Výživové mechanizmy prokaryotov a eukaryotov. Kto sú eukaryoty a prokaryoty: porovnávacie charakteristiky buniek z rôznych kráľovstiev

Na Zemi existujú len dva druhy organizmov: eukaryoty a prokaryoty. Veľmi sa líšia svojou štruktúrou, pôvodom a evolučným vývojom, ktorý bude podrobne popísaný nižšie.

V kontakte s

Známky prokaryotickej bunky

Prokaryoty sa inak nazývajú predjadrové. Prokaryotická bunka nemá iné organely, ktoré majú membránový obal (endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex).

Majú tiež nasledujúce vlastnosti:

  1. bez obalu a nevytvára väzby s bielkovinami. Informácie sa prenášajú a čítajú nepretržite.
  2. Všetky prokaryoty sú haploidné organizmy.
  3. Enzýmy sa nachádzajú vo voľnom stave (difúzne).
  4. Majú schopnosť sporulovať za nepriaznivých podmienok.
  5. Prítomnosť plazmidov - malých extrachromozomálnych molekúl DNA. Ich funkciou je prenos genetickej informácie, zvýšenie odolnosti voči mnohým agresívnym faktorom.
  6. Prítomnosť bičíkov a pili - vonkajšie proteínové formácie potrebné na pohyb.
  7. Plynové vakuoly sú dutiny. Vďaka nim sa telo dokáže pohybovať vo vodnom stĺpci.
  8. Bunková stena prokaryotov (konkrétne baktérií) pozostáva z mureínu.
  9. Hlavnými metódami získavania energie v prokaryotoch sú chemo- a fotosyntéza.

Patria sem baktérie a archaea. Príklady prokaryotov: spirochéty, proteobaktérie, sinice, krenarcheoty.

Pozor! Napriek tomu, že prokaryotom chýba jadro, majú jeho ekvivalent – ​​nukleoid (kruhová molekula DNA bez obalov) a voľnú DNA vo forme plazmidov.

Štruktúra prokaryotickej bunky

baktérie

Zástupcovia tohto kráľovstva patria medzi najstarších obyvateľov Zeme a majú vysokú mieru prežitia v extrémnych podmienkach.

Existujú grampozitívne a gramnegatívne baktérie. Ich hlavný rozdiel spočíva v štruktúre bunkovej membrány. Grampozitívne majú hrubší obal, až 80 % tvorí mureínová báza, ako aj polysacharidy a polypeptidy. Pri farbení Gramom dávajú fialovú farbu. Väčšina z týchto baktérií sú patogény. Gramnegatívne majú tenšiu stenu, ktorá je oddelená od membrány periplazmatickým priestorom. Takáto škrupina má však zvýšenú pevnosť a je oveľa odolnejšia voči účinkom protilátok.

Baktérie zohrávajú v prírode veľmi dôležitú úlohu:

  1. Sinice (modrozelené riasy) pomáhajú udržiavať správnu hladinu kyslíka v atmosfére. Tvoria viac ako polovicu všetkého O2 na Zemi.
  2. Prispievajú k rozkladu organických zvyškov, čím sa podieľajú na kolobehu všetkých látok, podieľajú sa na tvorbe pôdy.
  3. Fixátory dusíka na koreňoch strukovín.
  4. Čistia vodu z odpadu, napríklad z hutníckeho priemyslu.
  5. Sú súčasťou mikroflóry živých organizmov, pomáhajú absorbovať živiny v maximálnej možnej miere.
  6. Používajú sa v potravinárskom priemysle na kvasenie.Takto sa získavajú syry, tvaroh, lieh, cesto.

