Hauptunterschied – prokaryontische vs. eukaryontische Zellen

Alle lebenden Organismen können in Prokaryonten und Eukaryonten unterteilt werden. Bakterien und Archaeen gehören zu den Prokaryoten. Eukaryoten sind die Organismen im Königreich Protista, Pilze, Plantae und Animalia. Prokaryontische Zellen besitzen keinen Kern, keine Kernmembranen und Nukleolen. Aber eukaryotische Zellen bestehen aus einem echten Kern, der von zwei Membranen umgeben ist. Und so kam es dass der Hauptunterschied zwischen prokaryontischen und eukaryontischen Zellen ist das prokaryontischen Zellen fehlen membrangebundene Organellen einschließlich des Kerns, während eukaryontische Zellen aus membrangebundenen Organellen einschließlich eines Kerns bestehen.

Dieser Artikel befasst sich mit,

1. Was sind prokaryontische Zellen? – Struktur und Eigenschaften 2. Was sind eukaryotische Zellen? – Struktur und Eigenschaften 3. Was ist der Unterschied zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen?

Was sind prokaryontische Zellen?

Einzellige Organismen, die keine membrangebundenen Organellen wie Zellkern und Mitochondrien haben, werden als prokaryontische Zellen bezeichnet. Diese Organismen werden in Abhängigkeit von den Bestandteilen der Zellwand in zwei Gruppen eingeteilt: Bakterien und Archaeen. Bei Prokaryonten umschließt die Zellmembran wasserlösliche Proteine, DNA und Metaboliten im Zytoplasma. Sie besitzen keine separaten Kompartimente, sondern Mikrokompartimente fungieren als primitive Organellen, die von Proteinhüllen gebildet werden.

Die meisten Prokaryonten sind 0,2 bis 2 µm groß. Bei Bakterien können vier Arten von Formen identifiziert werden: kugelförmig (Kokken), stäbchenförmig (Bazillen), spiralförmig (Spirochaeten) und kommaförmig (Vibrio). Cyanobakterien bilden auch große Kolonien und Myxobakterien, die mehrzellige Stadien im Lebenszyklus enthalten. Bakterien bestehen aus einem Primitiv Zytoskelett und ein Zellenwand besteht aus Peptidoglycan: ein Polymer aus verbundenen Kohlenhydraten und kleinen Proteinen. 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, an Oberflächen zu haften. Geißeln, eine wischähnliche Struktur helfen, sich zu bewegen, indem sie als Rotormotor wirkt. Auf der anderen Seite, Fimbrien, eine zahlreiche haarähnliche Struktur hilft auch bei der Befestigung.

Manche Bakterien bestehen aus einer Glykokalyx, die die Umgebung der Zellmembran bedeckt. Bakterien Zytoplasma ist eine gelartige Substanz, die eine Vielzahl organischer Moleküle zusammen mit zellulären Bestandteilen auflöst. Kleine 70S Ribosomen sind für die Proteinsynthese vorhanden. Genomische DNA wird in einer Region namens. gefunden Nukleoid im Zytoplasma. Bakterien bestehen aus einem einzigen kreisförmigen Chromosom. Einige DNA-Stücke finden sich im Zytoplasma als zirkuläre Plasmide. Die Struktur einer prokaryontischen Zelle ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Prokaryontische Zellstruktur

Sowohl Bakterien als auch Archaeen zeigen eine ungeschlechtliche Fortpflanzung durch binäre Spaltung. Der bakterielle Gentransfer erfolgt in drei Verfahren: durch Bakteriophagen vermittelte Transduktion, durch Plasmide vermittelte Konjugation und natürliche Transformation. Dies wird als horizontaler Gentransfer bezeichnet. Stabartige Strukturen genannt pili erlauben den genetischen Transfer. Archaealer Gentransfer erfolgt über zytoplasmatische Brücken.

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. Archaea sind Extremophile, die in extremen pH-, Temperatur- und Strahlungswerten leben. Es wird angenommen, dass sich Eukaryoten aus Prokaryoten entwickelt haben.

Was sind eukaryotische Zellen?

Eukaryoten sind einzellige oder mehrzellige Organismen, die membranumhüllte Organellen wie insbesondere Zellkern, Mitochondrien, Golgi-Apparat und Chloroplasten in Pflanzen aufweisen. Mehrzellige Eukaryoten enthalten spezialisierte Gewebe, die von verschiedenen Zelltypen gebildet werden. Eukaryoten können unter vier Königreichen identifiziert werden: Königreich Protista, Königreich Plantae, Königreich Fungi und Königreich Animalia.

Eine eukaryotische Zelle ist größer (10 bis 100 µm) als Prokaryoten. In Eukaryoten können verschiedene Zelltypen wie tierische Zellen, Pflanzenzellen und Pilzzellen identifiziert werden. Eukaryoten Zytoskelett besteht aus Mikrofilamenten, Mikrotubuli und Zwischenfilamenten. Es spielt eine wichtige Rolle bei der zellulären Organisation und ihrer Form. Pflanzen und Pilze besitzen eine Zellenwand bestehend aus Zellulose, Hemizellulose, Pektin bzw. Chitin.

