Περιεχόμενο
- Χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά των προκαρυωτικών κυττάρων υπό μικροσκόπιο
- Η δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων
- Πώς λειτουργούν τα ευκαρυωτικά κύτταρα
- Αναπαραγωγή ευκαρυωτικών κυττάρων
- Το δομικό πλεονέκτημα του ευκαρυωτικού
Οι ευκαρυώτες είναι οργανισμοί των οποίων τα κύτταρα έχουν κάθε έναν πυρήνα και οργανίδια με τις δικές τους μεμβράνες. Οι προκαρυώτες είναι απλούστεροι μονοκύτταροι οργανισμοί χωρίς πυρήνα και μόνο ένα εσωτερικό χώρο. Αυτή η διαφορά αντιπροσωπεύει ένα δομικό πλεονέκτημα που επιτρέπει στα ευκαρυωτικά κύτταρα να οργανωθούν σε πολυκύτταρους οργανισμούς. Τα εσωτερικά οργανίδια, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα, απομονώνουν τις διάφορες κυτταρικές διεργασίες και διευκολύνουν τον έλεγχο τους.
Χωρίς έναν πυρήνα, τα προκαρυωτικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται μέσω μιας διεργασίας δυαδικής σχάσης που είναι δύσκολο να ελεγχθεί. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να αναπαραχθούν γρήγορα όταν υπάρχουν διαθέσιμοι πόροι και χώρος, αλλά μια τέτοια ταχεία, ανεξέλεγκτη ανάπτυξη δεν είναι επιθυμητή όταν ένα κύτταρο αποτελεί μέρος ενός μεγαλύτερου οργανισμού. Αντ 'αυτού, κάθε κύτταρο πρέπει να συντονίσει την ανάπτυξη και τη διαίρεσή του με όλα τα άλλα κύτταρα του οργανισμού. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν την δομική πολυπλοκότητα να το κάνουν αυτό ενώ τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν αυτή την ικανότητα.
Χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά των προκαρυωτικών κυττάρων υπό μικροσκόπιο
Τα προκαρυωτικά πεδία είναι Βακτήρια και Αρχαία. κάθε ένας από αυτούς τους τομείς χωρίζεται σε βασίλεια και μικρότερες ταξινομικές κατηγορίες. Ως μονοκύτταροι οργανισμοί χωρίς πυρήνα ή οργανίδια, χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:
Τα μεμονωμένα κύτταρα των βακτηρίων και των αρχαίων εκτίθενται στο περιβάλλον και χρειάζονται έτσι κυτταρικό τοίχωμα για την προστασία τους. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια πυκνή, σαφώς ορατή δομή που περιβάλλει το κελί. Στο εσωτερικό του κυτταρικού τοιχώματος υπάρχει μια κυτταρική μεμβράνη που ελέγχει ποιες ουσίες μπορούν να εισέλθουν και να βγουν από το κύτταρο.
Μέσα στην κυτταρική μεμβράνη υπάρχει ένας σπειροειδώς μονόκλωνος κλώνος DNA. Ο κλώνος είναι κυκλικός και όταν το κύτταρο αρχίζει να διαιρείται, ο κλώνος ξετυλίγει και παίρνει το κυκλικό του σχήμα πριν αντιγραφεί. Μόλις αντιγραφεί το κέλυφος, τα δύο αντίγραφα κινούνται στα αντίθετα άκρα του κυττάρου και το κύτταρο χωρίζεται σε δύο.
Οι κυμαινόμενες ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων είναι ριβοσώματα που παράγουν τις πρωτεΐνες που απαιτούνται από το κύτταρο. Στο ένα άκρο του κελύφους, μια κτυπημένη δομή που ονομάζεται a flagellum προσαρτάται για να δώσει την κυτταρική κινητικότητα. Τα προκαρυωτικά κύτταρα χρησιμοποιούν την απλή δομή τους ως εξελικτικό πλεονέκτημα. Το DNA τους είναι απροστάτευτο και μεταλλάσσεται ελεύθερα, ενώ ο γρήγορος ρυθμός αναπαραγωγής τους επιτρέπει γρήγορη προσαρμογή σε νέες καταστάσεις και αλλαγές στο περιβάλλον.