Pozor! Okrem pozitívnej hodnoty zohrávajú baktérie aj negatívnu úlohu. Mnohé z nich spôsobujú smrteľné choroby, ako je cholera, brušný týfus, syfilis a tuberkulóza.

baktérie

Archaea

Predtým boli kombinované s baktériami do jedného kráľovstva Drobyanok. Postupom času sa však ukázalo, že archaea majú svoju individuálnu evolučnú cestu a veľmi sa líšia od iných mikroorganizmov vo svojom biochemickom zložení a metabolizme. Rozlišuje sa až 5 typov, najviac skúmané sú Euryarcheoti a Crenarcheoti. Archeálne vlastnosti sú:

  • väčšina z nich sú chemoautotrofy - syntetizujú organické látky z oxidu uhličitého, cukru, amoniaku, kovových iónov a vodíka;
  • zohrávajú kľúčovú úlohu v cykle dusíka a uhlíka;
  • podieľať sa na trávení u ľudí a mnohých prežúvavcov;
  • majú stabilnejší a odolnejší obal membrány vďaka prítomnosti éterových väzieb v glycerol-éterových lipidoch. To umožňuje archeám žiť vo vysoko alkalickom alebo kyslom prostredí, ako aj v podmienkach vysokých teplôt;
  • bunková stena na rozdiel od baktérií neobsahuje peptidoglykán a pozostáva z pseudomureínu.

Štruktúra eukaryotov

Eukaryoty sú kráľovstvo organizmov, ktorých bunky obsahujú jadro. Okrem archeí a baktérií sú všetky živé veci na Zemi eukaryoty (napríklad rastliny, prvoky, zvieratá). Bunky sa môžu značne líšiť vo svojom tvare, štruktúre, veľkosti a funkcii. Napriek tomu sú si podobné v základoch života, látkovej premene, raste, vývoji, schopnosti dráždiť a premenlivosti.

Eukaryotické bunky môžu byť stokrát alebo tisíckrát väčšie ako prokaryotické bunky. Zahŕňajú jadro a cytoplazmu s početnými membránovými a nemembránovými organelami. Membrány zahŕňajú: endoplazmatické retikulum, lyzozómy, Golgiho komplex, mitochondrie,. Nemembránové: ribozómy, bunkové centrum, mikrotubuly, mikrofilamenty.

Štruktúra eukaryotov

Porovnajme eukaryotické bunky z rôznych kráľovstiev.

Medzi kráľovstvá eukaryotov patria:

  • prvoky. Heterotrofy, niektoré schopné fotosyntézy (riasy). Rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a jednoduchým spôsobom na dve časti. Väčšina z nich nemá bunkovú stenu;
  • rastliny. Sú to výrobcovia, hlavným spôsobom získavania energie je fotosyntéza. Väčšina rastlín je nepohyblivá a rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a vegetatívne. Bunková stena je tvorená celulózou;
  • huby. Mnohobunkový. Rozlišujte medzi nižším a vyšším. Sú to heterotrofné organizmy a nemôžu sa pohybovať samostatne. Rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a vegetatívne. Skladujú glykogén a majú silnú chitínovú bunkovú stenu;
  • zvierat. Existuje 10 druhov: špongie, červy, článkonožce, ostnatokožce, strunatce a iné. Sú to heterotrofné organizmy. Schopný samostatného pohybu. Hlavnou zásobnou látkou je glykogén. Bunková stena je tvorená chitínom, rovnako ako u húb. Hlavným spôsobom reprodukcie je pohlavný styk.

Tabuľka: Porovnávacie charakteristiky rastlinných a živočíšnych buniek

Štruktúrarastlinná bunkazvieracia klietka
bunková stenaCelulózaSkladá sa z glykokalyxu - tenkej vrstvy bielkovín, sacharidov a lipidov.
Umiestnenie jadraNachádza sa bližšie k steneNachádza sa v centrálnej časti
Cell CenterVýhradne v nižších riasachSúčasnosť
VakuolyObsahuje bunkovú šťavuKontraktilné a tráviace.
Náhradná látkaškrobGlykogén
plastidyTri typy: chloroplasty, chromoplasty, leukoplastyChýba
Výživaautotrofnýheterotrofné

Porovnanie prokaryotov a eukaryotov

Štrukturálne znaky prokaryotických a eukaryotických buniek sú významné, ale jeden z hlavných rozdielov sa týka skladovania genetického materiálu a spôsobu získavania energie.

