Je weet wel wanneer je iemand een zin hoort beginnen met:"Er zijn twee soorten mensen..." en je denkt bij jezelf:"Oh jongen, daar komt het."

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

Volgens wetenschappers is de wereld verdeeld in twee soorten organismen:prokaryotisch versus eukaryotisch – 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 zal die cel óf prokaryotisch óf eukaryotisch zijn. Het is gewoon zoals de dingen zijn.

1. Organellen in complexe eukaryotische cellen
2. Prokaryotische efficiëntie appartement versus eukaryotisch landhuis
3. De evolutie van eukaryoten

Organellen in complexe eukaryotische cellen

Het verschil tussen eukaryotische en prokaryotische cellen heeft te maken met de kleine dingen in de cel, de zogenaamde organellen.

Prokaryotische cellen zijn eenvoudiger en missen de membraangebonden organellen en kern van de eukaryoot, die het DNA van de cel inkapselen. Hoewel ze primitiever zijn dan eukaryoten, vormen prokaryotische bacteriën de meest diverse en overvloedige groep organismen op aarde. Wij mensen zijn letterlijk bedekt met prokaryoten, van binnen en van buiten.

Aan de andere kant bestaan ​​alle mensen, dieren, planten, schimmels en protisten uit eukaryotische cellen. En hoewel sommige eukaryoten eencellig zijn – denk aan amoeben en paramecium – zijn er geen prokaryoten die meer dan één cel hebben.

Prokaryote efficiëntie appartement versus eukaryoot herenhuis

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

Eén reden waarom deze analogie nuttig is, is omdat alle cellen, zowel prokaryoten als eukaryoten, omgeven zijn door een selectief permeabel membraan waardoor alleen bepaalde moleculen naar binnen en naar buiten kunnen – net zoals de ramen en deuren van ons huis.

Je kunt je deuren en ramen op slot doen om zwerfkatten en inbrekers buiten te houden (het mobiele 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 behouden alle cellen de interne homeostase, oftewel stabiliteit.

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

Eukaryotische cellen hebben daarentegen 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 in de cel hebben.

DNA wordt bijvoorbeeld opgeslagen, gerepliceerd en verwerkt in de kern van de eukaryotische cel, die zelf omgeven is door een selectief permeabel membraan. Dit beschermt het DNA en zorgt ervoor dat de cel de productie van eiwitten kan verfijnen die nodig zijn om zijn werk te doen en de cel in leven te houden.

Andere belangrijke organellen zijn onder meer:

• Mitochondriën :Verwerkt suikers om energie op te wekken
• Lysosoom :Verwerkt afval
• Endoplasmatisch reticulum :Helpt bij het organiseren van eiwitten voor distributie door de cel.

Prokaryotische cellen moeten veel van dit soort dingen doen, maar ze hebben gewoon geen aparte kamers om dat te doen. In die zin is het meer een twee-bits-operatie.

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

De evolutie van eukaryoten

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

"In de loop van de tijd werd een kleinere prokaryote cel overspoeld door deze grotere cel", zegt Shanle. “De kleinere prokaryoot zou aerobe ademhaling kunnen uitvoeren, of suikers kunnen omzetten in energie met behulp van zuurstof, vergelijkbaar met de mitochondriën die we zien in eukaryoten die vandaag de dag leven. Deze kleinere cel werd in de grotere gastheercel gehouden, waar hij zich vermenigvuldigde en werd doorgegeven aan volgende cellen. Deze endosymbiotische relatie leidde er uiteindelijk toe dat de kleinere cel een onderdeel werd van de grotere cel, waardoor uiteindelijk zijn autonomie en veel van zijn oorspronkelijke DNA verloren ging."

De mitochondriën van de hedendaagse eukaryoten hebben echter hun eigen DNA-blauwdrukken die zich onafhankelijk van het DNA in de kern repliceren, en mitochondriaal DNA vertoont enige gelijkenis met prokaryoot DNA, wat de endosymbiotische theorie ondersteunt.

Er wordt aangenomen dat een soortgelijk model heeft geleid tot de evolutie van chloroplasten in planten, maar het verhaal begint met een eukaryote cel met daarin een mitochondriën die een fotosynthetische prokaryoot omringen.

Eukaryoten en prokaryoten:ze zijn verschillend! 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.

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

Veelgestelde vragen over prokaryote cellen

Wat is een prokaryotische cel?

Wat is de structuur van een prokaryotische cel?

Wat is het verschil tussen een prokaryote en eukaryote cel?

Wat is een voorbeeld van een prokaryotische cel?

Wat is de belangrijkste functie van een prokaryotische cel?