Відмінність між прокаріотами та еукаріотами

Всі організми, які мають клітинну будову, відносяться до однієї з груп (надцарств) – прокаріоти (перед’ядерні) або еукаріоти (ядерні). В цій статті описано чим відрізняються між собою клітини прокаріотів та еукаріотів.

Прокаріотичні клітини – не мають чітко сформованого ядра та більшості органел.

Еукаріотичні клітини – мають ядро і розвинену систему органел.

Відмінність між прокаріотами та еукаріотами

Найважливіша особливість еукаріотичних клітин пов’язана з розташуванням генетичного апарату в клітині. Генетичний апарат всіх еукаріот знаходиться в ядрі і захищений ядерною оболонкою (по-грецьки “еукаріот” значить має ядро).

ДНК еукаріот лінійна (у прокаріот ДНК кільцева і вільно плаває в цитоплазмі). Вона пов’язана з білками-гістонами та іншими білками хромосом, яких немає у бактерій.

В життєвому циклі еукаріот зазвичай присутні дві ядерні фази (гаплофаза і діплофаза). Перша фаза характеризується гаплоїдним (одинарним) набором хромосом, далі, зливаючись, дві гаплоїдні клітини (або два ядра) утворюють диплоїдну клітину (ядро), що містить подвійний (диплоїдний) набір хромосом. Через кілька поділок клітина знову стає гаплоїдною. Такий життєвий цикл для прокаріот не характерні.

Ще одна відмінність – наявність у еукаріотичних клітин особливих органел, які мають свій генетичний апарат, що розмножуються поділом і оточених мембраною. Ці органели – мітохондрії і пластиди. За своєю будовою і життєдіяльності вони разюче схожі на бактерій. Ця обставина наштовхнула сучасних вчених на думку, що подібні організми є нащадками бактерій, які вступили в симбіотичні відносини з еукаріотами.

Прокаріоти характеризуються малою кількістю органел, і жодна з них не оточена подвійною мембраною. У клітинах прокаріотів немає ЕПР, апарату Гольджі, лізосом.

Не менш важливо, описуючи відмінності між прокариотами і еукаріотамі, сказати про таке явище у еукаріотичних клітин, як фагоцитоз. Фагоцитоз це (дослівно “поїдання”) здатність еукаріотичних клітин захоплювати і перетравлювати найрізноманітніші тверді частинки. Цей процес забезпечує в організмі важливу захисну функцію. Поява фагоцитозу у еукаріот швидше за все пов’язано з середніми розмірами.

Більшість бактерій має клітинну стінку, відмінну від еукаріотичної (далеко не всі еукаріоти мають її). У прокаріотів це міцна структура, що складається головним чином з муреїну. Серед еукаріот клітинну стінку мають гриби і рослини. У грибів вона складається з хітину і глюканов, у нижчих рослин – з целюлози і гликопротеинов, діатомові водорості синтезують клітинну стінку з кремнієвих кислот, у вищих рослин – з целюлози, геміцелюлози і пектину. Мабуть для крупніших еукаріотичних клітин стало неможливо створювати клітинну стінку з однієї молекули високу по міцності. Ця обставина могла змусити еукаріот використовувати інший матеріал для клітинної стінки.

Різноманітний і обмін речовин у бактерій. Взагалі виділяють чотири типи харчування, і серед бактерій зустрічаються всі. Це фотоавтотрофні, фотогетеротрофний, хемоавтотрофні, хемогетеротрофні (фототрофні використовують енергію сонячного світла, хемотрофних використовують хімічну енергію). Еукаріоти ж або самі синтезують енергію з сонячного світла, або використовують готову енергію такого походження. Це може бути пов’язано з появою серед еукаріотов хижаків, необхідність синтезувати енергію, для яких відпала.

Ще одна відмінність – будова джгутиків. У бактерій вони тонкі – всього 15-20 нм в діаметрі. Це порожнисті нитки з білка флагелліну.

