітину. На внутрішній стороні клітинної стінки знаходиться клітинна мембрана, яка контролює, які речовини можуть проникати в клітину і виходити з неї.
Усередині клітинної мембрани знаходиться щільно згорнута одна ланцюг ДНК. Пасмо кругле, і коли клітина починає ділитися, пасмо розкручується і приймає свою кругову форму перед копіюванням. Після того, як нитка була продубльована, дві копії рухаються до протилежних кінців клітини, і клітина розпадається на дві.
У цитоплазмі клітини вільно плавають рибосоми, які виробляють білки, необхідні клітині. На одному кінці клітини є схожа на батоги структура, що називається a джгутик прикріплюється, щоб надати клітині рухливість. Клітини прокаріотів використовують свою просту будову як еволюційну перевагу. Їх ДНК незахищена і вільно мутує, тоді як їх швидка швидкість розмноження дозволяє швидко адаптуватися до нових ситуацій та змін в оточенні.
Будова клітин еукаріотів
Якщо порівняти структури прокаріотичних та еукаріотичних клітин під мікроскопом, клітини виглядають зовсім по-різному. Як і прокаріотичні клітини, еукаріотичні клітини мають мембрану та рибосоми, але видно такі відмінності:
- Клітини не мають клітинної стінки.
- Клітини мають ядро.
- ДНК знаходиться в декількох ланцюгах всередині ядра.
- Існують мітохондрії та лізосоми, кожна з яких має свою зовнішню мембрану.
- Додатковими органелами, пов’язаними з мембраною, є тіла Гольджі та ендоплазматичний ретикулум.
- Клітини мають дві центріолі.
Зрозуміло, що клітини, що утворюють еукаріоти, мають іншу структуру, ніж прокаріотичні клітини. Хоча вони складні і відтворюються більш складним чином, це не очевидно чому саме це дає еукаріотів структурну перевагу.
Як функціонують еукаріотичні клітини
Еукаріотичні клітини мають свої незалежні функції, але вони часто функціонують як частина більшого організму. У рослинах і тваринах вони імпортують речовини з інших клітин і експортують відходи та корисні білки, гормони та ферменти. Коли вони беруть участь у діяльності, те, що вони експортують сигнали в інші клітини, що вони роблять. У них немає клітинної стінки, оскільки вона не потрібна для захисту, і вона завадила б міжклітинний обмін.
Замість того, щоб виконувати синтез клітинних речовин і перетворення енергії в загальному просторі всередині клітинної мембрани вони мають спеціалізовані ділянки всередині конкретних органел, де відбувається ця діяльність місце. Перетворення глюкози в молекулу накопичувача енергії АТФ здійснюється в мітохондрії. Розбиття клітинного сміття та відходів відбувається в лізосом. Тіла Гольджі та ендоплазматичний ретикулум синтезувати білки, вуглеводи та ліпіди. Мембранно зв’язані органели еукаріотичних клітин спеціалізуються на виробництві специфічних клітинних речовин.
Розмноження еукаріотичних клітин
Клітини еукаріотів мають два способи розмноження: статеве та безстатеве розмноження. Безстатеве розмноження відбувається тоді, коли потрібно більше клітин того ж виду, наприклад, у клітинах шкіри тварин. Статеве розмноження використовується, коли створюється новий складний організм, такий як рослина чи тварина. При нестатевому розмноженні кількість клітин збільшується, тоді як при статевому розмноженні кількість організмів збільшується.
Обидва види відтворення - це складні багатоступеневі операції. Для нестатевого розмноження ядро клітини розпадається на дві однакові частини в процесі, який називається мітоз. Кожне ядро має повні копії клітинної ДНК, і коли клітина розпадається, кожна частина отримує частку органел.
Для статевого розмноження клітини виробляються з різними статевими ознаками в процесі, який називається мейоз. Наприклад, у тварин два типи клітин - це сперматозоїди та яйцеклітини. Дві клітини з різними статевими ознаками, як правило, від різних організмів одного виду, знову об’єднуються, утворюючи новий організм. У тварин сперматозоїд запліднює яйцеклітину, і ця комбінація переростає в нову тварину.
Структурні переваги Еукаріот
Відмінності між клітинами еукаріотів і прокаріотів дають перевагу еукаріотів у кількох областях. Коли ми перераховуємо особливості, які є у еукаріотів, але не прокаріотів, які переваги забезпечують ці відмінності? Основні структурні відмінності полягають в ядрі, органелах та зовнішній стінці клітини. Ці відмінності породжують певні переваги та можливості для еукаріот, яких немає у прокаріотів. В результаті прокаріоти залишаються простими одноклітинними організмами. Хоча одноклітинні еукаріоти також існують, деякі еукаріоти скористалися цими перевагами для еволюції у вищі рослини та тварин.
Наявність a ядро в еукаріотичних клітинах дає еукаріоти дві переваги. Ядро являє собою додатковий захисний корпус ДНК. Як результат, ДНК еукаріотів менш сприйнятлива до мутацій. Ядро також полегшує управління розмноженням. Складні репродуктивні процеси, засновані на ядрі, мають безліч точок, які можуть служити зупинкою для координації росту та розмноження клітин з іншими клітинами організму.
Інтеграція органели в еукаріотичні клітини концентрує функції у власних внутрішніх просторах. Це означає, що такі процеси, як виробництво енергії та ліквідація відходів, набагато ефективніші в клітинах еукаріотів, ніж у прокаріотів. Коли мітохондрії виробляють енергію клітини, клітини можуть мати більше або менше мітохондрій, залежно від ролі, яку вони відіграють в організмі. Без органел вся прокаріотична клітина повинна робити все, і рівень ефективності нижчий.
Відсутність клітинної стінки у складних еукаріотів є перевагою, яка дозволяє еукаріотичним клітинам організуватися в такі структури, як органи, кістки, стебла рослин і плоди. Ці клітини працюють разом і диференціюються залежно від оточуючих їх клітин. Клітинна стінка запобігає такій тісній взаємодії. Хоча клітини прокаріотів іноді об’єднуються в прості структури, вони не диференціюють, як це роблять клітини еукаріотів у складних організмах.
основна структурна перевага еукаріотів над прокаріоти - це здатність утворювати розвинені багатоклітинні організми. Хоча еукаріоти можуть виживати як одноклітинні, так і багатоклітинні організми, прокаріоти не мають здатності утворювати складні структури або організми.