Hauptunterschied – Prokaryoten vs. Eukaryoten

Prokaryoten und Eukaryoten sind die beiden Organisationsebenen der lebenden Organismen auf der Erde. Die Hauptunterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist das Prokaryonten haben keine membranumschlossenen Organellen, während Eukaryonten membranumhüllte Organellen haben. Das genetische Material von Prokaryoten befindet sich an einer bestimmten Stelle des Zytoplasmas, die als Zellkern bezeichnet wird. Bei Eukaryoten ist die DNA jedoch in einer membranumhüllten Organelle namens Kern organisiert. Die anderen Organellen in Eukaryoten sind Mitochondrien, Chloroplasten, endoplasmatische Retikulum, Golgi-Apparat und Lysosomen. Prokaryontische Organismen umfassen Bakterien und Cyanobakterien. Eukaryotische Organismen umfassen Tiere, Pflanzen, Pilze, Algen und Protozoen.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was sind Prokaryoten? – Definition, Organisation, Beispiele 2. Was sind Eukaryoten? – Definition, Organisation, Beispiele 3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Eukaryoten? – Überblick über die gemeinsamen Funktionen 4. Was ist der Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Tiere, Bakterien, DNA, Eukaryoten, Pilze, membrangebundene Organellen, Zellkern, Pflanzen, Prokaryoten

Was sind Prokaryoten?

Prokaryoten beziehen sich auf Organismen, die keinen Kern und membrangebundene Organellen haben. Alle Prokaryonten sind einzellige Organismen. Die meisten Prokaryonten sind 0,2 bis 2 µm groß. Die Zellmembran von Prokaryoten umschließt wasserlösliche Proteine, DNA und Metaboliten im Zytoplasma. Obwohl Prokaryonten im Zytoplasma keine als Organellen bezeichneten Kompartimente enthalten, verarbeiten sie dennoch einige Mikrokompartimente, die als primitive Organellen fungieren. Bakterien und Cyanobakterien sind die beiden Arten von Prokaryoten.

Bei Bakterien können vier Arten von Formen identifiziert werden: kugelförmig (Kokken), stäbchenförmig (Bazillen), spiralförmig (Spirochaeten) und kommaförmig (Vibrio). Die Bakterienzellwand besteht aus Peptidoglykanen. Die Zellwand schützt die Zelle, behält die Form und verhindert Austrocknung. Einige Bakterien besitzen eine äußerste Schicht namens Kapsel, die klebrig ist und der Zelle hilft, sich an Oberflächen zu binden. Flagellen, eine wischähnliche Struktur, unterstützen die Bewegung der Zelle. Fimbrien, bei denen es sich um eine zahlreiche haarähnliche Struktur handelt, helfen auch bei der Befestigung. Manche Bakterien bestehen aus einer Glykokalyx, die die Umgebung der Zellmembran bedeckt. Die Struktur einer prokaryontischen Zelle ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Prokaryotische Bakterienzelle

Bakterielles Zytoplasma ist eine gelartige Substanz, die eine Vielzahl organischer Moleküle auflöst. Sie bestehen aus einem primitiven Zytoskelett. Kleine 70S-Ribosomen sind für die Proteinsynthese vorhanden. Genomische DNA wird in einer als Nukleoid bezeichneten Region im Zytoplasma gefunden. Bakterien bestehen aus einem einzigen kreisförmigen Chromosom. Einige DNA-Stücke können im Zytoplasma als zirkuläre Plasmide gefunden werden.

Die asexuelle Fortpflanzung von Prokaryoten erfolgt durch binäre Spaltung. Die sexuelle Fortpflanzungsmethode von Prokaryoten ist der horizontale Gentransfer. Der bakterielle Gentransfer erfolgt in drei Verfahren: durch Bakteriophagen vermittelte Transduktion, durch Plasmide vermittelte Konjugation und natürliche Transformation. Stäbchenartige Strukturen, sogenannte Pili, ermöglichen den genetischen Transfer.

Da Prokaryonten eine große Vielfalt aufweisen, gewinnen sie Energie neben der Photosynthese und organischen Verbindungen auch aus anorganischen Verbindungen wie Schwefelwasserstoff. Sie können auch unter rauen Bedingungen wie Schneeoberflächen in der Antarktis, heißen Quellen und Unterwasser-Hydrothermalquellen leben. Es wird angenommen, dass sich Eukaryoten aus Prokaryoten entwickelt haben.

Was sind Eukaryoten?

Eukaryoten sind Organismen, die membrangebundene Organellen einschließlich des Zellkerns besitzen. Sie können entweder einzellige oder mehrzellige Organismen sein. Mehrzellige höhere Eukaryoten enthalten spezialisierte Gewebe aus verschiedenen Zelltypen. Eukaryoten können in vier Königreichen identifiziert werden: Königreich Protista, Königreich Plantae, Königreich Fungi und Königreich Animalia.

Eukaryontische Zellen sind im Vergleich zu Prokaryonten groß (10 bis 100 µm). Die drei Haupttypen prokaryontischer Zellen sind Tierzellen, Pflanzenzellen und Pilzzellen. Pflanzen und Pilze besitzen eine Zellwand aus Zellulose, Hemizellulose, Pektin bzw. Chitin. Das eukaryotische Zytoskelett besteht aus Mikrofilamenten, Mikrotubuli und Zwischenfilamenten. Es spielt eine wichtige Rolle bei der zellulären Organisation und der Aufrechterhaltung der Form der Zelle. Eukaryoten und Prokaryoten werden in Video 1 beschrieben.

