Διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων

Κύρια διαφορά – Προκαρυωτικά έναντι Ευκαρυωτικών Κυττάρων

Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να χωριστούν σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες. Τα βακτήρια και τα αρχαία ανήκουν σε προκαρυώτες. Οι ευκαρυώτες είναι οι οργανισμοί στο βασίλειο protista, μύκητες, plantae και animalia. Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν πυρήνα, πυρηνικές μεμβράνες και πυρήνες. Αλλά τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από έναν πραγματικό πυρήνα που περικλείεται από δύο μεμβράνες. Έτσι, η βασική διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων είναι ότι τα προκαρυωτικά κύτταρα στερούνται οργανιδίων που συνδέονται με τη μεμβράνη συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα, ενώ τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη συμπεριλαμβανομένου ενός πυρήνα.

Αυτό το άρθρο εξετάζει,

1. Τι είναι τα Προκαρυωτικά Κύτταρα
      – Δομή και χαρακτηριστικά
2. Τι είναι τα Ευκαρυωτικά Κύτταρα
      – Δομή και χαρακτηριστικά
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Προκαρυωτικών και Ευκαρυωτικών Κυττάρων

Τι είναι τα προκαρυωτικά κύτταρα

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί που δεν έχουν οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη, όπως ο πυρήνας και τα μιτοχόνδρια, αναφέρονται ως προκαρυωτικά κύτταρα. Αυτοί οι οργανισμοί χωρίζονται σε δύο ομάδες ανάλογα με τα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος:Βακτήρια και Αρχαία. Στα προκαρυωτικά, η κυτταρική μεμβράνη περικλείει υδατοδιαλυτές πρωτεΐνες, DNA και μεταβολίτες στο κυτταρόπλασμα. Δεν διαθέτουν ξεχωριστά διαμερίσματα, αλλά τα μικροδιαμερίσματα λειτουργούν ως πρωτόγονα οργανίδια που δημιουργούνται από πρωτεϊνικά κελύφη.

Τα περισσότερα προκαρυωτικά έχουν μέγεθος 0,2 έως 2 μm. Τέσσερις τύποι σχημάτων μπορούν να αναγνωριστούν στα βακτήρια:σφαιρικού σχήματος (κόκκοι), σχήματος ράβδου (βάκιλλοι), σπειροειδούς σχήματος (σπειροχαίτης) και σχήματος κόμματος (vibrio). Τα κυανοβακτήρια σχηματίζουν επίσης μεγάλες αποικίες και μυξοβακτήρια που περιέχουν πολυκύτταρα στάδια στον κύκλο ζωής. Τα βακτήρια αποτελούνται από έναν πρωτόγονο κυτταροσκελετό και ένα κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από πεπτιδογλυκάνη: ένα πολυμερές συνδεδεμένων υδατανθράκων και μικρών πρωτεϊνών. Το κυτταρικό τοίχωμα παρέχει προστασία στο κύτταρο, διατηρεί το σχήμα και αποτρέπει την αφυδάτωση. Ορισμένα βακτήρια διαθέτουν ένα εξωτερικό στρώμα που ονομάζεται κάψουλα που είναι κολλώδες, βοηθώντας το κύτταρο να προσκολληθεί στις επιφάνειες. Μαστίγιες , μια δομή που μοιάζει με σκούπισμα βοηθά στην κίνηση λειτουργώντας ως κινητήρας ρότορα. Από την άλλη πλευρά, οι κροσσοί, μια πολυάριθμη δομή που μοιάζει με τρίχες βοηθά επίσης στην προσκόλληση.

Μερικά βακτήρια αποτελούνται από έναν γλυκοκάλυκα που καλύπτει το περιβάλλον της κυτταρικής μεμβράνης. Βακτηριακό κυτταρόπλασμα είναι μια ουσία που μοιάζει με γέλη η οποία διαλύει μια ποικιλία οργανικών μορίων μαζί με κυτταρικά συστατικά. Μικρά ριβοσώματα 70S υπάρχουν για την πρωτεϊνική σύνθεση. Το γονιδιωματικό DNA βρίσκεται σε μια περιοχή που ονομάζεταινουκλεοειδές στο κυτταρόπλασμα. Τα βακτήρια αποτελούνται από ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα. Ορισμένα κομμάτια DNA βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα ως κυκλικά πλασμίδια. Η δομή ενός προκαρυωτικού κυττάρου φαίνεται στην εικόνα 1.

