Prokarüootsed ja eukarüootsed rakud: milline on erinevus?


Prokarüootsed ja eukarüootsed rakud: mis vahe on?

Taimerakud on ainsad eukarüootsed rakud, millel on jäik rakusein.

Krediit: Shutterstock

Prokarüootsed rakud ja eukarüootsed rakud on kaks Maa rakkude tüüpi. Nende kahe vahel on mitmeid erinevusi, kuid nende suurim erinevus on see, et eukarüootsetel rakkudel on eraldi tuum, mis sisaldab raku geneetilist materjali, samas kui prokarüootsetel rakkudel ei ole tuuma ja selle asemel on vaba ujuv geneetiline materjal.

Kõik elavad asjad võib jagada kolme põhivaldkonda: bakterid, araabia ja Eukarjas. Peamiselt ühe- rakulised organismid, mis on leitud bakterite ja Archaea domeenides, on tuntud kui prokarüootid. Need organismid on valmistatud prokarüootsetest rakkudest – kõige väiksematest, kõige lihtsamatest ja vanematest rakkudest.

Eukarjas domeeni organismid on valmistatud keerulisematest eukarüootsetest rakkudest. Need organismid, mida nimetatakse eukarüootideks, võivad olla ühekomponentsed või multitsellulaarsed ja hõlmata loomi, taimi, seeni ja protiste. Paljud inimesed on ebaselged, kas pärmid või seened on prokarüootid või eukarüootid. Mõlemad on eukarüootid ja sarnased rakkude struktuurid kõigi teiste eukarüootidega.

Eukarüootide areng oli vähemalt 2,7 miljardit aastat tagasi, järgides 1–1,5 miljardit aastat prokarüootset evolutsiooni, vastavalt riiklikele tervishoiuinstituutidele. Teadlased oletavad, et tuum ja teised eukarüootsed tunnused võivad olla moodustunud pärast seda, kui prokarüootne organism neelas teise, vastavalt Texase Ülikoolile. Selle teooria kohaselt oleks võõrandunud organism selle peremehe toimimisele kaasa aidanud.

Kuigi prokarüootsetel ja eukarüootsetel rakkudel on palju erinevusi, on neil mõned ühised tunnused, sealhulgas järgmised:

  • DNA: geneetiline kodeerimine, mis määrab kõik elusolendite omadused.

  • Rakkude (või plasma) membraan: välimine kiht, mis eraldab raku ümbritsevast keskkonnast ja toimib sissetulevate ja väljaminevate materjalide selektiivse barjäärina.

  • Tsütoplasma: Jelly-tüüpi vedelik rakus, mis koosneb peamiselt veest, sooladest ja valkudest.

  • Ribosoomid: valke tekitavad organellid.

Nukleus / DNA: Eukarüootsetel rakkudel on tuum ümbritsetud tuuma ümbrikuga, mis koosneb kahest lipiidmembraanist vastavalt loodusharidusele. Tuum sisaldab eukarüootsete rakkude DNA-d. Prokarüootsetel rakkudel ei ole tuuma; pigem on neil membraanivaba nukleotiidpiirkond (lahtise osa avatud osa), millel on Washingtoni ülikooli kohaselt vaba ujuv DNA.

Kogu DNA rakus võib leida üksikutest tükkidest, mida tuntakse kromosoomidena. Eukarüootsetel rakkudel on palju kromosoome, mis raku jagunemisel läbivad mioosi ja mitoosi, samas kui enamik prokarüootsetest rakkudest koosnevad vaid ühest ringkromosoomist. Hiljutised uuringud on siiski näidanud, et mõnedel prokarüootidel on loodushariduse kohaselt nii palju kui neli lineaarset või ümmargust kromosoomi. Näiteks, Vibrio choleraeKolera põhjustav bakter on kaks ümmargust kromosoomi.