Prokaryoty a eukaryoty sa fotosyntetizujú odlišne. U prokaryotov tento proces prebieha na membránových výrastkoch (chromatofóroch) naskladaných v samostatných hromadách. Baktérie nemajú fluórový fotosystém, preto neuvoľňujú kyslík, na rozdiel od modrozelených rias, ktoré ho tvoria pri fotolýze. Zdrojmi vodíka v prokaryotoch sú sírovodík, H2, rôzne organické látky a voda. Hlavnými pigmentmi sú bakteriochlorofyl (u baktérií), chlorofyl a fykobilíny (u siníc).

Zo všetkých eukaryotov sú len rastliny schopné fotosyntézy. Majú špeciálne formácie - chloroplasty obsahujúce membrány uložené v grana alebo lamelách. Prítomnosť fotosystému II umožňuje uvoľňovanie kyslíka do atmosféry počas procesu fotolýzy vody. Jediným zdrojom molekúl vodíka je voda. Hlavným pigmentom je chlorofyl a fykobilíny sú prítomné iba v červených riasach.

Hlavné rozdiely a charakteristické znaky prokaryotov a eukaryotov sú uvedené v tabuľke nižšie.

Tabuľka: Podobnosti a rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi

Porovnanieprokaryotyeukaryoty
Čas vzhľaduViac ako 3,5 miliardy rokovAsi 1,2 miliardy rokov
Veľkosti buniekAž 10 µm10 až 100 um
Kapsulaexistuje. Vykonáva ochrannú funkciu. Súvisí s bunkovou stenouChýba
plazmatická membránaexistujeexistuje
bunková stenaPozostáva z pektínu alebo mureínuExistujú aj iné ako zvieratá
ChromozómyNamiesto toho kruhová DNA. Translácia a transkripcia prebiehajú v cytoplazme.Lineárne molekuly DNA. Translácia prebieha v cytoplazme, zatiaľ čo transkripcia prebieha v jadre.
RibozómyMalý typ 70S. Nachádza sa v cytoplazme.Veľký typ 80S, môže byť pripojený k endoplazmatickému retikulu, ktoré sa nachádza v plastidoch a mitochondriách.
membránová organelažiadne. Vznikajú výrastky membrány – mezozómySú to: mitochondrie, Golgiho komplex, bunkové centrum, EPS
Cytoplazmaexistujeexistuje
Chýbaexistuje
Vakuolyplyn (aerosómy)existuje
Chloroplastyžiadne. Fotosyntéza prebieha v bakteriochlorofylochPrítomný iba v rastlinách
PlazmidyexistujeChýba
JadroChýbaexistuje
Mikrofilamenty a mikrotubuly.Chýbaexistuje
Metódy deleniaZovretie, pučanie, konjugáciaMitóza, meióza
Interakcia alebo kontaktyChýbaPlazmodesmata, desmozómy alebo septa
Druhy bunkovej výživyFotoautotrofné, fotoheterotrofné, chemoautotrofné, chemoheterotrofnéFototrofická (u rastlín) endocytóza a fagocytóza (u iných)

Rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi

Podobnosti a rozdiely medzi prokaryotickými a eukaryotickými bunkami

Záver

Porovnanie prokaryotického a eukaryotického organizmu je dosť namáhavý proces, ktorý si vyžaduje zohľadnenie mnohých nuancií. Majú navzájom veľa spoločného, ​​pokiaľ ide o štruktúru, prebiehajúce procesy a vlastnosti všetkého živého. Rozdiely spočívajú vo vykonávaných funkciách, spôsoboch výživy a vnútornej organizácii. Tí, ktorých táto téma zaujíma, môžu tieto informácie využiť.

Všetky živé organizmy sa delia na predbunkové a bunkové. Medzi predbunkové patria vírusy a fágy. Druhá skupina, bunková, sa delí na prokaryoty a eukaryoty, čo sú prenukleárne a jadrové organizmy.

prokaryoty

Prvá bunka, prokaryoty, vznikla na Zemi pred viac ako 3 miliardami rokov. To bol najväčší skok vo vývoji života. Prokaryoty sú baktérie. Ich štruktúra je pomerne jednoduchá. Dedičná informácia, DNA, sa nachádza v ich primitívnom prstencovom chromozóme obsahujúcom málo bielkovín. Nachádza sa v špeciálnej časti cytoplazmy, nukleoidu, ktorý nie je oddelený od zvyšku bunky membránou. Hlavným rozdielom medzi prokaryotmi a eukaryotmi je, že v bunkách prvého typu nie je žiadne skutočné jadro.

