Wiesz, kiedy słyszysz, jak ktoś zaczyna zdanie: „Są dwa rodzaje ludzi…” i myślisz sobie „O rany, oto nadchodzi”. Ponieważ sprowadzanie całej ludzkości do „dwóch rodzajów ludzi” wydaje się w najlepszym przypadku odrażającą czynnością.
A co, gdybym ci powiedział, że istnieją tylko dwa rodzaje organizmów?
Według naukowców świat jest podzielony na dwa rodzaje organizmów - prokariota i eukarionty - które mają dwa różne typy komórek . Organizm może składać się z jednego lub drugiego typu. Niektóre organizmy składają się tylko z jednej marnej komórki, ale mimo to ta komórka będzie albo prokariotyczna, albo eukariotyczna. Po prostu tak jest.
Organelle czy nie Organelle?
Różnica między komórkami eukariotycznymi i prokariotycznymi wiąże się z małymi częściami komórki, zwanymi organellami. Komórki prokariotyczne są prostsze i nie posiadają organelli i jądra eukariota związanego z błoną, które otaczają DNA komórki . Chociaż bardziej prymitywne niż eukarionty, bakterie prokariotyczne są najbardziej zróżnicowaną i obfitą grupą organizmów na Ziemi - my, ludzie, jesteśmy dosłownie pokryci prokariotami, wewnątrz i na zewnątrz. Z drugiej strony wszyscy ludzie, zwierzęta, rośliny, grzyby i protisty (organizmy złożone z pojedynczej komórki) są eukariotami. I chociaż niektóre eukarionty są jednokomórkowe - pomyśl o amebach i pantoflach - nie ma prokariontów, które mają więcej niż jedną komórkę.
Apartament Prokariotyczny a Rezydencja Eukariotyczna
„Myślę o prokariocie jak o jednopokojowym mieszkaniu zapewniającym wydajność, a eukariocie jako rezydencji za 6 milionów dolarów” - mówi Erin Shanle, profesor na Wydziale Nauk Biologicznych i Środowiskowych Uniwersytetu Longwood w wywiadzie e-mailowym. „Rozmiar i podział funkcjonalnych 'pokoi' lub organelli u eukariontów jest podobny do wielu pokoi i złożonej organizacji rezydencji. Prokarionty muszą wykonywać podobne prace w jednym pomieszczeniu bez luksusu organelli”.
Jednym z powodów, dla których ta analogia jest pomocna, jest to, że wszystkie komórki, zarówno prokarionty, jak i eukarionty, są otoczone wybiórczo przepuszczalną membraną, która pozwala tylko niektórym cząsteczkom wchodzić i wychodzić - podobnie jak okna i drzwi naszego domu. Możesz zablokować drzwi i okna, aby nie dopuścić do zbłąkanych kotów i włamywaczy (komórkowy odpowiednik wirusów lub obcych materiałów), ale odblokowujesz drzwi, aby wnieść artykuły spożywcze i wynieść śmieci. W ten sposób wszystkie komórki zachowują wewnętrzną homeostazę , czyli stabilność.
„Prokarionty są znacznie prostsze pod względem budowy” - mówi Shanle. „Mają jedno 'pomieszczenie', aby wykonywać wszystkie niezbędne funkcje życiowe, a mianowicie wytwarzać białka z instrukcji przechowywanych w DNA, czyli kompletny zestaw instrukcji do budowy komórki. Prokarionty nie mają oddzielnych przedziałów do produkcji energii, pakowanie białek, przetwarzanie odpadów lub inne kluczowe funkcje. ”
Natomiast eukarionty mają organelle związane z błoną, które służą do oddzielania wszystkich tych procesów, co oznacza, że kuchnia jest oddzielona od głównej łazienki - istnieją dziesiątki oddzielonych murem pomieszczeń, z których wszystkie pełnią inną funkcję w komórce.
Na przykład DNA jest przechowywane, replikowane i przetwarzane w jądrze komórki eukariotycznej, które samo jest otoczone przez wybiórczo przepuszczalną błonę. Chroni to DNA i pozwala komórce dostroić produkcję białek niezbędnych do wykonywania swojej pracy i utrzymania komórki przy życiu. Inne kluczowe organelle to mitochondria, które przetwarzają cukry w celu wytworzenia energii, lizosom, który przetwarza odpady oraz retikulum endoplazmatyczne , które pomaga organizować białka w celu ich dystrybucji w komórce. Komórki prokariotyczne muszą wykonywać wiele tych samych czynności, ale po prostu nie mają oddzielnych pomieszczeń, w których mogą to robić. W tym sensie są one bardziej dwubitową operacją.
„Wiele organizmów eukariotycznych składa się z wielu typów komórek, z których każda zawiera ten sam zestaw schematów DNA, ale pełnią inne funkcje” - mówi Shanle. „Oddzielając duże plany DNA w jądrze, niektóre części planu można wykorzystać do tworzenia różnych typów komórek z tego samego zestawu instrukcji”.
Ewolucja eukariontów
Można się zastanawiać, jak w ten sposób podzielono organizmy. Cóż, zgodnie z teorią endosymbiotyczną wszystko zaczęło się około 2 miliardy lat temu, kiedy jakiemuś dużemu prokariotowi udało się stworzyć jądro, składając w sobie swoją błonę komórkową.
„Z biegiem czasu mniejsza komórka prokariotyczna została pochłonięta przez tę większą komórkę” - mówi Shanle. „Mniejszy prokariont mógłby wykonywać oddychanie tlenowe lub przetwarzać cukry na energię przy użyciu tlenu, podobnie jak mitochondria, które widzimy u współczesnych eukariontów. Ta mniejsza komórka była utrzymywana w większej komórce gospodarza, gdzie replikowała się i była przekazywana kolejnym pokoleń. Ta endosymbiotyczna zależność ostatecznie doprowadziła do tego, że mniejsza komórka stała się częścią większej komórki, ostatecznie tracąc swoją autonomię i większość swojego pierwotnego DNA. "
Jednak mitochondria dzisiejszych eukariotów mają własne schematy DNA, które replikują się niezależnie od DNA w jądrze, a mitochondrialne DNA wykazuje pewne podobieństwo do prokariotycznego DNA, co potwierdza teorię endosymbiotyczną. Uważa się, że podobny model doprowadził do ewolucji chloroplastów w roślinach, ale historia zaczyna się od komórki eukariotycznej zawierającej mitochondria pochłaniające fotosyntetyzującego prokariota.
Eukarionty i prokarionty - są różne! Ale nawet jeśli trudno jest dostrzec podobieństwa między ludźmi i bakteriami, wszyscy jesteśmy zbudowani z tego samego materiału: DNA, białek, cukrów i lipidów.
Teraz to jest interesujące
Chociaż teoria endosymbiotyczna jest tylko „teorią”, jest najlepszym wyjaśnieniem ewolucji eukariontów. Choć pewnego dnia może zostać obalona, jest poparta wieloma faktami.
Pierwotnie opublikowano: 10 czerwca 2020 r
