Prokaryote cellen zijn eenvoudiger en missen de membraangebonden organellen en kern van de eukaryoot, die het DNA van de cel inkapselen. Hoe dingen werken

Je weet wanneer je iemand een zin hoort beginnen met, "Er zijn twee soorten mensen..." en je denkt bij jezelf "Oh jongen, hier komt het." Omdat het terugbrengen van de hele mensheid tot "twee soorten mensen" op zijn best een verfoeilijke activiteit lijkt.

Maar wat als ik je zou vertellen dat er maar twee soorten organismen zijn?

Volgens wetenschappers, de wereld is opgesplitst in twee soorten organismen - prokaryoten en eukaryoten - die twee verschillende soorten cellen hebben. Een organisme kan uit het ene of het andere type bestaan. Sommige organismen bestaan ​​uit slechts één miezerige cel, maar toch, die cel zal ofwel prokaryotisch of eukaryotisch zijn. Het is gewoon zoals de dingen zijn.

Naar organel of niet naar organel?

Het verschil tussen eukaryote en prokaryotische cellen heeft te maken met de kleine dingen in de cel, organellen genoemd. Prokaryote cellen zijn eenvoudiger en missen de membraangebonden organellen en kern van de eukaryoot, die het DNA van de cel inkapselen. Hoewel primitiever dan eukaryoten, prokaryotische bacteriën zijn de meest diverse en overvloedige groep organismen op aarde - wij mensen zijn letterlijk bedekt met prokaryoten, binnen en buiten. Anderzijds, alle mensen, dieren, planten, schimmels en protisten (organismen die uit een enkele cel bestaan) zijn eukaryoten. En hoewel sommige eukaryoten eencellig zijn - denk aan amoeben en paramecium - zijn er geen prokaryoten die meer dan één cel hebben.

Prokaryotisch efficiëntie-appartement versus eukaryotisch herenhuis

"Ik beschouw een prokaryoot als een eenkamer-efficiënt appartement en een eukaryoot als een herenhuis van $ 6 miljoen, " zegt Erin Shanle, een professor in de afdeling Biologische en Milieuwetenschappen aan de Longwood University, in een e-mailgesprek. "De grootte en scheiding van functionele 'kamers, ' of organellen, in eukaryoten is vergelijkbaar met de vele kamers en complexe organisatie van een herenhuis. Prokaryoten moeten soortgelijke klussen in een eenpersoonskamer klaren zonder de luxe van organellen."

Een reden waarom deze analogie nuttig is, is omdat alle cellen, zowel prokaryoten als eukaryoten, zijn omgeven door een selectief permeabel membraan waardoor alleen bepaalde moleculen in en uit kunnen komen - net zoals de ramen en deuren van ons huis. U kunt uw deuren en ramen op slot doen om zwerfkatten en inbrekers buiten te houden (het cellulaire equivalent van virussen of vreemde materialen), maar je ontgrendelt de deuren om boodschappen binnen te brengen en het afval buiten te zetten. Op deze manier, alle cellen behouden interne homeostase, of stabiliteit.

"Prokaryoten zijn veel eenvoudiger qua structuur, " zegt Shanle. "Ze hebben één enkele 'kamer' om alle noodzakelijke functies van het leven uit te voeren, namelijk het produceren van eiwitten uit de instructies die in het DNA zijn opgeslagen, dat is de complete set instructies voor het bouwen van een cel. Prokaryoten hebben geen aparte compartimenten voor energieproductie, eiwit verpakking, afvalverwerking of andere sleutelfuncties."

In tegenstelling tot, eukaryoten hebben membraangebonden organellen die worden gebruikt om al deze processen te scheiden, wat betekent dat de keuken gescheiden is van de hoofdbadkamer - er zijn tientallen ommuurde kamers, die allemaal een andere functie hebben in de cel.

Bijvoorbeeld, DNA wordt opgeslagen, gerepliceerd, en verwerkt in de kern van de eukaryote cel, die zelf is omgeven door een selectief permeabel membraan. Dit beschermt het DNA en stelt de cel in staat om de productie van eiwitten te verfijnen die nodig zijn om zijn werk te doen en de cel in leven te houden. Andere belangrijke organellen zijn de mitochondriën, die suikers verwerkt om energie op te wekken, het lysosoom, die afval en het endoplasmatisch reticulum verwerkt, die helpt bij het organiseren van eiwitten voor distributie rond de cel. Prokaryote cellen moeten veel van hetzelfde doen, maar ze hebben gewoon geen aparte kamers om het in te doen. In die zin zijn ze meer een twee-bits operatie.