Cytoplazma prenukleárnych buniek má oveľa menej bunkových štruktúr. Z nich sú známe ribozómy, ktoré sú menšie v porovnaní s ribozómami eukaryoidných buniek. Úloha mitochondrií u prokaryotov patrí k jednoduchým membránovým štruktúram. Chýba im aj chloroplast. Prokaryoty majú plazmatickú membránu s bunkovou stenou nad ňou. Od eukaryot sa líšia oveľa menšími veľkosťami.V niektorých prípadoch môžu prokaryoty obsahovať takzvané plazmidy - malé, vo forme prstenca,

eukaryoty

Všetky jadrové bunky sa líšia svojim všeobecným štruktúrnym plánom a spoločným pôvodom. Vznikli z predjadrových buniek pred 1,2 miliardami rokov. Ich štruktúra je oveľa komplikovanejšia. Prokaryoty aj eukaryoty majú bunkovú membránu. Ale inak sa ich štrukturálne a biochemické vlastnosti v mnohých ohľadoch líšia. Najdôležitejší rozdiel je v tom, že jadrové bunky majú skutočné jadro, v ktorom je uložená ich genetická informácia.

Jadro je oddelené od cytoplazmy špeciálnou membránou pozostávajúcou z vonkajšej a vnútornej vrstvy. Podobá sa plazmatickej membráne, obsahuje však póry. Vďaka nim sa uskutočňuje výmena medzi cytoplazmou a jadrom. Genóm bunky pozostáva z celého súboru chromozómov, čím sa od seba líšia aj prokaryoty a eukaryoty. DNA v eukaryotických chromozómoch je spojená s histónovými proteínmi.

Existujú jadierka, v ktorých sa tvoria ribozómy. Bezštruktúrna hmota, karyoplazma, obklopuje chromozómy a jadierka. Každý druh zvierat a rastlín má svoj vlastný, prísne definovaný súbor chromozómov. Keď sa bunky delia, zdvojnásobia sa a potom sa distribuujú do dcérskych buniek.

Ak vezmeme do úvahy prokaryoty a eukaryoty, ich rozdiely sú viditeľné aj v cytoplazme buniek.

Rastlinné bunky sa vyznačujú prítomnosťou veľkej centrálnej vakuoly a plastidov. môže presunúť jadro na perifériu bunky. Nutričným rezervným sacharidom rastlinnej bunky je škrob. Vonku sú rastlinné bunky pokryté celulózou. Bunkovému centru chýba centriol, ktorý možno vidieť len v riasach.

Živočíšnym bunkám chýba centrálna vakuola, plastidy a hustá bunková stena. V strede bunky je centriol. Rezervným sacharidom v živočíšnych bunkách je glykogén.

Bunky húb nemajú vždy centriol. Bunkovú stenu tvorí chitín, v cytoplazme nie sú žiadne plastidy, ale v strede bunky je centrálna vakuola. Ich zásobou uhľohydrátov je tiež glykogén.

V cytoplazme eukaryotov sú mitochondrie, lyzozómy, endoplazmatické retikulum, organely pohybu. Ich ribozómy sú oveľa väčšie ako ribozómy prokaryotov. Cytoplazma bunky je rozdelená na samostatné časti, kompartmenty, pomocou špeciálnych membrán pozostávajúcich z lipidov. Každý z nich má svoje vlastné biochemické procesy. Takmer nikdy sa nevyskytuje u prokaryotov.

Vo všeobecnosti prokaryoty a eukaryoty vyjadrujú zákonitosti evolúcie, ktorá sa vyznačuje pohybom od jednoduchších foriem k zložitejším.