Eukaryontische Zellen bestehen aus einer Vielzahl von membrangebundenen Organellen. Die Kern ist von zwei Membranen umgeben, die als Kernhülle bezeichnet werden. Kernmembran bildet die endoplasmatisches Retikulum (ER), das an der Reifung und dem Transport von Proteinen beteiligt ist. Ribosomen sind groß, 80S groß und an die Notaufnahme gebunden. Ribosomengebundenes ER wird als raues ER bezeichnet. Vesikel sind für die Transformation verschiedener Moleküle innerhalb der Zelle wie Golgi-Körper, Lysosomen und Peroxizome vorhanden. Mitochondrien ist ebenfalls von zwei Phospholipid-Doppelschichten umgeben. Sie wandeln Zucker in ATPs um, um sie als Energie zu nutzen. Pflanzenzellen enthalten Chloroplasten für die Photosynthese. Der Aufbau einer typischen Pflanzenzelle ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Pflanzenzellstruktur

Normalerweise bestehen Eukaryoten aus mehr als einem Chromosom im Zellkern. Diese Chromosomen sind linear und existieren meistens in mehreren Kopien, die als homolog bezeichnet werden. Eukaryoten vermehren sich entweder asexuell durch Mitose oder sexuell durch Meiose, gefolgt von der Verschmelzung von Gameten.

Unterschied zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen

Definition

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen besitzen keinen Kern und keine membrangebundenen Organellen.

Eukaryotische Zelle: Eukaryontische Zellen besitzen membrangebundene Organellen einschließlich des Zellkerns.

Größe der Zelle

Prokaryotische Zelle: Diese Zellen haben normalerweise einen Durchmesser von 0,2 bis 2 µm.

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

Kern

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen haben keinen echten Kern, keine Kernmembranen oder Nukleolen.

Eukaryotische Zelle: Eukaryontische Zellen bestehen aus einem echten Kern mit Kernmembranen und Nukleolen.

DNA

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen bestehen aus einem einzelnen, kreisförmigen DNA-Molekül im Nukleoid. Sie haben keine Histone oder Exons.

Eukaryotische Zelle: Eukaryontische Zellen bestehen aus mehreren, linearen Chromosomen im Zellkern. Sie enthalten Histone und Exons.

Membrangebundenen Organellen

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen besitzen keine membrangebundenen Organellen.

Eukaryotische Zelle: Membrangebundene Organellen wie Mitochondrien, Chloroplasten, ER und Vesikel sind vorhanden.

Geißeln

Prokaryotische Zelle: Flagellen bestehen aus zwei Proteinen.

Eukaryotische Zelle: Einige Zellen ohne Zellwand enthalten Flagellen.

Glykokalyx

Prokaryotische Zelle: Glycocalyx wirkt als Kapsel.

Eukaryotische Zelle: Einige eukaryotische Zellen, die keine Zellwände haben, besitzen eine Glykokalyx.

Zellenwand

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen bestehen hauptsächlich aus Peptidoglykanen. Sie sind chemisch komplex.

Eukaryotische Zelle: Eukaryontische Zellen bestehen aus Zellulose, Chitin und Pektin. Prokaryontische Zellen sind chemisch einfach.

Plasma Membran

Prokaryotische Zelle: Kohlenhydrate und Sterole werden in der Plasmamembran nicht gefunden.

Eukaryotische Zelle: Kohlenhydrate und Sterole dienen als Rezeptoren auf der Plasmamembran.

Zytoplasma

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen sind primitive Zytoskeletts ohne Zytoplasma-Streaming.

Eukaryotische Zelle: Eukaryontische Zellen haben ein komplexes Zytoskelett mit zytoplasmatischer Strömung.

Ribosomen

Prokaryotische Zelle: Prokaryontische Zellen sind klein, 70S.

Eukaryotische Zelle: Eukaryotische Zellen sind groß, 80S. 70S-Ribosomen sind in Organellen wie Mitochondrien und Chloroplasten vorhanden.

Zellteilung

Prokaryotische Zelle: Die Zellteilung erfolgt durch binäre Spaltung.

Eukaryotische Zelle: Die Zellteilung erfolgt durch Mitose.

Sexuelle Fortpflanzung

Prokaryotische Zelle: Es kann keine sexuelle Fortpflanzung, horizontaler Gentransfer und Rekombination beobachtet werden.

Eukaryotische Zelle: Die sexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Meiose.

Beispiele

Prokaryotische Zelle: Bakterien und Archaeen sind Beispiele

Eukaryotische Zelle: Protista, Pilze, Pflanzen und Tiere sind Beispiele.

Abschluss

Prokaryontische Zellen transportieren ihre Metaboliten durch das Zytoplasma, aber eukaryontische Zellen bestehen aus verschiedenen Arten von Vesikeln, um verschiedene Metaboliten zu transportieren. Die Proteinsynthese in eukaryontischen Zellen erfolgt in 80S-Ribosomen, die an das ER angeheftet sind. Synthetisierte Polynukleotidketten treten in das ER ein. Die Proteinfaltung und der Transport in verschiedene Teile der Zelle werden vom ER aufrechterhalten. Daher liegt der Hauptunterschied zwischen prokaryontischen und eukaryontischen Zellen in der Anwesenheit oder Abwesenheit des Zellkerns und der membrangebundenen Organellen.

Referenz: 1. „Prokaryote“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. Aufgerufen am 22. Februar 2017 2. „Prokaryontische Zellen“. KHANACEDAMY, 2017. Aufgerufen am 22. Februar 2017 3. „Eukaryote“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. Zugriff am 22. Februar 2017 4. „Eukaryotische Zellen“. Learn Science at Scitable, Nature Education, 2017. Abgerufen am 22. Februar 2017

Bild mit freundlicher Genehmigung: 1. „Average prokaryote cell-en.svg“. Von Mariana Ruiz Villarreal, LadyofHats – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „Pflanzenzellstruktur-en.svg“. Von LadyofHats – Selbstgemacht mit Adobe Illustrator (Public Domain) über Commons Wikimedia