Εικόνα 1:Δομή προκαρυωτικών κυττάρων

Τόσο τα βακτήρια όσο και τα αρχαία παρουσιάζουν ασεξουαλική αναπαραγωγή μέσω δυαδικής σχάσης. Η μεταφορά βακτηριακού γονιδίου λαμβάνει χώρα με τρεις μεθόδους:μεταγωγή με τη μεσολάβηση βακτηριοφάγων, σύζευξη με μεσολάβηση πλασμιδίων και φυσικό μετασχηματισμό. Αυτό ονομάζεται οριζόντια μεταφορά γονιδίων. Δομές που μοιάζουν με ράβδο που ονομάζονται pili επιτρέπουν τη γενετική μεταφορά. Η μεταφορά γονιδίου του αρχαίου λαμβάνει χώρα μέσω κυτταροπλασματικών γεφυρών.

Δεδομένου ότι τα προκαρυωτικά αποτελούνται από μεγάλη ποικιλομορφία, λαμβάνουν ενέργεια από ανόργανες ενώσεις όπως το υδρόθειο εκτός από τη φωτοσύνθεση και τις οργανικές ενώσεις. Μπορούν επίσης να είναι ζωντανοί σε σκληρές συνθήκες όπως οι επιφάνειες χιονιού της Ανταρκτικής, οι θερμές πηγές και οι υποθαλάσσιες υδροθερμικές οπές. Οι αρχαίοι είναι ακραίοφιλοι, που ζουν σε ακραίες τιμές pH, θερμοκρασίας και ακτινοβολίας. Οι ευκαρυώτες πιστεύεται ότι προέρχονται από προκαρυώτες.

Τι είναι τα ευκαρυωτικά κύτταρα

Οι ευκαρυώτες είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι οργανισμοί, οι οποίοι έχουν οργανίδια που περικλείονται στη μεμβράνη, όπως ειδικά ο πυρήνας, τα μιτοχόνδρια, η συσκευή golgi και οι χλωροπλάστες στα φυτά. Οι πολυκύτταροι ευκαρυώτες περιέχουν εξειδικευμένους ιστούς κατασκευασμένους από διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Οι ευκαρυώτες μπορούν να αναγνωριστούν σε τέσσερα βασίλεια:Kingdom Protista, Kingdom Plantae, Kingdom Fungi και Kingdom Animalia.

Ένα ευκαρυωτικό κύτταρο είναι μεγαλύτερο σε μέγεθος (10 έως 100 μm) σε σύγκριση με τα προκαρυωτικά. Στους ευκαρυώτες, μπορούν να αναγνωριστούν διάφοροι τύποι κυττάρων όπως ζωικά κύτταρα, φυτικά κύτταρα και κύτταρα μυκήτων. Ευκαρυωτικός κυτταροσκελετός αποτελείται από μικρονημάτια, μικροσωληνίσκους και ενδιάμεσα νήματα. Παίζει ζωτικό ρόλο στην κυτταρική οργάνωση και το σχήμα της. Τα φυτά και οι μύκητες διαθέτουν ένα κύτταρο τοίχος αποτελείται από κυτταρίνη, ημικυτταρίνη, πηκτίνη και χιτίνη αντίστοιχα.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από μια ποικιλία οργανιδίων που συνδέονται με τη μεμβράνη. Οπυρήνας περικλείεται από δύο μεμβράνες που ονομάζονται πυρηνικό περίβλημα. Η πυρηνική μεμβράνη σχηματίζει το ενδοπλασματικό δικτύωμα (ER) που εμπλέκεται στην ωρίμανση και τη μεταφορά πρωτεϊνών. Ριβοσώματα είναι μεγάλα, μεγέθους 80 S και είναι συνδεδεμένα με το ER. Το δεσμευμένο σε ριβόσωμα ER αναφέρεται ως τραχύ ER. Κυστίδια υπάρχουν για τον μετασχηματισμό διαφόρων μορίων μέσα στο κύτταρο όπως τα σώματα golgi, τα λυσοσώματα και τα υπεροξυζώματα. Μιτοχόνδρια περιβάλλεται επίσης από δύο διπλές στοιβάδες φωσφολιπιδίων. Κρύβουν τη ζάχαρη σε ATP για να τη χρησιμοποιήσουν ως ενέργεια. Τα φυτικά κύτταρα περιέχουν χλωροπλάστες για τη φωτοσύνθεση. Η δομή ενός τυπικού φυτικού κυττάρου φαίνεται στην εικόνα 2.

Εικόνα 2:Δομή φυτικών κυττάρων

Συνήθως, οι ευκαρυώτες αποτελούνται από περισσότερα από ένα χρωμοσώματα στον πυρήνα. Αυτά τα χρωμοσώματα είναι γραμμικά και τις περισσότερες φορές υπάρχουν σε πολλαπλά αντίγραφα που ονομάζονται ομόλογα. Οι ευκαρυώτες αναπαράγονται είτε ασεξουαλικά μέσω μίτωσης είτε σεξουαλικά μέσω μείωσης που ακολουθείται από τη σύντηξη γαμετών.

Διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων

Ορισμός

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν διαθέτουν πυρήνα και οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα διαθέτουν οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα.