Prenukleárne bunky sa však vyznačujú väčšou plasticitou a rôznymi metabolickými procesmi. Mnohé baktérie môžu získavať energiu zo svetla alebo chemických reakcií, existujú v prostredí bez kyslíka (anaeróbne baktérie). Vďaka tomu zapadajú do obrazu moderného sveta.

Všetky živé organizmy možno zaradiť do jednej z dvoch skupín (prokaryoty alebo eukaryoty) v závislosti od základnej štruktúry ich buniek. Prokaryoty sú živé organizmy pozostávajúce z buniek, ktoré nemajú bunkové jadro a membránové organely. Eukaryoty sú živé organizmy, ktoré obsahujú jadro a membránové organely.

Bunka je základnou súčasťou našej modernej definície života a živých bytostí. Bunky sú považované za základné stavebné kamene života a používajú sa pri definovaní toho, čo znamená byť „nažive“.

Pozrime sa na jednu definíciu života: „Živé bytosti sú chemické organizácie zložené z buniek a schopné reprodukcie“ (Keaton, 1986). Táto definícia je založená na dvoch teóriách – bunkovej teórii a teórii biogenézy. prvýkrát navrhli koncom 30. rokov 19. storočia nemeckí vedci Matthias Jakob Schleiden a Theodor Schwann. Tvrdili, že všetko živé sa skladá z buniek. Teória biogenézy, ktorú navrhol Rudolf Virchow v roku 1858, tvrdí, že všetky živé bunky vznikajú z existujúcich (živých) buniek a nemôžu spontánne vzniknúť z neživej hmoty.

Zložky buniek sú uzavreté v membráne, ktorá pôsobí ako bariéra medzi vonkajším svetom a vnútornými zložkami bunky. Bunková membrána je selektívna bariéra, čo znamená, že umožňuje určitým chemikáliám prechádzať a udržiavať rovnováhu potrebnú na fungovanie buniek.

Bunková membrána reguluje pohyb chemikálií z bunky do bunky nasledujúcimi spôsobmi:

  • difúzia (sklon molekúl látky minimalizovať koncentráciu, to znamená pohyb molekúl z oblasti s vyššou koncentráciou do oblasti s nižšou, kým sa koncentrácia nevyrovná);
  • osmóza (pohyb molekúl rozpúšťadla cez čiastočne priepustnú membránu, aby sa vyrovnala koncentrácia rozpustenej látky, ktorá nie je schopná prejsť cez membránu);
  • selektívny transport (pomocou membránových kanálov a čerpadiel).

Prokaryoty sú organizmy zložené z buniek, ktoré nemajú bunkové jadro ani žiadne membránové organely. To znamená, že genetický materiál DNA u prokaryotov nie je viazaný v jadre. Okrem toho je DNA prokaryotov menej štruktúrovaná ako DNA eukaryotov. U prokaryotov je DNA jednoslučková. Eukaryotická DNA je organizovaná do chromozómov. Väčšina prokaryotov pozostáva iba z jednej bunky (jednobunkových), ale existuje niekoľko mnohobunkových. Vedci rozdeľujú prokaryoty do dvoch skupín: a.

Typická prokaryotická bunka zahŕňa:

  • plazmatická (bunková) membrána;
  • cytoplazma;
  • ribozómy;
  • bičíky a pili;
  • nukleoid;
  • plazmidy;

eukaryoty

Eukaryoty sú živé organizmy, ktorých bunky obsahujú jadro a membránové organely. Genetický materiál v eukaryotoch sa nachádza v jadre a DNA je organizovaná do chromozómov. Eukaryotické organizmy môžu byť jednobunkové alebo mnohobunkové. sú eukaryoty. Medzi eukaryoty patria aj rastliny, huby a prvoky.

Typická eukaryotická bunka zahŕňa:

  • jadierko;

Jednota štruktúry buniek.

Obsah každej bunky je oddelený od vonkajšieho prostredia špeciálnou štruktúrou - plazmatická membrána (plazmalema). Táto izolácia vám umožňuje vytvoriť vo vnútri bunky veľmi špeciálne prostredie, na rozdiel od toho, čo ju obklopuje. Preto sa v bunke môžu vyskytnúť tie procesy, ktoré sa nikde inde nevyskytujú, nazývajú sa životné procesy.

