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:
- bez obalu a nevytvára väzby s bielkovinami. Informácie sa prenášajú a čítajú nepretržite.
- Všetky prokaryoty sú haploidné organizmy.
- Enzýmy sa nachádzajú vo voľnom stave (difúzne).
- Majú schopnosť sporulovať za nepriaznivých podmienok.
- Prítomnosť plazmidov - malých extrachromozomálnych molekúl DNA. Ich funkciou je prenos genetickej informácie, zvýšenie odolnosti voči mnohým agresívnym faktorom.
- Prítomnosť bičíkov a pili - vonkajšie proteínové formácie potrebné na pohyb.
- Plynové vakuoly sú dutiny. Vďaka nim sa telo dokáže pohybovať vo vodnom stĺpci.
- Bunková stena prokaryotov (konkrétne baktérií) pozostáva z mureínu.
- 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:
- Sinice (modrozelené riasy) pomáhajú udržiavať správnu hladinu kyslíka v atmosfére. Tvoria viac ako polovicu všetkého O2 na Zemi.
- Prispievajú k rozkladu organických zvyškov, čím sa podieľajú na kolobehu všetkých látok, podieľajú sa na tvorbe pôdy.
- Fixátory dusíka na koreňoch strukovín.
- Čistia vodu z odpadu, napríklad z hutníckeho priemyslu.
- Sú súčasťou mikroflóry živých organizmov, pomáhajú absorbovať živiny v maximálnej možnej miere.
- 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
Štruktúra | rastlinná bunka | zvieracia klietka |
bunková stena | Celulóza | Skladá sa z glykokalyxu - tenkej vrstvy bielkovín, sacharidov a lipidov. |
Umiestnenie jadra | Nachádza sa bližšie k stene | Nachádza sa v centrálnej časti |
Cell Center | Výhradne v nižších riasach | Súčasnosť |
Vakuoly | Obsahuje bunkovú šťavu | Kontraktilné a tráviace. |
Náhradná látka | škrob | Glykogén |
plastidy | Tri typy: chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty | Chýba |
Výživa | autotrofný | heterotrofné |
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
Porovnanie | prokaryoty | eukaryoty |
Čas vzhľadu | Viac ako 3,5 miliardy rokov | Asi 1,2 miliardy rokov |
Veľkosti buniek | Až 10 µm | 10 až 100 um |
Kapsula | existuje. Vykonáva ochrannú funkciu. Súvisí s bunkovou stenou | Chýba |
plazmatická membrána | existuje | existuje |
bunková stena | Pozostáva z pektínu alebo mureínu | Existujú aj iné ako zvieratá |
Chromozómy | Namiesto toho kruhová DNA. Translácia a transkripcia prebiehajú v cytoplazme. | Lineárne molekuly DNA. Translácia prebieha v cytoplazme, zatiaľ čo transkripcia prebieha v jadre. |
Ribozómy | Malý typ 70S. Nachádza sa v cytoplazme. | Veľký typ 80S, môže byť pripojený k endoplazmatickému retikulu, ktoré sa nachádza v plastidoch a mitochondriách. |
membránová organela | žiadne. Vznikajú výrastky membrány – mezozómy | Sú to: mitochondrie, Golgiho komplex, bunkové centrum, EPS |
Cytoplazma | existuje | existuje |
Chýba | existuje | |
Vakuoly | plyn (aerosómy) | existuje |
Chloroplasty | žiadne. Fotosyntéza prebieha v bakteriochlorofyloch | Prítomný iba v rastlinách |
Plazmidy | existuje | Chýba |
Jadro | Chýba | existuje |
Mikrofilamenty a mikrotubuly. | Chýba | existuje |
Metódy delenia | Zovretie, pučanie, konjugácia | Mitóza, meióza |
Interakcia alebo kontakty | Chýba | Plazmodesmata, desmozómy alebo septa |
Druhy bunkovej výživy | Fotoautotrofné, fotoheterotrofné, chemoautotrofné, chemoheterotrofné | Fototrofická (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. |