Μέγεθος του κελιού

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Αυτά τα κύτταρα έχουν συνήθως διάμετρο 0,2 έως 2 μm.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Αυτά τα κύτταρα έχουν συνήθως διάμετρο 10 έως 100 μm.

Πυρήνας

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν πραγματικό πυρήνα, πυρηνικές μεμβράνες ή πυρήνες.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από έναν πραγματικό πυρήνα με πυρηνικές μεμβράνες και πυρήνες.

DNA

Προκαρυωτικό κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από ένα μοναδικό, κυκλικό μόριο DNA στο νουκλεοειδές, Δεν έχουν ιστόνες ή εξόνια.

Ευκαρυωτικό κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από πολλαπλά, γραμμικά χρωμοσώματα στον πυρήνα. Περιέχουν ιστόνες και εξόνια.

Οργανίδια συνδεδεμένα με μεμβράνη

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Υπάρχουν συνδεδεμένα με μεμβράνη οργανίδια όπως μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες, ER και κυστίδια.

Μαστίγιες

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα μαστίγια αποτελούνται από δύο πρωτεΐνες.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Ορισμένα κύτταρα χωρίς κυτταρικό τοίχωμα περιέχουν μαστίγια.

Γλυκοκάλυξ

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Το Glycocalyx δρα ως κάψουλα.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Ορισμένα ευκαρυωτικά κύτταρα που δεν έχουν κυτταρικά τοιχώματα διαθέτουν γλυκοκάλυκα.

Τοίχωμα κυττάρων

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται κυρίως από πεπτιδογλυκάνες. Είναι χημικά πολύπλοκα.

Ευκαρυωτικό κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από κυτταρίνη, χιτίνη και πηκτίνη. Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι χημικά απλά.

Μεμβράνη πλάσματος

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Οι υδατάνθρακες και οι στερόλες δεν βρίσκονται στην πλασματική μεμβράνη.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Οι υδατάνθρακες και οι στερόλες χρησιμεύουν ως υποδοχείς στην πλασματική μεμβράνη.

Κυτταρόπλασμα

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι πρωτόγονος κυτταροσκελετός χωρίς κυτταροπλασματική ροή.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν πολύπλοκο κυτταροσκελετό με κυτταροπλασματική ροή.

Ριβοσώματα

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι μικρού μεγέθους, 70S.

Ευκαρυωτικό κύτταρο: Τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι μεγάλα σε μέγεθος, 80S. Τα ριβοσώματα 70S υπάρχουν σε οργανίδια όπως τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες.

Διαίρεση κυττάρων

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Η κυτταρική διαίρεση πραγματοποιείται μέσω δυαδικής σχάσης.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Η κυτταρική διαίρεση πραγματοποιείται μέσω της μίτωσης.

Σεξουαλική αναπαραγωγή

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Δεν μπορεί να παρατηρηθεί σεξουαλική αναπαραγωγή, οριζόντια μεταφορά γονιδίων και ανασυνδυασμός.

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Η σεξουαλική αναπαραγωγή συμβαίνει μέσω της μείωσης.

Παραδείγματα

Προκαρυωτικό Κύτταρο: Τα βακτήρια και τα αρχαία είναι παραδείγματα

Ευκαρυωτικό Κύτταρο: Πρωτίστα, μύκητες, φυτά και ζώα είναι παραδείγματα.

Συμπέρασμα

Τα προκαρυωτικά κύτταρα μεταφέρουν τους μεταβολίτες τους μέσω του κυτταροπλάσματος, αλλά τα ευκαρυωτικά κύτταρα αποτελούνται από διαφορετικά είδη κυστιδίων για τη μεταφορά διαφορετικών μεταβολιτών. Η πρωτεϊνοσύνθεση σε ευκαρυωτικά κύτταρα λαμβάνει χώρα σε ριβοσώματα 80S που συνδέονται με το ER. Οι συντιθέμενες πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες εισέρχονται στο ER. Η αναδίπλωση της πρωτεΐνης και η μεταφορά σε διάφορα μέρη του κυττάρου διατηρούνται από το ER. Επομένως, η βασική διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων πηγάζει από την παρουσία ή την απουσία του πυρήνα και των δεσμευμένων στη μεμβράνη οργανιδίων.

Αναφορά:
1. "Προκαρυώτης". Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2017. Πρόσβαση στις 22 Φεβρουαρίου 2017
2. "Προκαρυωτικά κύτταρα". KHANACEDAMY, 2017. Πρόσβαση στις 22 Φεβρουαρίου 2017
3. "Eukaryote". Wikipedia, η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια, 2017. Πρόσβαση στις 22 Φεβρουαρίου 2017
4. "Ευκαρυωτικά κύτταρα". Learn Science at Scitable, Nature Education, 2017. Πρόσβαση στις 22 Φεβρουαρίου 2017