Video 1: Eukaryoten und Prokaryoten

Eukaryontische Zellen bestehen aus einer Vielzahl von membrangebundenen Organellen. Der Kern ist von zwei Membranen umgeben, die als Kernmembranen bezeichnet werden. Eukaryoten enthalten normalerweise mehr als ein Chromosom im Zellkern. Diese Chromosomen sind linear und existieren oft in mehreren Kopien, die als homolog bezeichnet werden. Kernmembranen entwickeln das endoplasmatische Retikulum (ER), das an der Reifung und dem Transport von Proteinen beteiligt ist. Ribosomen sind groß, 80S groß und an das ER gebunden. Ribosomengebundenes ER wird als raues ER bezeichnet. Vesikel sind für die Transformation verschiedener Moleküle innerhalb der Zelle vorhanden, wie zum Beispiel Golgi-Körper, Lysosomen und Peroxisomen. Mitochondrien sind auch von zwei Phospholipid-Doppelschichten umgeben. Sie wandeln Zucker in ATPs um, um sie als Energie zu nutzen. Pflanzenzellen enthalten Chloroplasten für die Photosynthese. Eukaryoten vermehren sich entweder asexuell durch Mitose oder sexuell durch Meiose, gefolgt von der Verschmelzung von Gameten.

Ähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Definition

Prokaryoten: Prokaryoten sind Organismen, die keinen Kern und keine membrangebundenen Organellen besitzen.

Eukaryoten: Eukaryoten sind Organismen, die membrangebundene Organellen einschließlich des Zellkerns besitzen.

Königreich

Prokaryonten: Prokaryoten gehören zum Königreich Monera.

Eukaryoten: Eukaryoten gehören zum Königreich Protista, Königreich Plantae, Königreich Fungi und Königreich Animalia.

Beispiele

Prokaryoten: Bakterien und Cyanobakterien sind prokaryontische Zellen.

Eukaryoten: Tiere, Pflanzen, Pilze, Protozoen und Algen sind Eukaryoten.

Größe der Zelle

Prokaryoten: Prokaryontische Zellen haben normalerweise einen Durchmesser von 0,2 bis 2 µm.

Eukaryoten: Diese Zellen haben normalerweise einen Durchmesser von 10 bis 100 µm.

Zelltyp

Prokaryonten: Prokaryonten sind einzellige Organismen.

Eukaryoten: Eukaryoten sind vielzellige Organismen.

Kern

Prokaryonten: Prokaryoten haben keinen echten Kern, keine Kernmembranen oder Nukleolen.

Eukaryoten: Eukaryontische Zellen bestehen aus einem echten Kern mit Doppelkernmembranen und Nukleolen.

DNA

Prokaryoten: Prokaryoten haben ein einzelnes, zirkuläres DNA-Molekül im Nukleoid. Ihnen fehlen Histone oder Exons.

Eukaryoten: Eukaryontische Zellen haben mehrere, lineare Chromosomen im Zellkern. Sie enthalten Histone und Exons.

Membrangebundenen Organellen

Prokaryoten: Prokaryotenzellen fehlen membrangebundene Organellen.

Eukaryoten: In Eukaryoten kommen membrangebundene Organellen wie Mitochondrien, Chloroplasten, ER und Vesikel vor.

Geißeln

Prokaryonten: Flagellen bestehen in Prokaryonten aus zwei Proteinen.

Eukaryoten: Einige eukaryotische Zellen ohne Zellwand enthalten Flagellen.

Zellenwand

Prokaryoten: Prokaryontische Zellwände bestehen hauptsächlich aus Peptidoglykanen.

Eukaryoten: Eukaryontische Zellwände bestehen aus Zellulose, Chitin und Pektin.

Plasma Membran

Prokaryoten: Kohlenhydrate und Sterole werden in der Plasmamembran von Prokaryonten nicht gefunden.

Eukaryoten: Kohlenhydrate und Sterole dienen als Rezeptoren auf der Plasmamembran von Eukaryoten.

Zytoskelett

Prokaryoten: Prokaryonten enthalten ein primitives Zytoskelett ohne Zytoplasma-Streaming.

Eukaryoten: Eukaryoten enthalten ein komplexes Zytoskelett mit zytoplasmatischer Strömung.

Zellteilung

Prokaryoten: Die Zellteilung erfolgt bei Prokaryonten durch binäre Spaltung.

Eukaryoten: Bei Eukaryoten findet die Zellteilung durch Mitose statt.

Sexuelle Fortpflanzung

Prokaryoten: Die sexuelle Fortpflanzung von Prokaryoten erfolgt durch Konjugation.

Eukaryoten: Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt durch die Produktion von Gameten in Eukaryoten

Abschluss

Prokaryoten und Eukaryoten sind zwei Arten von Organismen auf der Erde. Bakterien und Cyanobakterien sind Prokaryonten. Tiere, Pflanzen, Pilze, Protozoen, Algen sind Eukaryoten. Prokaryonten enthalten keine membrangebundenen Organellen und keinen Zellkern. Eukaryoten enthalten jedoch membrangebundene Organellen und einen Zellkern. Der Hauptunterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist ihre zelluläre Organisation.

Referenz:

1. „Prokaryot“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 27. August 2014, hier verfügbar.2.„Einführung in eukaryotische Zellen“. Khan-Akademie, hier erhältlich.

Mit freundlicher Genehmigung der Medien:

1. „Prokaryotenzelle“ Von Ali Zifan – Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia2. „Prokaryoten vs. Eukaryoten“ von eLearn.Punjab über Vimeo.com