Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Hauptunterschied - Prokaryoten gegen Eukaryoten

Prokaryoten und Eukaryoten sind die zwei organisatorischen Ebenen lebender Organismen auf der Erde. Das Hauptunterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist das Prokaryoten haben keine Membran-eingeschlossenen Organellen, während Eukaryoten Membran-eingeschlossene Organellen haben. Das genetische Material der Prokaryoten kann an einer bestimmten Stelle des Zytoplasmas gefunden werden, die als Kern bezeichnet wird. Bei Eukaryonten ist DNA jedoch in einer Membran eingeschlossenen Organelle organisiert, die als Kern bezeichnet wird. Die anderen Organellen in Eukaryonten sind Mitochondrien, Chloroplasten, endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat und Lysosomen. Prokaryotische Organismen schließen Bakterien und Cyanobakterien ein. Eukaryotische Organismen umfassen Tiere, Pflanzen, Pilze, Algen und Protozoen.

Wichtige Bereiche

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 allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Tiere, Bakterien, DNA, Eukaryonten, Pilze, Membran-gebundene Organellen, Kern, Pflanzen, Prokaryonten

Was sind Prokaryoten?

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

Bei Bakterien können vier Arten von Formen identifiziert werden: kugelförmige (Kokken), stäbchenförmige (Bazillen), spiralförmige (Spirochäten) und kommaförmige Formen (Vibrio). Die bakterielle Zellwand besteht aus Peptidoglykanen. Die Zellwand schützt die Zelle, behält die Form bei und verhindert das Austrocknen. Einige Bakterien besitzen eine äußerste Schicht, die als Kapsel bezeichnet wird. Sie ist klebrig und hilft der Zelle, sich an Oberflächen zu befestigen. Flagellen, eine wischartige Struktur, helfen bei der Bewegung der Zelle. Fimbrien, die eine zahlreiche haarähnliche Struktur haben, hilft auch bei der Befestigung. Einige Bakterien bestehen aus einem Glykokalyx, der die Umgebung der Zellmembran bedeckt. Die Struktur einer prokaryotischen Zelle ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Prokaryotische Bakterienzelle

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

Die ungeschlechtliche Reproduktion von Prokaryoten erfolgt durch binäre Spaltung. Die sexuelle Fortpflanzungsmethode von Prokaryoten ist der horizontale Gentransfer. Der bakterielle Gentransfer findet in drei Methoden statt: Transduktion durch Bakteriophagen, Konjugation durch Plasmide und natürliche Transformation. Stäbchenartige Strukturen, genannt Pili, ermöglichen den genetischen Transfer.

Da Prokaryoten eine große Vielfalt aufweisen, erhalten sie neben der Photosynthese und organischen Verbindungen Energie aus anorganischen Verbindungen wie Schwefelwasserstoff. Sie können auch unter rauen Bedingungen wie Antarktika-Schneeoberflächen, heißen Quellen und hydrothermalen Unterwasserbecken am Leben sein. Es wird angenommen, dass Eukaryoten aus Prokaryoten entwickelt wurden.

Was sind Eukaryoten?

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

Eukaryontische Zellen sind im Vergleich zu Prokaryoten groß (10 bis 100 µm). Die drei Haupttypen prokaryotischer 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 entscheidende Rolle bei der zellulären Organisation und der Aufrechterhaltung der Form der Zelle. Eukaryoten und Prokaryoten sind in beschrieben Video 1.

Video 1: Eukaryoten und Prokaryoten

Eukaryotische Zellen bestehen aus einer Vielzahl von Membran-gebundenen Organellen. Der Kern ist von zwei Membranen umgeben, die als Kernmembranen bezeichnet werden. Eukaryonten enthalten normalerweise mehr als ein Chromosom im Kern. Diese Chromosomen sind linear und oft in mehreren Kopien vorhanden, die als homolog bezeichnet werden. Kernmembranen entwickeln das endoplasmatische Retikulum (ER), das an der Reifung und beim Transport von Proteinen beteiligt ist. Ribosomen sind groß, 80s groß und an das ER gebunden. Ribosomengebundenes ER wird als grobes ER bezeichnet. Vesikel sind für die Umwandlung verschiedener Moleküle in der Zelle vorhanden, wie Golgi-Körper, Lysosomen und Peroxisomen. Mitochondrien sind auch von zwei Phospholipid-Doppelschichten umgeben. Sie wandeln Zucker in ATP um, um sie als Energie zu nutzen. Pflanzenzellen enthalten Chloroplasten für die Photosynthese. Eukaryoten vermehren sich entweder ungeschlechtlich durch Mitose oder sexuell durch Meiose, gefolgt von der Fusion von Gameten.

Ähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

• Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten sind zwei Arten der Lebensorganisation.
• Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten enthalten eine Zellmembran, die aus einer Phospholipid-Doppelschicht besteht.
• Das genetische Material von Prokaryoten und Eukaryoten ist DNA.
• Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten enthalten Ribosomen, was die Translation von mRNA in eine Aminosäuresequenz erleichtert.
• Sowohl Prokaryoten als auch Eukaryoten bestehen aus einem Zytosol.

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

Prokaryoten: Prokaryoten gehören zum Königreich Monera.

Eukaryoten: Eukaryoten gehören zum Königreich Protista, zum Königreich Plantae, zu den Pilzen des Königreichs und zum Königreich Animalia.

Beispiele

Prokaryoten: Bakterien und Cyanobakterien sind prokaryotische 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 um.

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

Zelltyp

Prokaryoten: Prokaryoten sind einzellige Organismen.

Eukaryoten: Eukaryonten sind vielzellige Organismen.

Kern

Prokaryoten: Prokaryoten haben keinen echten Kern, keine Kernmembranen oder Nukleoli.

Eukaryoten: Eukaryotische Zellen bestehen aus einem echten Kern mit doppelten Kernmembranen und Nukleoli.

DNA

Prokaryoten: Prokaryoten haben ein einzelnes, zirkulares DNA-Molekül im Nukleoid. Es fehlt ihnen an Histonen oder Exons.

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

Membrangebundenen Organellen

Prokaryoten: Prokaryontenzellen haben keine membrangebundenen Organellen.

Eukaryoten: Membrangebundene Organellen wie Mitochondrien, Chloroplasten, ER und Vesikel sind in Eukaryoten vorhanden.

Flagella

Prokaryoten: Flagellen bestehen aus zwei Proteinen in Prokaryoten.

Eukaryoten: Einige eukaryotische Zellen ohne Zellwand enthalten Flagellen.

Zellenwand

Prokaryoten: Prokaryotische Zellwände bestehen meist aus Peptidoglykanen.

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

Plasma Membran

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

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

Zytoskelett

Prokaryoten: Prokaryoten enthalten ein primitives Zytoskelett ohne zytoplasmatisches Streaming.

Eukaryoten: Eukaryoten enthalten ein komplexes Zytoskelett mit zytoplasmatischer Strömung.

Zellteilung

Prokaryoten: Die Zellteilung erfolgt durch binäre Spaltung in Prokaryoten.

Eukaryoten: Die Zellteilung erfolgt durch Mitose bei Eukaryoten.

Sexuelle Reproduktion

Prokaryoten: Die sexuelle Reproduktion von Prokaryoten erfolgt durch Konjugation.

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

Fazit

Prokaryoten und Eukaryoten sind zwei Arten von Organismen auf der Erde. Bakterien und Cyanobakterien sind Prokaryoten. Tiere, Pflanzen, Pilze, Protozoen, Algen sind Eukaryoten. Prokaryoten enthalten keine Membran-gebundenen Organellen und einen Kern. Eukaryonten enthalten jedoch membrangebundene Organellen und einen Kern. Der Hauptunterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist ihre zelluläre Organisation.

Referenz:

1. „Prokaryote“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 27. August 2014, erhältlich hier.
2. „Einführung in eukaryotische Zellen“. Khan Academy, hier erhältlich.

Medien mit freundlicher Genehmigung:

1. "Prokaryontenzelle" Von Ali Zifan - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. „Prokaryoten vs. Eukaryoten“ von eLearn.Punjab über Vimeo.com