Prokarüootsed rakud ja eukarüootsed rakud on kaks tüüpi rakke, mis Maal eksisteerivad. Nende kahe vahel on mitmeid erinevusi, kuid suurim erinevus nende vahel on see, et eukarüootsetel rakkudel on selgelt eristatav tuum, mis sisaldab raku geneetilist materjali, samas kui prokarüootsetel rakkudel pole tuuma ja neil on selle asemel vabalt ujuv geneetiline materjal.
Prokarüootilistest rakkudest kuni eukarüootseteni
Kõik elusolendid võib jagada kolme põhidomeeni: bakterid, Archaea ja Eukarya. Peamiselt üherakulisi organisme, mida leidub domeenides Bakterid ja Archaea, tuntakse prokarüootidena. Need organismid on valmistatud prokarüootsetest rakkudest - väikseimatest, lihtsamatest ja iidsematest rakkudest.
Eukarüa domeeni organismid on valmistatud keerukamatest eukarüootsetest rakkudest. Need organismid, mida nimetatakse eukarüootideks, võivad olla üherakulised või mitmerakulised ning hõlmata loomi, taimi, seeni ja protiste. Paljudel inimestel on ebaselge, kas pärmid või seened on prokarüootid või eukarüootid. Mõlemad on eukarüootid ja neil on sarnane rakustruktuur kõigi teiste eukarüootidega.
Riiklike terviseinstituutide (NIH) andmetel arenesid eukarüootid vähemalt 2,7 miljardit aastat tagasi pärast 1 kuni 1,5 miljardit aastat prokarüootilist evolutsiooni. Teadlaste hüpotees on, et tuum ja muud eukarüootsed tunnused võisid Texase ülikooli andmetel esmakordselt tekkida pärast seda, kui prokarüootne organism neelas alla teise. Selle teooria kohaselt oleks uppunud organism siis aidanud kaasa oma peremehe toimimisele.
Mis ühist on prokarüootidel ja eukarüootidel?
Ehkki prokarüootsetel ja eukarüootsetel rakkudel on palju erinevusi, on neil mõned ühised jooned, sealhulgas järgmised:
- DNA: geneetiline kodeerimine, mis määrab elusate asjade kõik omadused.
- Raku (või plasma) membraan: välimine kiht, mis eraldab raku ümbritsevast keskkonnast ja toimib sissetulevate ja väljaminevate materjalide valikulise barjäärina.
- Tsütoplasma: tarretisesarnane vedelik rakus, mis koosneb peamiselt veest, sooladest ja valkudest.
- Ribosoomid: valke tootvad organellid.
Kuidas erinevad prokarüootid ja eukarüootid?
Tuum / DNA: Eukarüootsetel rakkudel on tuum, mis on ümbritsetud tuumaümbrisega, mis koosneb looduse hariduse andmetel kahest lipiidmembraanist. Tuumas on eukarüootse raku DNA. Prokarüootsetel rakkudel pole tuuma; pigem on neil Washingtoni ülikooli andmetel membraanivaba nukleoidne piirkond (raku avatud osa), mis hoiab vabalt ujuvat DNA-d.
Rakus olevat kogu DNA-d võib leida üksikutest tükkidest, mida tuntakse kromosoomidena. Eukarüootsetel rakkudel on palju kromosoome, mis läbivad raku jagunemise ajal meioosi ja mitoosi, samas kui enamik prokarüootilisi rakke koosneb ainult ühest ümmargusest kromosoomist. Värsked uuringud on aga näidanud, et mõnedel prokarüootidel on loodushariduse andmetel koguni neli lineaarset või ümmargust kromosoomi. Näiteks, Vibrio koolerad, koolerat põhjustaval bakteril on kaks ümmargust kromosoomi.
Organellid eukarüootsetes rakkudes: Eukarüootsetes rakkudes on veel mitmeid membraaniga seotud organelle, mida prokarüootsetes rakkudes ei leidu. Nende hulka kuuluvad mitokondrid (muundavad toidu energia adenosiintrifosfaadiks (ATP) biokeemiliste reaktsioonide võimendamiseks); töötlemata ja sile endoplasmaatiline retikulum (membraaniga suletud tuubulite ühendatud võrk, mis transpordib sünteesitud valke); golgi kompleks (sorteerib ja pakendab valke sekretsiooniks); ja taimerakkude korral kloroplastid (viivad läbi fotosünteesi). Kõik need organellid asuvad eukarüootse raku tsütoplasmas.
Ribosoomid: Eukarüootsetes rakkudes on ribosoomid suuremad, keerukamad ja seotud membraaniga. Neid võib leida erinevates kohtades: Mõnikord tsütoplasmas; endoplasmaatilisel retikulumil; või kinnitatud tuumamembraani külge (katab tuuma).
Prokarüootilistes rakkudes on ribosoomid laiali ja ujuvad vabalt kogu tsütoplasmas. Prokarüootsete rakkude ribosoomidel on ka väiksemad alaühikud. Kõik ribosoomid (nii eukarüootses kui ka prokarüootses rakus) on valmistatud kahest alaühikust - üks suurem ja teine väiksem. Eukarüootides identifitseerivad teadlased neid tükke 60-S ja 40-S alaühikuteks. Prokarüootides on ribosoomid valmistatud pisut väiksematest alaühikutest, mida nimetatakse 50-S ja 30-S.
Allüksuste tüüpide erinevus on võimaldanud teadlastel välja töötada antibiootilisi ravimeid, näiteks streptomütsiini, mis ründavad teatud tüüpi nakkuslikke baktereid, väitis Briti rakubioloogia selts. Negatiivne külg on see, et mõned bakteriaalsed toksiinid ja lastehalvatuse viirus kasutavad ribosoomi erinevusi oma eeliseks - nad suudavad tuvastada ja rünnata eukarüootsete rakkude translatsioonimehhanismi ehk protsessi, mille abil Messenger RNA muundatakse valkudeks.
Paljundamine: Enamik eukarüoote paljuneb seksuaalselt (kuigi mõned protistid ja üherakulised seened võivad paljuneda mitoosi kaudu, mis on funktsionaalselt sarnane aseksuaalse paljunemisega). Prokarüootid paljunevad aseksuaalselt, mille tagajärjel järglased on vanema täpne kloon. Mõnedel prokarüootilistel rakkudel on ka pilid, mis on kontseptsiooni Biology kohaselt kleepuvate juustetaoliste väljaulatuvate osadega, mida kasutatakse geneetilise materjali vahetamiseks seksuaalprotsessis, mida nimetatakse konjugatsiooniks. Konjugeerimine võib toimuda bakterites, algloomades ning mõnedes vetikates ja seentes.
Rakuseinad: Enamikul prokarüootilistel rakkudel on jäik rakusein, mis ümbritseb plasmamembraani ja annab organismile kuju. Eukarüootidel pole selgroogsetel rakuseina, aga taimedel küll. Prokarüootide rakuseinad erinevad keemiliselt peamiselt tselluloosist valmistatud taimerakkude eukarüootsetest rakuseintest. Näiteks koosnevad bakterid Washingtoni ülikooli andmetel rakuseinad peptidoglükaanidest (suhkrud ja aminohapped).
