Prokaryote cellen en eukaryote cellen zijn de twee soorten cellen die op aarde bestaan. Er zijn verschillende verschillen tussen de twee, maar het grootste verschil tussen beide is dat eukaryote cellen een afzonderlijke kern hebben die het genetische materiaal van de cel bevat, terwijl prokaryote cellen geen kern hebben en in plaats daarvan vrij zwevend genetisch materiaal hebben.
Van prokaryote cellen tot eukaryote cellen
Alle levende wezens kunnen worden onderverdeeld in drie basisdomeinen: bacteriën, Archaea en Eukarya. De voornamelijk eencellige organismen die worden aangetroffen in de domeinen Bacteria en Archaea staan bekend als prokaryoten. Deze organismen zijn gemaakt van prokaryote cellen - de kleinste, eenvoudigste en oudste cellen.
Organismen in het Eukarya-domein zijn gemaakt van de meer complexe eukaryote cellen. Deze organismen, eukaryoten genoemd, kunnen eencellig of meercellig zijn en omvatten dieren, planten, schimmels en protisten. Veel mensen weten niet of gisten of schimmels prokaryoten of eukaryoten zijn. Beide zijn eukaryoten en hebben een vergelijkbare celstructuur als alle andere eukaryoten.
Eukaryoten ontwikkelden zich minstens 2,7 miljard jaar geleden, na 1 tot 1,5 miljard jaar prokaryotische evolutie, volgens de National Institutes of Health (NIH). Wetenschappers veronderstellen dat de kern en andere eukaryotische kenmerken mogelijk eerst zijn gevormd nadat een prokaryotisch organisme een ander heeft opgeslokt, volgens de Universiteit van Texas. Volgens deze theorie zou het verzwakte organisme dan hebben bijgedragen aan het functioneren van zijn gastheer.
Wat hebben prokaryoten en eukaryoten gemeen?
Hoewel prokaryote en eukaryote cellen veel verschillen hebben, delen ze enkele gemeenschappelijke kenmerken, waaronder de volgende:
- DNA: genetische codering die alle kenmerken van levende wezens bepaalt.
- Cel- (of plasma-) membraan: buitenste laag die de cel van de omgeving scheidt en fungeert als een selectieve barrière voor inkomende en uitgaande materialen.
- Cytoplasma: geleiachtige vloeistof in een cel die voornamelijk bestaat uit water, zouten en eiwitten.
- Ribosomen: organellen die eiwitten maken.
Hoe verschillen prokaryoten en eukaryoten?
Nucleus / DNA: Eukaryote cellen hebben een kern omgeven door een nucleaire envelop die bestaat uit twee lipide membranen, volgens Nature Education. De kern bevat het DNA van de eukaryote cel. Prokaryote cellen hebben geen kern; ze hebben eerder een membraanloos nucleoïde gebied (open deel van de cel) dat vrij zwevend DNA bevat, volgens de Washington University.
Het volledige DNA in een cel is te vinden in afzonderlijke stukjes die bekend staan als chromosomen. Eukaryote cellen hebben veel chromosomen die tijdens celdeling meiose en mitose ondergaan, terwijl de meeste prokaryote cellen uit slechts één cirkelvormig chromosoom bestaan. Recente studies hebben echter aangetoond dat sommige prokaryoten volgens Nature Education maar liefst vier lineaire of circulaire chromosomen hebben. Bijvoorbeeld, Vibrio cholerae, de bacterie die cholera veroorzaakt, heeft twee cirkelvormige chromosomen.
Organellen in eukaryote cellen: Eukaryote cellen hebben verschillende andere membraangebonden organellen die niet worden gevonden in prokaryote cellen. Deze omvatten de mitochondriën (zetten voedingsenergie om in adenosinetrifosfaat of ATP om biochemische reacties aan te sturen); ruw en glad endoplasmatisch reticulum (een onderling verbonden netwerk van membraan-omsloten tubuli die gesynthetiseerde eiwitten transporteren); golgi-complex (sorteert en verpakt eiwitten voor uitscheiding); en in het geval van plantencellen, chloroplasten (fotosynthese uitvoeren). Al deze organellen bevinden zich in het cytoplasma van de eukaryote cel.
Ribosomen: In eukaryote cellen zijn de ribosomen groter, complexer en gebonden door een membraan. Ze zijn op verschillende plaatsen te vinden: soms in het cytoplasma; op het endoplasmatisch reticulum; of gehecht aan het kernmembraan (bedekking op de kern).
In prokaryote cellen zijn de ribosomen verspreid en vrij zwevend door het cytoplasma. De ribosomen in prokaryote cellen hebben ook kleinere subeenheden. Alle ribosomen (in zowel eukaryote als prokaryote cellen) zijn gemaakt van twee subeenheden - een grotere en een kleinere. In eukaryoten worden deze stukken door wetenschappers geïdentificeerd als de 60-S- en 40-S-subeenheden. Bij prokaryoten zijn de ribosomen gemaakt van iets kleinere subeenheden, genaamd 50-S en 30-S.
Het verschil in soorten subeenheden heeft wetenschappers in staat gesteld antibiotica te ontwikkelen, zoals streptomycine, die bepaalde soorten infectieuze bacteriën aanvallen, aldus de British Society for Cell Biology. Aan de andere kant gebruiken sommige bacteriële toxines en het poliovirus de ribosoomverschillen in hun voordeel: ze zijn in staat om het translatiemechanisme van eukaryote cellen te identificeren en aan te vallen, of het proces waarmee boodschapper-RNA in eiwitten wordt vertaald.
Reproductie: De meeste eukaryoten planten zich seksueel voort (hoewel sommige protisten en eencellige schimmels zich kunnen voortplanten door middel van mitose, wat functioneel vergelijkbaar is met aseksuele reproductie). Prokaryoten planten zich ongeslachtelijk voort, waardoor de nakomelingen een exacte kloon van de ouder zijn. Sommige prokaryote cellen hebben ook pili, dit zijn hechtende haarachtige projecties die worden gebruikt om genetisch materiaal uit te wisselen tijdens een soort seksueel proces dat conjugatie wordt genoemd, volgens Concepts of Biology. Vervoeging kan voorkomen bij bacteriën, protozoa en sommige algen en schimmels.
Gevangenismuren: De meeste prokaryote cellen hebben een stijve celwand die het plasmamembraan omgeeft en vorm geeft aan het organisme. Bij eukaryoten hebben gewervelde dieren geen celwand, maar planten wel. De celwanden van prokaryoten verschillen chemisch van de eukaryote celwanden van plantencellen, die voornamelijk van cellulose zijn gemaakt. In bacteriën zijn de celwanden bijvoorbeeld samengesteld uit peptidoglycanen (suikers en aminozuren), volgens de Washington University.