Orgaanilised ained eukarüootsetes rakkudes: Eukarüootsetel rakkudel on mitmeid teisi membraaniga seotud organelle, mida ei leitud prokarüootsetes rakkudes. Nende hulka kuuluvad mitokondrid (toiduenergia muundamine adenosiintrifosfaadiks või ATP-ks biokeemilisteks reaktsioonideks); töötlemata ja sile endoplasmaatiline retikulum (ühendatud membraaniga suletud tubulite võrk, mis transpordib sünteesitud valke); golgi kompleks (sorteerib ja pakib valke sekretsiooni jaoks); ja taimerakkude puhul kloroplastid (fotosünteesi läbiviimine). Kõik need organellid asuvad eukarüootse raku tsütoplasmas.

Peamised erinevused prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude vahel on tuuma olemasolu, ribosoomide suurus ja keerukus, kuidas rakud paljunevad ja rakuseina olemasolu.

Peamised erinevused prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude vahel on tuuma olemasolu, ribosoomide suurus ja keerukus, kuidas rakud paljunevad ja rakuseina olemasolu.

Krediit: Shutterstock

Ribosoomid: Eukarüootsetes rakkudes on ribosoomid suuremad, keerukamad ja seonduvad membraaniga. Neid võib leida erinevates kohtades: mõnikord tsütoplasmas; endoplasmaatilisel retikululil; või kinnitatud tuumamembraani külge (mis katab tuuma).

Prokarüootsetes rakkudes on ribosoomid hajutatud ja ujuvad vabalt kogu tsütoplasmas. Prokarüootsetes rakkudes on ribosoomidel ka väiksemad alaühikud. Kõik ribosoomid (nii eukarüootsetes kui ka prokarüootsetes rakkudes) on valmistatud kahest allüksusest – üks suurem ja üks väiksem. Eukarüootides on need tükid teadlased 60-S ja 40-S alamühikutena. Prokarüootides valmistatakse ribosoome veidi väiksematest allüksustest, mida nimetatakse 50-S ja 30-S.

Erinevus allüksuste tüüpides on võimaldanud teadlastel arendada antibiootilisi ravimeid, nagu streptomütsiin, mis ründavad teatud tüüpi nakkuslikke baktereid, vastavalt Briti rakubioloogia ühingule. Mõnes negatiivses mõttes kasutavad mõned bakteriaalsed toksiinid ja poliomüeliidi viirus ribosoomi erinevusi nende kasuks – nad suudavad tuvastada ja rünnata eukarüootsete rakkude tõlkemehhanismi või protsessi, mille kaudu RNS-i translaator valkudeks.

Paljundamine: Enamik eukarüootidest paljunevad seksuaalselt (kuigi mõned protistid ja ühe rakuga seened võivad paljuneda mitoosi kaudu, mis on funktsionaalselt sarnane ebatavalisele paljunemisele). Prokarüootid paljunevad aseksuaalselt, mille tagajärjel on järglased täpse vanema kloon. Mõnedel prokarüootsetel rakkudel on ka pili, mis on bioloogilise kontseptsiooni kohaselt geneetilise materjali vahetamise ajal konjugatsiooniks kasutatava geneetilise materjali vahetamiseks kasutatavad kleepuvad karvad. Konjugatsioon võib toimuda bakterites, algloomades ja mõnedes vetikates ja seentes.

Rakkude seinadEnamikul prokarüootsetest rakkudest on jäik raku sein, mis ümbritseb plasmamembraani ja annab organismile kuju. Eukarüootides ei ole selgroogsetel rakuseina, kuid taimed teevad. Prokarüootide rakuseinad erinevad keemiliselt nende taimerakkude eukarüootsetest rakuseintest, mis on peamiselt valmistatud tselluloosist. Näiteks bakterites moodustavad rakuseinad Washingtoni ülikooli kohaselt peptidoglükaanid (suhkrud ja aminohapped).

Lisaressursid: