Χαρακτηριστικά ευκαρυωτικών κυττάρων, είδη, μέρη, μεταβολισμός

Το ευκαρυωτικά κύτταρα είναι τα δομικά συστατικά μιας ευρείας σειράς οργανισμών που χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη κυττάρων με πυρήνα που οριοθετείται από μεμβράνη και που έχει ένα σύνολο από οργανίδια.

Ανάμεσα στα πιο εμφανή οργανίδιο των ευκαρυωτικών έχουν μιτοχόνδρια, υπεύθυνη για την κυτταρική αναπνοή και άλλες πορείες που σχετίζονται με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και χλωροπλάστες που βρίσκονται στα φυτά και υπεύθυνη για τη φωτοσυνθετική διαδικασία.

Επιπλέον, άλλες μεμβράνες όπως περιορίζεται από τη συσκευή Golgi, το ενδοπλασματικό δίκτυο, κενοτόπια, λυσοσώματα, υπεροξυσώματα, μεταξύ άλλων δομών, που είναι μοναδικές για ευκαρυώτες.

Οι οργανισμοί που αποτελούν μέρος των ευκαρυωτικών είναι αρκετά ετερογενείς, τόσο σε μέγεθος όσο και σε μορφολογία. Η ομάδα αποτελείται από μονοκύτταρα πρωτόζωα και μικροσκοπικές ζυμομύκητες σε φυτά και μεγάλα ζώα που κατοικούν στη βαθιά θάλασσα.

Οι ευκαρυώτες διαφοροποιούνται από τους προκαρυώτες κυρίως από την παρουσία του πυρήνα και άλλων εσωτερικών οργανιδίων, πέραν της υψηλής οργάνωσης του γενετικού υλικού. Μπορεί να ειπωθεί ότι οι ευκαρυώτες είναι πολύ πιο πολύπλοκοι σε διαφορετικές πτυχές, τόσο δομικές όσο και λειτουργικές.

Ευρετήριο

• 1 Γενικά χαρακτηριστικά
• 2 μέρη (organelles)
  • 2.1 Core
  • 2.2 Μιτοχόνδρια
  • 2.3 Χλωροπλάστες
  • 2.4 Ενδοπλασματικό δίκτυο
  • 2.5 συσκευή Golgi
• 3 Ευκαρυωτικοί οργανισμοί
  • 3.1 Unicellular
  • 3.2 Φυτά
  • 3.3 Μανιτάρια
  • 3.4 Ζώα
• 4 Τύποι ευκαρυωτικών κυττάρων
  • 4.1 Νευρώνες
  • 4.2 Μυϊκά κύτταρα
  • 4.3 Κύτταρα χόνδρου
  • 4.4 Κύτταρα αίματος
• 5 Μεταβολισμός
• 6 Διαφορές με προκαρυώτες
  • 6.1 Μέγεθος
  • 6.2 Παρουσία οργανιδίων
  • 6.3 Core
  • 6.4 DNA
  • 6.5 Διαδικασίες διαίρεσης κυττάρων
  • 6.6 Κυτταροσκελετός                                                                                   
• 7 Αναφορές

Γενικά χαρακτηριστικά

Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά που ορίζουν ένα ευκαρυωτικό κύτταρο είναι: η παρουσία ενός ορισμένου γενετικού υλικού (DNA) στον εσωτερικό πυρήνα, υποκυτταρικά οργανίδια που εκτελούν τα ειδικά καθήκοντα και τον κυτταρικό σκελετό.

Έτσι, μερικές γενεαλογίες έχουν ειδικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, τα φυτά έχουν χλωροπλάστες, ένα μεγάλο κενοτόπιο και ένα παχύ τοίχωμα κυτταρίνης. Σε μύκητες, το τείχος της χιτίνης είναι χαρακτηριστικό. Τέλος, τα ζωικά κύτταρα έχουν centrioles.

Παρομοίως, υπάρχουν μονοκύτταροι ευκαρυωτικοί οργανισμοί μέσα σε protists και μύκητες.

Μέρη (organelles)

Ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών είναι η παρουσία οργανιδίων ή υποκυτταρικών διαμερισμάτων που περιβάλλονται από μεμβράνη. Μεταξύ των πιο καταφανών έχουμε:

Core

Ο πυρήνας είναι η πιο εμφανής δομή στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Οριοθετείται από μια διπλή πορώδη λιπιδική μεμβράνη που επιτρέπει την ανταλλαγή ουσιών ανάμεσα στο κυτταρόπλασμα και το πυρηνικό εσωτερικό.

Είναι το όργανο υπεύθυνο για το συντονισμό όλων των κυτταρικών διεργασιών, καθώς περιέχει όλες τις απαραίτητες οδηγίες στο DNA που επιτρέπει τη διεξαγωγή μιας τεράστιας ποικιλίας διεργασιών.

Ο πυρήνας δεν είναι ένα τέλεια σφαιρικό και στατικό οργανίδιο με DNA διασκορπισμένο τυχαία μέσα σε αυτό. Είναι μια δομή εξαιρετικής πολυπλοκότητας με διαφορετικά συστατικά όπως το πυρηνικό περίβλημα, η χρωματίνη και ο πυρήνας.

Υπάρχουν επίσης και άλλα όργανα μέσα στον πυρήνα, όπως τα σώματα Cajal και τα σώματα PML (από τα αγγλικά: προμυελοκυτταρική λευχαιμία).

Μιτοχόνδρια

Τα μιτοχόνδρια είναι οργανίδια που περιβάλλουν ένα σύστημα διπλής μεμβράνης και βρίσκονται σε φυτά και ζώα. Ο αριθμός των μιτοχονδρίων ανά κύτταρο ποικίλλει ανάλογα με τις ανάγκες του ίδιου: σε κύτταρα με υψηλές ενεργειακές απαιτήσεις ο αριθμός είναι σχετικά μεγαλύτερος.

Μεταβολικές οδούς που λαμβάνουν χώρα στο μιτοχόνδριο είναι ο κύκλος του κιτρικού οξέος, μεταφορά ηλεκτρονίων και την οξειδωτική φωσφορυλίωση, οξείδωση των λιπαρών οξέων και βήτα αμινοξέα ρήξη.

Χλωροπλάστες

Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια τυπικά φυτά και φύκια, τα οποία έχουν ένα πολύπλοκο σύστημα μεμβράνης. Η πιο σημαντική είναι η χλωροφύλλη, μια πράσινη χρωστική που συμμετέχει άμεσα στη φωτοσύνθεση.

Εκτός από τις αντιδράσεις που σχετίζονται με τη φωτοσύνθεση, οι χλωροπλάστες μπορούν να παράγουν ΑΤΡ, συνθέτουν αμινοξέα, λιπαρά οξέα, μεταξύ άλλων. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι αυτό το διαμέρισμα σχετίζεται με την παραγωγή ουσιών κατά των παθογόνων παραγόντων.

Όπως τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες έχουν το δικό τους γενετικό υλικό, σε κυκλική μορφή. Από την εξελικτική άποψη, αυτό το γεγονός είναι απόδειξη που υποστηρίζει τη θεωρία της πιθανής ενδοσμπιμωτικής διαδικασίας που οδήγησε στα μιτοχόνδρια και τους χλωροπλάστες.

Εγκοπλασματικό δίκτυο

Το δικτυωτό είναι ένα σύστημα μεμβρανών που συνεχίζεται με τον πυρήνα και το οποίο εκτείνεται σε όλο το κύτταρο με τη μορφή λαβυρίνθου.

Διαχωρίζεται σε ένα ομαλό ενδοπλασματικό δίκτυο και ένα τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο, ανάλογα με την παρουσία ριβοσωμάτων σε αυτό. Το τραχύ δίκτυο είναι κυρίως υπεύθυνο για τη σύνθεση πρωτεϊνών - χάρη στα αγκυροβολημένα ριβοσώματα. Η ομαλή, εν τω μεταξύ, σχετίζεται με τις μεταβολικές οδούς των λιπιδίων

Συσκευές Golgi

Αποτελείται από μια σειρά πεπλατυσμένων δίσκων που ονομάζονται "Γολκικές δεξαμενές". Σχετίζεται με την έκκριση και την τροποποίηση των πρωτεϊνών. Συμμετέχει επίσης στη σύνθεση άλλων βιομορίων, όπως τα λιπίδια και οι υδατάνθρακες.

Ευκαρυωτικοί οργανισμοί

Το 1980, ο ερευνητής Carl Woese και οι συνεργάτες του κατάφεραν να εδραιώσουν τις σχέσεις μεταξύ ζωντανών όντων χρησιμοποιώντας μοριακές τεχνικές. Μέσα από μια σειρά πρωτοποριακών πειραμάτων, κατάφεραν να δημιουργήσουν τρεις τομείς (που ονομάζονται επίσης "σούπερ βασίλεια") αφήνοντας πίσω του το παραδοσιακό όραμα των πέντε βασιλείων.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του Woese μπορούμε να ταξινομήσουμε τις ζωντανές μορφές της γης σε τρεις εμφανείς ομάδες: Αρχαία, Ευακτήρια και Ευκαρυά.

Στον τομέα της Ευκαρυάς είναι οι οργανισμοί που γνωρίζουμε ως ευκαρυώτες. Αυτή η γενεαλογία είναι ευρέως διαδεδομένη και περιλαμβάνει μια σειρά από οργανισμούς, τόσο μονοκύτταρους όσο και πολλαπλούς..

Μονοκύτταρο

Οι μονοκύτταροι ευκαρυώτες είναι εξαιρετικά πολύπλοκοι οργανισμοί, δεδομένου ότι πρέπει να διαθέτουν όλες τις τυπικές λειτουργίες ενός ευκαρυωτικού σε ένα μόνο κύτταρο. Τα πρωτόζωα ταξινομούνται ιστορικά ως ριζόποδα, ποντίκια, παγίδες και σποροζωάνες.

Ως παραδείγματα, έχουμε τα euglenas: τα φωτοσυνθετικά είδη που είναι ικανά να κινούνται μέσω μαστιγίου.

Υπάρχουν επίσης ευκαρυωτικοί, όπως οι διάσημοι παραστάσια που ανήκουν στο γένος Paramecium. Αυτά έχουν ένα τυπικό σχήμα παπουτσιών και κινούνται χάρη στην παρουσία πολλών κροσσών.

Στην ομάδα αυτή υπάρχουν επίσης παθογόνα είδη ανθρώπων και άλλων ζώων, όπως το φύλο Trypanosoma. Αυτή η ομάδα παρασίτων χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη επιμήκους σώματος και τυπικού μαστιγίου. Είναι η αιτία της νόσου του Chagas (Trypanosoma cruzi) και της νόσου του ύπνου (Trypanosoma brucei).

Το φύλο Plasmodium είναι ο αιτιώδης παράγοντας της ελονοσίας ή της ελονοσίας στους ανθρώπους. Αυτή η ασθένεια μπορεί να είναι θανατηφόρα.

Υπάρχουν επίσης μονοκύτταροι μύκητες, αλλά τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά αυτής της ομάδας θα περιγραφούν σε επόμενα τμήματα.

Φυτά

Όλη η μεγάλη πολυπλοκότητα των φυτών που παρατηρούμε καθημερινά ανήκει στην ευκαρυωτική γενεαλογία, από αγρωστώδη και αγρωστώδη έως συγκροτήματα και μεγάλα δέντρα.

Τα κύτταρα αυτών των ατόμων χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν ένα κυτταρικό τοίχωμα αποτελούμενο από κυτταρίνη, το οποίο παρέχει ακαμψία στη δομή. Επιπλέον, έχουν χλωροπλάστες που περιέχουν όλα τα βιοχημικά στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη διεξαγωγή της φωτοσυνθετικής διαδικασίας.

Τα φυτά αντιπροσωπεύουν μια ομάδα πολύ διαφορετικών οργανισμών, με σύνθετους κύκλους ζωής που θα ήταν αδύνατο να περιληφθούν σε μερικά χαρακτηριστικά.

Μανιτάρια

Ο όρος "μανιτάρι" χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό διαφόρων οργανισμών όπως μούχλα, ζύμες και άτομα που είναι ικανά να παράγουν μανιτάρια.

Ανάλογα με το είδος μπορεί να αναπαράγει σεξουαλικό ή ασεξουαλικό τρόπο. Χαρακτηρίζονται κυρίως από την παραγωγή σπορίων: μικρές λανθάνουσες δομές που μπορούν να αναπτυχθούν όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι επαρκείς.

Ίσως να νομίζετε ότι είναι παρόμοια με τα φυτά, αφού και τα δύο χαρακτηρίζονται από το να φέρνουν έναν αληθινό τρόπο ζωής, δηλαδή, δεν κινούνται. Ωστόσο, οι μύκητες στερούνται χλωροπλάστες και δεν διαθέτουν το απαραίτητο ενζυματικό μηχανισμό για τη φωτοσύνθεση.

Η διατροφή τους είναι ετερότροφη, όπως και τα περισσότερα ζώα, έτσι πρέπει να αναζητήσουν μια πηγή ενέργειας.

Ζώα

Τα ζώα αντιπροσωπεύουν μια ομάδα σχεδόν ενός εκατομμυρίου ειδών που ταξινομούνται και ταξινομούνται σωστά, αν και οι ζωολόγοι εκτιμούν ότι η πραγματική αξία θα μπορούσε να προσεγγίσει 7 ή 8 εκατομμύρια. Είναι μια ομάδα τόσο διαφορετική από αυτή που αναφέρθηκε παραπάνω.

Χαρακτηρίζονται από ετερότροπες (ψάχνουν για το δικό τους φαγητό) και έχουν μια αξιοσημείωτη κινητικότητα που τους επιτρέπει να κινούνται. Για το σκοπό αυτό έχουν μια σειρά από διάφορους μηχανισμούς μετακίνησης που τους επιτρέπουν να κινούνται σε ξηρά, νερό και αέρα..

Από την άποψη της μορφολογίας του, βρήκαμε απίστευτα ετερογενείς ομάδες. Παρόλο που θα μπορούσαμε να κάνουμε μια διαίρεση σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά, όπου το χαρακτηριστικό που τους διακρίνει είναι η παρουσία σπονδυλικής στήλης και μηχορδής.

Μεταξύ των ασπόνδυλων έχουμε τα poríferos, cnidarians, πολύχαιτους, νηματώδη, σκώληκες, αρθρόποδα, τα μαλάκια και τα εχινόδερμα. Ενώ τα σπονδυλωτά περιλαμβάνουν πιο γνωστές ομάδες όπως τα ψάρια, τα αμφίβια, τα ερπετά, τα πτηνά και τα θηλαστικά.

Τύποι ευκαρυωτικών κυττάρων

Υπάρχει μεγάλη ποικιλία ευκαρυωτικών κυττάρων. Αν και κάποιος μπορεί να πιστεύει ότι τα πιο σύνθετα βρίσκονται σε ζώα και φυτά, αυτό είναι λανθασμένο. Η μεγαλύτερη πολυπλοκότητα παρατηρείται στους αντίθετους οργανισμούς που πρέπει να έχουν όλα τα στοιχεία που απαιτούνται για ζωή κλεισμένα μέσα σε ένα μόνο κελί.

Η εξελικτική πορεία που οδήγησε στην εμφάνιση πολυκυτταρικών οργανισμών έφερε μαζί της την ανάγκη διανομής καθηκόντων μέσα στο άτομο, η οποία είναι γνωστή ως κυτταρική διαφοροποίηση. Έτσι, κάθε κύτταρο είναι υπεύθυνο για μια σειρά περιορισμένων δραστηριοτήτων και έχει μια μορφολογία που του επιτρέπει να πραγματοποιήσει.

Κατά τη διαδικασία σύντηξης ή γονιμοποίησης γαμετών, ο προκύπτων ζυγώτης υφίσταται μια σειρά μεταγενέστερων κυτταρικών διαιρέσεων που θα οδηγήσουν στο σχηματισμό περισσότερων από 250 τύπων κυττάρων.

Στα ζώα, οι διαδρομές διαφοροποίησης που ακολουθεί το έμβρυο κατευθύνονται από τα σήματα που λαμβάνει από το περιβάλλον και εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θέση του περιβάλλοντος στον αναπτυσσόμενο οργανισμό. Μεταξύ των κυριότερων κυτταρικών τύπων που έχουμε:

Νευρώνες

Νευρώνες ή εξειδικευμένα κύτταρα στη διάρθρωση των παλμών των νεύρων που αποτελούν μέρος του νευρικού συστήματος.

Μυϊκά κύτταρα

Κύτταρα σκελετικών μυών που έχουν συσταλτικές ιδιότητες και ευθυγραμμίζονται σε ένα δίκτυο νηματίων. Αυτά επιτρέπουν τις τυπικές κινήσεις των ζώων, όπως το τρέξιμο ή το περπάτημα.

Κύτταρα χόνδρου

Τα κύτταρα χόνδρων ειδικεύονται στην υποστήριξη. Για το λόγο αυτό περιβάλλουν μια μήτρα που παρουσιάζει κολλαγόνο.

Κύτταρα αίματος

Τα κυτταρικά συστατικά του αίματος είναι τα κόκκινα και λευκά αιμοσφαίρια και τα αιμοπετάλια. Οι πρώτες έχουν σχήμα δίσκου, στερούνται πυρήνας όταν είναι ώριμοι και έχουν ως λειτουργία τη μεταφορά αιμοσφαιρίνης. Τα λευκά αιμοσφαίρια συμμετέχουν στην ανοσοαπόκριση και τα αιμοπετάλια στη διαδικασία πήξης του αίματος.

Μεταβολισμός

Ευκαρυωτικά έχουν έναν αριθμό μεταβολικών οδών όπως γλυκόλυση, πεντόζης μονοπάτια φωσφορικό οξείδωσης βήτα των λιπαρών οξέων, μεταξύ άλλων, οργανώνονται σε συγκεκριμένες κυτταρικά διαμερίσματα. Για παράδειγμα, παράγεται ATP στα μιτοχόνδρια.

Τα φυτικά κύτταρα έχουν ένα χαρακτηριστικό μεταβολισμό, δεδομένου ότι διαθέτουν τον ενζυματικό μηχανισμό που είναι απαραίτητος για να πάρουν το ηλιακό φως και να παράγουν οργανικές ενώσεις. Αυτή η διαδικασία είναι η φωτοσύνθεση και τα μετατρέπει σε αυτοτροφικούς οργανισμούς που μπορούν να συνθέσουν τα ενεργειακά συστατικά που απαιτούνται από το μεταβολισμό τους.

Τα φυτά έχουν μια συγκεκριμένη οδό που ονομάζεται κύκλος γλυοξυλατιδίων που συμβαίνει στο γλοιοξίωμα και είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή των λιπιδίων σε υδατάνθρακες.

Τα ζώα και οι μύκητες χαρακτηρίζονται από ετερότροφες ιδιότητες. Αυτές οι γενεές δεν είναι σε θέση να παράγουν το δικό τους φαγητό, γι 'αυτό πρέπει να το αναζητούν ενεργά και να το υποβαθμίζουν.

Διαφορές με προκαρυώτες

Η κρίσιμη διαφορά μεταξύ ενός ευκαρυωτικού και ενός προκαρυωτικού είναι η παρουσία ενός πυρήνα που οριοθετείται από μια μεμβράνη και ορίζεται στην πρώτη ομάδα οργανισμών.

Μπορούμε να φτάσουμε σε αυτό το συμπέρασμα εξετάζοντας την ετυμολογία και των δύο όρων: ο προκαρυώτης προέρχεται από τις ρίζες pro που σημαίνει "πριν" και karyon που είναι πυρήνας. ενώ το ευκαρυωτικό αναφέρεται στην παρουσία ενός "πραγματικού πυρήνα" (eu που σημαίνει "αλήθεια" και karyon που σημαίνει πυρήνα)

Ωστόσο, βρίσκουμε μονοκύτταρα ευκαρυωτικά (δηλαδή ολόκληρο τον οργανισμό είναι ένα μόνο κύτταρο) όπως είναι γνωστό Paramecium ή τις ζύμες. Παρομοίως, βρίσκουμε πολυκύτταρους ευκαρυωτικούς οργανισμούς (που αποτελούνται από περισσότερα από ένα κύτταρα) όπως τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

Σύμφωνα με τα απολιθώματα, είναι δυνατόν να συμπεράνουμε ότι οι ευκαρυώτες εξελίχθηκαν από τους προκαρυώτες. Επομένως, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι και οι δύο ομάδες έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά όπως η παρουσία μίας κυτταρικής μεμβράνης, κοινές μεταβολικές οδούς, μεταξύ άλλων. Οι πιο εμφανείς διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων θα περιγραφούν παρακάτω:

Μέγεθος

Συνήθως οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί είναι μεγαλύτεροι σε μέγεθος από τους προκαρυωτικούς, επειδή είναι πολύ πιο πολύπλοκοι και έχουν περισσότερα κυτταρικά στοιχεία.

Κατά μέσο όρο, η διάμετρος ενός προκαρυωτικού είναι μεταξύ 1 και 3 μm, ενώ ένα ευκαρυωτικό κύτταρο μπορεί να είναι της τάξεως των 10 έως 100 μm. Παρόλο που υπάρχουν αξιοσημείωτες εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα.

Παρουσία οργανιδίων

Σε προκαρυωτικούς οργανισμούς δεν υπάρχουν δομές που οριοθετούνται από κυτταρική μεμβράνη. Αυτά είναι εξαιρετικά απλά και στερούνται αυτών των εσωτερικών οργάνων.

Κανονικά τα μόνα μεμβράνες έχοντας προκαρυωτικά είναι υπεύθυνοι για το σώμα που οριοθετεί με το εξωτερικό περιβάλλον (σημειώστε ότι αυτή η μεμβράνη είναι επίσης παρούσα σε ευκαρυώτες).

Core

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η παρουσία πυρήνα αποτελεί βασικό στοιχείο για τη διάκριση μεταξύ των δύο ομάδων. Στα προκαρυωτικά, το γενετικό υλικό δεν περιορίζεται από οποιοδήποτε τύπο βιολογικής μεμβράνης.

Αντίθετα, οι ευκαρυώτες είναι κύτταρα με σύνθετη εσωτερική δομή και, ανάλογα με τον κυτταρικό τύπο, παρουσιάζουν τα ειδικά οργανίδια που περιγράφηκαν λεπτομερώς στο προηγούμενο τμήμα. Αυτά τα κύτταρα παρουσιάζουν συνήθως ένα μόνο πυρήνα με δύο αντίγραφα από κάθε γονίδιο - όπως στα περισσότερα κύτταρα των ανθρώπων.

Στους ευκαρυώτες, DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξέα) είναι εξαιρετικά οργανωμένη σε διάφορα επίπεδα. Αυτή η μακρά μόριο συνδέεται με πρωτεΐνες ονομάζονται ιστόνης και συμπιέζεται σε ένα επίπεδο που είναι σε θέση να εισέλθει ένα μικρό πυρήνα, που μπορεί να παρατηρηθεί σε κάποιο βαθμό της κυτταρικής διαίρεσης ως χρωμοσώματα.

Οι προκαρυώτες δεν έχουν αυτά τα πολύπλοκα επίπεδα οργάνωσης. Γενικά το γενετικό υλικό παρουσιάζεται ως ένα μόριο κυκλικό μόριο που μπορεί να προσκολληθεί στη βιομεμβράνη που περιβάλλει το κύτταρο.

Ωστόσο, το μόριο DNA δεν κατανέμεται τυχαία. Αν και δεν τυλίγεται σε μεμβράνη, το γενετικό υλικό βρίσκεται σε μια περιοχή που ονομάζεται νουκλεοειδής.

Μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες

Στη συγκεκριμένη περίπτωση των μιτοχονδρίων, αυτά είναι κυτταρικά οργανίδια όπου βρίσκονται οι πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για τις διεργασίες κυτταρικής αναπνοής. Τα προκαρυωτικά - τα οποία πρέπει να περιέχουν αυτά τα ένζυμα για οξειδωτικές αντιδράσεις - αγκυροβολούνται στη μεμβράνη πλάσματος.

Ομοίως, σε μια τέτοια περίπτωση που ο προκαρυωτικός οργανισμός είναι φωτοσυνθετικός, η διαδικασία διεξάγεται στα χρωματοφόρα.

Ribosomes

Τα ριβοσώματα είναι οι δομές που είναι υπεύθυνες για τη μετάφραση του αγγελιαφόρου RNA στις πρωτεΐνες που κωδικοποιεί το μόριο. Είναι αρκετά άφθονα, για παράδειγμα ένα κοινό βακτήριο, όπως Escherichia coli, μπορεί να διαθέτει έως και 15.000 ριβοσώματα.

Μπορείτε να διακρίνετε δύο μονάδες που σχηματίζουν το ριβόσωμα: ένα σημαντικό και ένα δευτερεύον. Η προκαρυωτική σειρά χαρακτηρίζεται από την παρουσίαση 70S ριβοσωμάτων, που αποτελείται από τη μεγάλη 50S υπομονάδα και τη μικρή υπομονάδα 30S. Αντιστρόφως, στα ευκαρυωτικά αποτελούνται από μια μεγάλη υπομονάδα 60S και μια μικρή υπομονάδα 40S.

Στα προκαρυωτικά, τα ριβοσώματα διασκορπίζονται στο κυτταρόπλασμα. Ενώ σε ευκαρυωτικά αγκυρώνονται σε μεμβράνες, όπως στο τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο.

Κυτταρόπλασμα

Το κυτταρόπλασμα σε προκαρυωτικούς οργανισμούς παρουσιάζει κυρίως κοκκώδη εμφάνιση, χάρη στην παρουσία ριβοσωμάτων. Στα προκαρυωτικά, η σύνθεση του DNA εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα.

Παρουσία κυτταρικού τοιχώματος

Τόσο οι προκαρυωτικοί όσο και οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί οριοθετούνται από το εξωτερικό περιβάλλον τους με διπλή βιολογική μεμβράνη λιπιδικής φύσης. Ωστόσο, το κυτταρικό τοίχωμα είναι μια δομή που περιβάλλει το κύτταρο και η οποία υπάρχει μόνο στην προκαρυωτική σειρά, στα φυτά και στους μυς.

Αυτός ο τοίχος είναι άκαμπτος και η πιο διαισθητική γενική λειτουργία είναι η προστασία του κυττάρου από το περιβαλλοντικό στρες και πιθανές οσμωτικές αλλαγές. Ωστόσο, στο επίπεδο της σύνθεσης αυτό το τείχος είναι εντελώς διαφορετικό σε αυτές τις τρεις ομάδες.

Το τοίχωμα των βακτηρίων αποτελείται από μια ένωση που ονομάζεται πεπτιδογλυκάνη, σχηματίζοντας δύο δομικές τετράγωνα που συνδέονται με β-1,4 Τύπος: Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη και Ν-ακετυλομουραμικού οξέος.

Στα φυτά και τους μύκητες - και οι δύο ευκαρυώτες - η σύνθεση του τοίχου ποικίλλει επίσης. Στην πρώτη ομάδα είναι η κυτταρίνη, ένα πολυμερές που σχηματίζεται από επαναλαμβανόμενες μονάδες ζάχαρης γλυκόζης, ενώ οι μύκητες έχουν τοιχώματα χιτίνης και άλλα στοιχεία όπως γλυκοπρωτεΐνες και γλυκάνες. Σημειώστε ότι δεν έχουν όλοι οι μύκητες κυτταρικό τοίχωμα.

DNA

Το γενετικό υλικό μεταξύ των ευκαρυωτικών και των προκαρυωτικών κυμαίνεται όχι μόνο στον τρόπο συμπίεσης, αλλά και στη δομή και την ποσότητα.

Οι προκαρυώτες χαρακτηρίζονται από χαμηλές ποσότητες DNA, που κυμαίνονται από 600.000 ζεύγη βάσεων έως 8 εκατομμύρια. Δηλαδή, μπορούν να κωδικοποιήσουν από 500 έως μερικές χιλιάδες πρωτεΐνες.

Οι ιντρόνες (ακολουθίες DNA που δεν κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες και διακόπτουν τα γονίδια) υπάρχουν σε ευκαρυώτες και όχι σε προκαρυωτικά.

Η οριζόντια μεταφορά γονιδίων είναι μια σημαντική διαδικασία στους προκαρυώτες, ενώ στα ευκαρυωτικά είναι σχεδόν απουσία.

Διαδικασίες διαίρεσης κυττάρων

Και στις δύο ομάδες ο όγκος των κυττάρων γίνεται μεγαλύτερος μέχρι να φτάσει σε επαρκές μέγεθος. Οι ευκαρυώτες πραγματοποιούν τη διαίρεση με μια πολύπλοκη διαδικασία μίτωσης, η οποία έχει ως αποτέλεσμα δύο θυγατρικά κύτταρα παρόμοιου μεγέθους.

Η λειτουργία της μίτωσης είναι να εξασφαλιστεί ένας κατάλληλος αριθμός χρωμοσωμάτων μετά από κάθε διαίρεση κυττάρου.

Μια εξαίρεση σε αυτή τη διαδικασία είναι η κυτταρική διαίρεση των ζυμών, ιδιαίτερα του γένους Saccharomyces, όπου η διαίρεση οδηγεί στη δημιουργία ενός θυγατρικού κυττάρου μικρότερου μεγέθους, αφού σχηματίζεται μέσω μιας "προεξοχής".

Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν οδηγούν σε κυτταρική διαίρεση λόγω μίτωσης - μια εγγενή συνέπεια της έλλειψης πυρήνα. Σε αυτούς τους οργανισμούς η διαίρεση γίνεται με δυαδική διαίρεση. Έτσι, το κύτταρο μεγαλώνει και χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη.

Υπάρχουν ορισμένα στοιχεία που συμμετέχουν στην κυτταρική διαίρεση σε ευκαρυωτικά, όπως τα centromere. Στην περίπτωση των προκαρυωτών, δεν υπάρχουν ανάλογα με αυτά και μόνο λίγα είδη βακτηρίων διαθέτουν μικροσωληνίσκους. Η αναπαραγωγή του σεξουαλικού τύπου είναι συχνή σε ευκαρυωτικά και όχι συχνή σε προκαρυώτες.

Κυτταροσκελετός                                                                                   

Οι ευκαρυώτες έχουν μια πολύ περίπλοκη οργάνωση στο επίπεδο του κυτταροσκελετού. Το σύστημα αυτό αποτελείται από τρεις τύπους νηματίων που ταξινομούνται με τη διάμετρο τους σε μικροϊντίδια, ενδιάμεσα νημάτια και μικροσωληνίσκο. Επιπλέον, υπάρχουν πρωτεΐνες με ιδιότητες κινητήρα που σχετίζονται με αυτό το σύστημα.

Οι ευκαρυώτες παρουσιάζουν μια σειρά παρατάσεων που επιτρέπουν στο κύτταρο να μετακινείται στο περιβάλλον του. Πρόκειται για το μαστίγιο, το σχήμα του οποίου μοιάζει με μαστίγιο και το κίνημα είναι διαφορετικό σε ευκαρυώτες και προκαρυώτες. Οι κροκάλες είναι μικρότερες και συνήθως υπάρχουν σε μεγάλους αριθμούς.

Αναφορές

1. Birge, Ε. Α. (2013). Γενετική βακτηρίων και βακτηριοφάγων. Springer Science & Business Media.
2. Campbell, Μ. Κ., & Farrell, S. O. (2011). Βιοχημεία.
3. Cooper, G. Μ., & Hausman, R. Ε. (2000). Το κελί: Μοριακή προσέγγιση. Sinauer Associates.
4. Curtis, Η., & Barnes, Ν. S. (1994). Πρόσκληση στη βιολογία. Macmillan.
5. Hickman, C.Ρ., Roberts, L.S., Larson, Α., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Ολοκληρωμένες αρχές της ζωολογίας. McGraw-Hill.
6. Karp, G. (2009). Κυτταρική και μοριακή βιολογία: έννοιες και πειράματα. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Το κυτταρικό τοίχωμα των μυκήτων και ο μηχανισμός δράσης της anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
8. Vellai, Τ., & Vida, G. (1999). Η προέλευση των ευκαρυωτικών: η διαφορά μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων. Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας Β: Βιολογικές Επιστήμες, 266(1428), 1571-1577.
9. Voet, D., & Voet, J.G (2006). Βιοχημεία. Ed. Panamericana Medical.
10. Εβδομάδες, Β. (2012). Τα μικρόβια και η κοινωνία του Alcamo. Εκδότες Jones & Bartlett.