Vnútorné prostredie živej bunky, ohraničené plazmatickou membránou, je tzv cytoplazme. Obsahuje hyaloplazma(základná transparentná látka) a bunkové organely, ako aj rôzne nestále stavby - inklúzie. Organely, ktoré sú v ktorejkoľvek bunke tiež zahŕňajú ribozóm, kde sa odohráva Syntézy bielkovín.

Štruktúra eukaryotických buniek.

eukaryoty sú organizmy, ktorých bunky majú jadro. Jadro- je to organela eukaryotickej bunky, v ktorej je uložená dedičná informácia zaznamenaná v chromozómoch a z ktorej sa dedičná informácia kopíruje. Chromozóm je molekula DNA integrovaná s proteínmi. Jadro obsahuje jadierko- miesto, kde sa tvoria ďalšie dôležité organely podieľajúce sa na syntéze bielkovín - ribozómy. Ale ribozómy sa tvoria iba v jadre a fungujú (t. j. syntetizujú proteín) v cytoplazme. Niektoré z nich sú voľné v cytoplazme a niektoré sú pripojené k membránam, tvoria sieť, ktorá je tzv endoplazmatický.

Ribozómy- nemembránové organely.

Endoplazmatické retikulum je sieť tubulov ohraničených membránami. Existujú dva typy: hladké a zrnité. Ribozómy sú umiestnené na membránach granulárneho endoplazmatického retikula, preto v ňom prebieha syntéza a transport proteínov. A hladké endoplazmatické retikulum je miestom syntézy a transportu sacharidov a lipidov. Nemá ribozómy.

Na syntézu bielkovín, sacharidov a tukov je potrebná energia, ktorú v eukaryotickej bunke produkujú „energetické stanice“ bunky – mitochondrie.

Mitochondrie- dvojmembránové organely, v ktorých prebieha proces bunkového dýchania. Organické zlúčeniny sa oxidujú na mitochondriálnych membránach a chemická energia sa akumuluje vo forme špeciálnych molekúl energie. (ATP).

V bunke je tiež miesto, kde sa organické zlúčeniny môžu hromadiť a odkiaľ môžu byť transportované - to je Golgiho aparát, systém plochých membránových vreciek. Podieľa sa na transporte bielkovín, lipidov, sacharidov. Organely intracelulárneho trávenia sa tvoria aj v Golgiho aparáte - lyzozómy.

lyzozómy- jednomembránové organely, charakteristické pre živočíšne bunky, obsahujú enzýmy, ktoré dokážu štiepiť bielkoviny, sacharidy, nukleové kyseliny, lipidy.

Bunka môže obsahovať organely, ktoré nemajú membránovú štruktúru, ako sú ribozómy a cytoskelet.

cytoskelet- toto je muskuloskeletálny systém bunky, zahŕňa mikrofilamenty, mihalnice, bičíky, bunkové centrum, ktoré produkuje mikrotubuly a centrioly.

Existujú organely, ktoré sú charakteristické len pre rastlinné bunky, - plastidy. Existujú: chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty. Proces fotosyntézy prebieha v chloroplastoch.

Aj v rastlinných bunkách vakuoly- odpadové produkty bunky, ktoré sú zásobárňami vody a zlúčenín v nej rozpustených. Medzi eukaryotické organizmy patria rastliny, živočíchy a huby.

Štruktúra prokaryotických buniek.

prokaryoty sú jednobunkové organizmy, ktoré nemajú jadro.

Prokaryotické bunky majú malú veľkosť, uchovávajú genetický materiál vo forme kruhovej molekuly DNA (nukleoidu). Medzi prokaryotické organizmy patria baktérie a sinice, ktoré sa v minulosti nazývali modrozelené riasy.