Будова джгутиків еукаріот набагато складніша. Вони являють собою виріст клітки, оточений мембраною, і містять цитоскелет (аксони) з дев’яти пар периферичних мікротрубочок і двох микротрубочек в центрі.

Дві групи аналізованих нами організмів, як вже було сказано, сильно відрізняються і за своїм середнім розмірам. Діаметр клітини прокаріотів становить зазвичай 0,5-10 мкм, коли той же показник у еукаріот складає 10-100 мкм. Обсяг такої клітини в 1000-10000 разів більше, ніж прокаріотичної.

У прокаріотів рибосоми дрібні (70S-типу). У еукаріот рибосоми більші (80S-типу).

Основні відмінності між прокаріотами та еукаріотами наведені в таблиці.

Ознака	Прокаріоти	Еукаріоти
Розміри клітин	Діаметр від 1 до 10 мкм, у середньому складає 0,5-2,0 мкм	Діаметр від 8 до 100 мкм, у середньому 40-60 мкм
Форма	Одноклітинні або нитчасті	Одноклітинні, нитчасті або багатоклітинні з диференціюванням
Генетичний матеріал	Кільцева ДНК знаходиться в цитоплазмі, не зв’язана з білками, нічим не відділена від цитоплазми. Немає ядра та ядерця. Хромосома кільцева	Довгі, лінійні молекули ДНК, зв’язані з білками. Ядро відділене від цитоплазми оболонкою, усередині ядра знаходиться ядерце. Хромосоми всередині ядра, оточені ядерною мембраною
Синтез білків	Рибосоми дрібні, чутливі до антибіотиків. Ендоплазматичного ретикулуму немає	Рибосоми більші, можуть бути прикріплені до ендоплазматичного ретикулуму
Органели	Органел мало або вони відсутні. Жодна з них не має мембранної оболонки. Внутрішні мембрани зустрічаються рідко; на них перебігають процеси дихання або фотосинтезу	Органел багато. Деякі з них оточені подвійною мембраною, наприклад, ядро, мітохондрії, хлоропласти. Багато органел, обмежених одинарною мембраною, наприклад, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі, мікротільця, ендоплазматичний ретикулум тощо.
Клітинні стінки	Жорсткі, містять полісахариди й амінокислоти. Основний компонент, що їх зміцнює, – муреїн	У рослин і грибів клітинні стінки жорсткі і містять полісахариди. Основний компонент клітинної стінки, що зміцнює її, у рослин – целюлоза, у грибів – хітин. Клітини тварин не мають стінок
Цитоплазма	Немає цитоскелета, руху цитоплазми, ендо- й екзоцитозу	Добре розвинений цитоскелет, рух цитоплазми, ендо й екзоцитоз
Джгутики	Прості, мікротрубочки відсутні. Знаходяться поза клітиною (не оточені плазматичною мембраною). Діаметр 20 нм	Складні, із розташуванням мікротрубочок типу 9-2. Розміщуються всередині клітини (оточені плазматичною мембраною). Діаметр 200 нм
Дихання клітин	У бактерій дихання анаеробне або аеробне, відбувається в мезосомах; у синьо-зелених водоростей – на цитоплазматичних мембранах	Аеробне дихання відбувається в мітохондріях
Перл клітин	Простий поділ клітин, немає мітозу	Мітоз (або мейоз)
Фотосинтез	Хлоропластів немає. Відбувається на мембранах, що не мають специфічної упаковки	Хлоропласти є в рослинних клітинах, що містять спеціальні мембрани, які упаковані в ламели або грани
Фіксація азоту	Деякі мають цю здатність	Жодний організм не здатний до фіксації азоту
Вакуолі	Відсутні	Присутні
Капсула	Може бути	Відсутня

Тепер ви знаєте що еукаріоти відрізняються від прокаріотів тим, що містять ядро.