"Veel eukaryote organismen bestaan ​​uit meerdere celtypen, elk met dezelfde set DNA-blauwdrukken, maar die verschillende functies vervullen, " zegt Shanle. "Door de grote DNA-blauwdrukken in de kern te scheiden, bepaalde delen van de blauwdruk kunnen worden gebruikt om verschillende celtypen te maken op basis van dezelfde set instructies."

De evolutie van eukaryoten

Je vraagt ​​je misschien af ​​hoe organismen op deze manier zijn verdeeld. We zullen, volgens de endosymbiotische theorie, het begon allemaal ongeveer 2 miljard jaar geleden, toen een grote prokaryoot erin slaagde een kern te creëren door zijn celmembraan op zichzelf te vouwen.

"Overuren, een kleinere prokaryotische cel werd opgeslokt door deze grotere cel, " zegt Shanle. "De kleinere prokaryoot kan aerobe ademhaling uitvoeren, of suikers verwerken tot energie met behulp van zuurstof, vergelijkbaar met de mitochondriën die we zien in eukaryoten die tegenwoordig leven. Deze kleinere cel werd behouden in de grotere gastheercel, waar het repliceerde en werd doorgegeven aan volgende generaties. Deze endosymbiotische relatie leidde er uiteindelijk toe dat de kleinere cel deel ging uitmaken van de grotere cel, uiteindelijk verliest hij zijn autonomie en veel van zijn oorspronkelijke DNA."

Echter, de mitochondriën van de huidige eukaryoten hebben hun eigen DNA-blauwdrukken die zich onafhankelijk van het DNA in de kern repliceren, en mitochondriaal DNA heeft enige gelijkenis met prokaryotisch DNA, die de endosymbiotische theorie ondersteunt. Een soortgelijk model zou hebben geleid tot de evolutie van chloroplasten in planten, maar het verhaal begint met een eukaryote cel die mitochondriën bevat die een fotosynthetische prokaryoot overspoelen.

Eukaryoten en prokaryoten - ze zijn anders! Maar ook al kan het moeilijk zijn om de overeenkomsten tussen mensen en bacteriën te zien, we zijn allemaal gemaakt van hetzelfde materiaal:DNA, eiwitten, suikers en lipiden.

Dat is nu interessant

Hoewel de endosymbiotische theorie slechts "een theorie is, " het is de beste verklaring voor de evolutie van eukaryoten. Hoewel het op een dag kan worden weerlegd, het wordt ondersteund door veel feiten.

Oorspronkelijk gepubliceerd:10 juni, 2020

Veelgestelde vragen over prokaryotische cellen

Wat is een prokaryote cel?

Een prokaryotische cel is een soort cel die geen kern of membraangebonden organellen heeft. De organismen die onder dit type vallen, zijn archaea en bacteriën, terwijl andere bekend staan ​​als eukaryoot.

Wat is de structuur van een prokaryote cel?

Een prokaryotische cel is een eencellig organisme dat een enkel chromosoom heeft. Het plasmamembraan fungeert als een beschermende laag rond de cel. Er is ook een stijve celwand die extra ondersteuning en bescherming biedt.

Wat is het verschil tussen een prokaryote en eukaryote cel?

Het belangrijkste verschil tussen prokaryotische en eukaryote cellen is dat de laatste een membraangebonden kern heeft, terwijl de eerste dat niet heeft. In deze kern wordt alle genetische informatie van de eukaryoten opgeslagen.

Wat is een voorbeeld van een prokaryotische cel?

Bacteriën zoals E. coli zijn een goed voorbeeld van een prokaryotische cel omdat deze geen membraangebonden kern heeft.

Wat is de belangrijkste functie van een prokaryote cel?

Prokaryote cellen zijn klein van formaat, waardoor organische moleculen die ze binnendringen zich snel naar andere delen van de cel kunnen verspreiden, terwijl eventuele afvalstoffen snel uit de cel worden afgevoerd.