Ak sa proces aeróbneho dýchania vyskytuje u prokaryotov, potom sa na to používajú špeciálne výbežky plazmatickej membrány - mezozómy. Ak sú baktérie fotosyntetické, proces fotosyntézy prebieha na fotosyntetických membránach - tylakoidy.

Syntéza bielkovín v prokaryotoch prebieha v ribozómy. V prokaryotických bunkách je málo organel.

Hypotézy pôvodu organel eukaryotických buniek.

Prokaryotické bunky sa objavili na Zemi skôr ako eukaryotické.

1) symbiotická hypotéza vysvetľuje mechanizmus vzniku niektorých organel eukaryotickej bunky – mitochondrií a fotosyntetických plastidov.

2) Invaginačná hypotéza- tvrdí, že pôvod eukaryotickej bunky pochádza zo skutočnosti, že predkovou formou bol aeróbny prokaryot. Organely v nej vznikli v dôsledku invaginácie a exfoliácie častí membrány, po ktorej nasledovala funkčná špecializácia na jadro, mitochondrie, chloroplasty iných organel.

Najzrejmejšie Rozdiel medzi prokaryotmi a eukaryotmi je v tom, že eukaryoty majú jadro, čo sa odráža v názve týchto skupín: „karyo“ sa prekladá zo starovekej gréčtiny ako jadro, „pro“ - predtým, „eu“ - dobré. Prokaryoty sú teda predjadrové organizmy, eukaryoty sú jadrové.

Toto však zďaleka nie je jediný a možno nie hlavný rozdiel medzi prokaryotickými organizmami a eukaryotmi. V prokaryotických bunkách nie sú vôbec žiadne membránové organely.(až na ojedinelé výnimky) - mitochondrie, chloroplasty, Golgiho komplex, endoplazmatické retikulum, lyzozómy. Ich funkcie sú vykonávané výrastkami (invagináciami) bunkovej membrány, na ktorej sú umiestnené rôzne pigmenty a enzýmy, ktoré zabezpečujú životne dôležité procesy.

Prokaryoty nemajú eukaryotické chromozómy. Ich hlavným genetickým materiálom je nukleoid zvyčajne vo forme prsteňa. V eukaryotických bunkách sú chromozómy komplexy DNA a histónových proteínov (hrajú dôležitú úlohu pri balení DNA). Tieto chemické komplexy sa nazývajú chromatín. Nukleoid prokaryotov neobsahuje históny a s ním spojené molekuly RNA mu dávajú jeho tvar.

Eukaryotické chromozómy sa nachádzajú v jadre. U prokaryotov sa nukleoid nachádza v cytoplazme a je zvyčajne pripevnený na jednom mieste k bunkovej membráne.

Okrem nukleoidu majú prokaryotické bunky iné množstvo plazmid- nukleoidy podstatne menšej veľkosti ako hlavný.

Počet génov v nukleoidoch prokaryotov je rádovo menší ako v chromozómoch. Eukaryoty majú veľa génov, ktoré vykonávajú regulačnú funkciu vo vzťahu k iným génom. To umožňuje eukaryotickým bunkám mnohobunkového organizmu, obsahujúcim rovnakú genetickú informáciu, špecializovať sa; zmenou vášho metabolizmu, pružnejšie reagovať na zmeny vonkajšieho a vnútorného prostredia. Odlišná je aj štruktúra génov. U prokaryotov sú gény v DNA usporiadané do skupín – operónov. Každý operón je prepísaný ako jedna jednotka.

Rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi sú aj v procesoch transkripcie a translácie. Najdôležitejšie je, že v prokaryotických bunkách môžu tieto procesy prebiehať súčasne na jednej molekule matrice (informačnej) RNA: kým sa na DNA ešte len syntetizuje, na jej hotovom konci už „sedia“ ribozómy a syntetizujú proteín. V eukaryotických bunkách prechádza mRNA po transkripcii takzvaným zrením. A až potom sa na ňom môžu syntetizovať proteíny.