Η δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων
Εάν συγκρίνετε τις δομές προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων κάτω από μικροσκόπιο, τα κύτταρα φαίνονται αρκετά διαφορετικά. Όπως τα προκαρυωτικά κύτταρα, τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν μεμβράνη και ριβοσώματα, αλλά είναι ορατές οι ακόλουθες διαφορές:
Είναι σαφές ότι τα κύτταρα που συνθέτουν ευκαρυωτικά έχουν διαφορετική δομή από τα προκαρυωτικά κύτταρα. Παρόλο που είναι σύνθετα και αναπαράγονται με πιο περίπλοκο τρόπο, δεν είναι προφανές Γιατί ακριβώς που δίνει ευκαρυωτικά ένα δομικό πλεονέκτημα.
Πώς λειτουργούν τα ευκαρυωτικά κύτταρα
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν τις δικές τους ανεξάρτητες λειτουργίες, αλλά συχνά λειτουργούν ως μέρος ενός μεγαλύτερου οργανισμού. Στα φυτά και τα ζώα, εισάγουν ουσίες από άλλα κύτταρα και εξάγουν απόβλητα και χρήσιμες πρωτεΐνες, ορμόνες και ένζυμα. Όταν ασκούν μια δραστηριότητα, αυτό που εξάγουν τα σήματα σε άλλα κύτταρα κάνουν αυτό που κάνουν. Δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα, επειδή δεν χρειάζονται προστασία για αυτό, και θα παρεμποδίζονταν ενδοκυτταρικές ανταλλαγές.
Αντί να πραγματοποιήσουν τη σύνθεση των κυτταρικών ουσιών και τη μετατροπή της ενέργειας στο γενικό χώρο μέσα στην κυτταρική μεμβράνη, έχουν εξειδικευμένες περιοχές μέσα σε συγκεκριμένα οργανίδια όπου πραγματοποιούνται αυτές οι δραστηριότητες. Η μετατροπή της γλυκόζης στο μόριο αποθήκευσης ενέργειας ATP πραγματοποιείται στο μιτοχόνδρια. Ξεσπάται τα κυτταρικά συντρίμμια και τα απόβλητα λυσοσώματα. Φορείς Golgi και το ενδοπλασματικό δίκτυο συνθέτουν πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λιπίδια. Τα οργανίδια που είναι συνδεδεμένα με μεμβράνη των ευκαρυωτικών κυττάρων εξειδικεύονται στην παραγωγή συγκεκριμένων κυτταρικών ουσιών.
Αναπαραγωγή ευκαρυωτικών κυττάρων
Τα κύτταρα των ευκαρυωτικών έχουν δύο τρόπους πολλαπλασιασμού: σεξουαλική και ασεξουαλική αναπαραγωγή. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα όταν χρειάζονται περισσότερα από τα ίδια είδη κυττάρων, όπως στα κύτταρα του δέρματος των ζώων. Η σεξουαλική αναπαραγωγή χρησιμοποιείται όταν δημιουργείται ένας νέος πολύπλοκος οργανισμός, όπως ένα φυτό ή ζώο. Στην ασεξουαλική αναπαραγωγή, ο αριθμός των κυττάρων αυξάνεται κατά τη διάρκεια της σεξουαλικής αναπαραγωγής, ο αριθμός των οργανισμών πολλαπλασιάζεται.
Και τα δύο είδη αναπαραγωγής είναι πολύπλοκες πολλαπλές λειτουργίες. Για την ασεξουαλική αναπαραγωγή, ο πυρήνας των κυττάρων χωρίζεται σε δύο ταυτόσημα μέρη σε μια διαδικασία που ονομάζεται μίτωσις. Κάθε πυρήνας έχει πλήρη αντίγραφα του κυτταρικού ϋΝΑ, και όταν το κύτταρο διασπάται, κάθε τμήμα λαμβάνει ένα μερίδιο των οργανιδίων.
Για τη σεξουαλική αναπαραγωγή, τα κύτταρα παράγονται με διαφορετικά σεξουαλικά χαρακτηριστικά σε μια διαδικασία που ονομάζεται Μεϊώση. Για παράδειγμα, στα ζώα, οι δύο τύποι κυττάρων είναι τα κύτταρα σπέρματος και τα κύτταρα των αυγών. Δύο κύτταρα με διαφορετικά σεξουαλικά χαρακτηριστικά και συνήθως από διαφορετικούς οργανισμούς του ίδιου είδους επανασυνδέονται για να σχηματίσουν έναν νέο οργανισμό. Στα ζώα το σπερματοζωάριο γονιμοποιεί ένα κύτταρο αυγού και ο συνδυασμός μεγαλώνει σε ένα νέο ζώο.
Το δομικό πλεονέκτημα του ευκαρυωτικού
Οι διαφορές μεταξύ των κυττάρων των ευκαρυωτικών και των προκαρυωτικών δίνουν πλεονεκτήματα σε ευκαρυωτικά σε αρκετές περιοχές. Όταν απαριθμούμε τα χαρακτηριστικά που βρίσκονται σε ευκαρυώτες αλλά όχι προκαρυωτικά, ποια είναι τα πλεονεκτήματα που παρέχουν αυτές οι διαφορές; Οι κύριες δομικές διαφορές βρίσκονται στον πυρήνα, στα οργανίδια και στον εξωτερικό τοίχο των κυττάρων. Αυτές οι διαφορές δημιουργούν ειδικά πλεονεκτήματα και δυνατότητες για τους ευκαρυώτες που δεν έχουν προκαρυωτικά. Ως αποτέλεσμα, οι προκαρυώτες παραμένουν απλοί μονοκύτταροι οργανισμοί. Ενώ υπάρχουν και ευκαρυωτικά ενός κυττάρου, ορισμένοι ευκαρυώτες έχουν κάνει χρήση αυτών των πλεονεκτημάτων για να εξελιχθούν σε ανώτερα φυτά και ζώα.
Η παρουσία α πυρήνας σε ευκαρυωτικά κύτταρα δίνει ευκαρυωτικά δύο πλεονεκτήματα. Ο πυρήνας αντιπροσωπεύει ένα επιπλέον προστατευτικό περίβλημα του DNA. Ως αποτέλεσμα, το ευκαρυωτικό DNA είναι λιγότερο ευαίσθητο σε μεταλλάξεις. Ο πυρήνας διευκολύνει επίσης τον έλεγχο της αναπαραγωγής. Οι περίπλοκες αναπαραγωγικές διαδικασίες που βασίζονται σε πυρήνα έχουν πολλά σημεία που μπορούν να λειτουργήσουν ως ένα σταμάτημα για τον συντονισμό της ανάπτυξης και του πολλαπλασιασμού των κυττάρων με τα άλλα κύτταρα του οργανισμού.
Η ενσωμάτωση του οργανίδια στα συμπυκνώματα των ευκαρυωτικών κυττάρων λειτουργούν στους δικούς τους εσωτερικούς χώρους. Αυτό σημαίνει ότι διαδικασίες όπως η παραγωγή ενέργειας και η εξάλειψη των αποβλήτων είναι πολύ πιο αποτελεσματικές στα ευκαρυωτικά κύτταρα απ 'ότι στους προκαρυώτες. Όταν τα μιτοχόνδρια παράγουν την ενέργεια των κυττάρων, τα κύτταρα μπορούν να έχουν περισσότερα ή λιγότερα μιτοχόνδρια, ανάλογα με το ρόλο που παίζουν στον οργανισμό. Χωρίς οργανίδια, ολόκληρο το προκαρυωτικό κύτταρο πρέπει να κάνει τα πάντα και το επίπεδο αποτελεσματικότητας είναι χαμηλότερο.
Η απουσία ενός κυτταρικού τοιχώματος σε σύνθετους ευκαρυώτες είναι το πλεονέκτημα που επιτρέπει στα ευκαρυωτικά κύτταρα να οργανωθούν σε δομές όπως όργανα, οστά, φυτικά στελέχη και φρούτα. Αυτά τα κύτταρα δουλεύουν μαζί και διαφοροποιούνται ανάλογα με τα περιβάλλοντα κύτταρα. Ένα κυτταρικό τοίχωμα θα εμπόδιζε τόσο στενούς αλληλεπιδράσεις. Ενώ τα προκαρυωτικά κύτταρα μερικές φορές συσσωρεύονται σε απλές δομές, δεν διαφοροποιούν τον τρόπο που κάνουν τα ευκαρυωτικά κύτταρα σε σύνθετους οργανισμούς.
ο σημαντικό δομικό πλεονέκτημα των ευκαρυωτικών έναντι των προκαρυωτικών είναι η ικανότητα σχηματισμού προηγμένων πολυκύτταρων οργανισμών. Ενώ οι ευκαρυώτες μπορούν να επιβιώσουν τόσο ως μονοκύτταροι όσο και ως πολυκύτταροι οργανισμοί, οι προκαρυώτες δεν έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν σύνθετες δομές ή οργανισμούς.