Ribozómy prokaryotov sú menšie (sedimentačný koeficient 70S) ako ribozómy eukaryotov (80S). Počet proteínov a molekúl RNA v zložení ribozómových podjednotiek sa líši. Treba poznamenať, že ribozómy (rovnako ako genetický materiál) mitochondrií a chloroplastov sú podobné prokaryotom, čo môže naznačovať ich pôvod zo starých prokaryotických organizmov, ktoré boli vo vnútri hostiteľskej bunky.

Prokaryoty sa zvyčajne líšia v zložitejšej štruktúre svojich schránok. Okrem cytoplazmatickej membrány a bunkovej steny majú v závislosti od typu prokaryotického organizmu aj puzdro a ďalšie útvary. Bunková stena plní podpornú funkciu a zabraňuje prenikaniu škodlivých látok. Stena bakteriálnej bunky obsahuje mureín (glykopeptid). Z eukaryotov majú rastliny bunkovú stenu (jej hlavnou zložkou je celulóza), huby majú chitín.

Prokaryotické bunky sa delia binárnym štiepením. Oni majú neexistujú žiadne zložité procesy bunkového delenia (mitóza a meióza) charakteristické pre eukaryoty. Hoci pred delením sa nukleoid zdvojnásobí, rovnako ako chromatín v chromozómoch. V životnom cykle eukaryotov sa pozoruje striedanie diploidných a haploidných fáz. V tomto prípade zvyčajne prevláda diploidná fáza. Na rozdiel od nich to prokaryoty nemajú.

Eukaryotické bunky sa líšia veľkosťou, ale v každom prípade sú výrazne väčšie ako prokaryotické bunky (desaťkrát).

Živiny vstupujú do buniek prokaryotov len pomocou osmózy. V eukaryotických bunkách možno okrem toho pozorovať aj fago- a pinocytózu („zachytenie“ potravy a tekutín pomocou cytoplazmatickej membrány).

Vo všeobecnosti rozdiel medzi prokaryotmi a eukaryotmi spočíva v zjavne zložitejšej štruktúre eukaryotov. Predpokladá sa, že bunky prokaryotického typu vznikli abiogenézou (dlhodobá chemická evolúcia v podmienkach ranej Zeme). Eukaryoty vznikli neskôr z prokaryot, ich kombinovaním (symbiotické, ale aj chimérické hypotézy) alebo evolúciou jednotlivých zástupcov (invaginačná hypotéza). Zložitosť eukaryotických buniek im umožnila zorganizovať mnohobunkový organizmus v procese evolúcie tak, aby poskytoval všetku základnú rozmanitosť života na Zemi.

Tabuľka rozdielov medzi prokaryotmi a eukaryotmi

znamenie prokaryoty eukaryoty
bunkové jadro nie existuje
Membránové organely nie Ich funkcie sa vykonávajú invagináciami bunkovej membrány, na ktorej sú umiestnené pigmenty a enzýmy. Mitochondrie, plastidy, lyzozómy, ER, Golgiho komplex
bunkové membrány Zložitejšie sú rôzne kapsuly. Bunková stena je tvorená mureínom. Hlavnou zložkou bunkovej steny je celulóza (v rastlinách) alebo chitín (v hubách). Živočíšne bunky nemajú bunkovú stenu.
genetický materiál Výrazne menej. Predstavuje ho nukleoid a plazmidy, ktoré majú kruhový tvar a sú umiestnené v cytoplazme. Podstatné je množstvo dedičných informácií. Chromozómy (tvorené z DNA a bielkovín). charakterizované diploidiou.
divízie Binárne delenie buniek. Existuje mitóza a meióza.
mnohobunkovosť Netypické pre prokaryoty. Sú zastúpené jednobunkovými aj mnohobunkovými formami.
Ribozómy menšie Väčší
Metabolizmus Rozmanitejšie (heterotrofy, autotrofy, ktoré fotosyntetizujú a chemosyntetizujú rôznymi spôsobmi; anaeróbne a aeróbne dýchanie). Autotrofia iba v rastlinách prostredníctvom fotosyntézy. Takmer všetky eukaryoty sú aeróby.
Pôvod Od neživej prírody v procese chemickej a prebiologickej evolúcie. Z prokaryotov v priebehu ich biologickej evolúcie.