Le piante sono eucarioti o procarioti. Chi sono gli eucarioti e i procarioti: caratteristiche comparative delle cellule di diversi regni

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Una delle classificazioni importanti nella biologia cellulare è la loro divisione in procarioti ed eucarioti.

Parlando dell'evoluzione della microbiologia, vale la pena notare il contributo significativo dello scienziato Pasteur, che ne fu il fondatore. Fu grazie a quest'uomo che iniziarono a svilupparsi i campi dell'immunologia e della biotecnologia.

Ha dato una definizione di base dei principali concetti legati alla cellula, ha dimostrato i principi e il funzionamento del meccanismo in base all'importanza del ruolo dei microrganismi in tutte le sfere della vita degli organismi. Le sue attività furono continuate da Koch.

Proviamo a capire quali organismi appartengono a ciascuna di queste due principali classi di cellule. Che struttura hanno le cellule e quali sono le loro differenze? Qual è la classificazione di ciascuno di questi tipi.

In che modo sono utili per l’uomo e la biosfera e qual è il loro significato in generale? Il lettore troverà di seguito le risposte a tutte queste domande.

Cosa sono i procarioti e gli eucarioti

È noto che tutti gli organismi viventi per loro natura sono divisi in cellulari e non cellulari (virus). Inoltre, anche i primi si dividono in 2 categorie: procarioti (superregno “Pre-nucleare”) ed eucarioti (superregno “Nucleare”).

I procarioti includono:

Per gli eucarioti:

funghi;
impianti;
animali.

Come sono differenti? Diamo un'occhiata qui sotto.

Segni di una cellula eucariotica

Si ritiene che il nucleare organismi cellulari apparve circa 1,5 miliardi di anni fa. Sebbene in passato gli scienziati capissero male l'essenza dei fenomeni livello cellulare, ma nelle loro opere spesso cominciavano ad apparire disegni approssimativi di questa unità dell'organismo.

Le firme in ciascuno stato caratteristica distintiva cellule di questo tipo– la presenza di un nucleo ricoperto da un doppio strato di membrana.

È nel nucleo che è immagazzinato il principale materiale genetico di questi organismi. Inoltre, contiene diversi nucleoli con la maggior parte del volume di tutti i tipi di RNA.

Anche in una cellula del genere ci sono altre formazioni: organelli che si trovano nel suo citoplasma. Questi includono:

mitocondri: la loro struttura ricorda le proteine, contengono anche DNA;
lisosomi - sono vescicole che aiutano il metabolismo generale di questa cellula;
cloroplasti.

Questi composti sono anche separati da membrane, il cui ruolo principale è la comunicazione vari elementi unità di un organismo con l'ambiente esterno. Affinché tutti gli elementi della composizione funzionino bene, questa cellula è dotata di fili e microtubuli che costituiscono uno “scheletro” completo.

Il processo di respirazione è più comune tra gli organismi viventi formati da queste cellule.

Struttura delle cellule procariotiche

A differenza del precedente superregno, i protozoi non hanno un nucleo nella cellula.

Invece di un nucleo, contiene un cromosoma nel citoplasma, che trasmette il materiale genetico.

Si riproducono semplicemente per divisione cellulare. Ce n'è molto poco nel fluido cellulare vari tipi strutture. Sono inoltre ricoperti da una membrana. Contengono ribosomi.

Diamo un'occhiata ai principali rappresentanti di questo superregno.

Batteri e cianobatteri

Il primo si riferisce ai microrganismi unicellulari. Con l'aiuto dei flagelli sono molto mobili.

Vivono in tutti gli ambiti della vita. Da ambiente esterno sono protetti da mureina e da una speciale conchiglia.

Il secondo tipo è rappresentato dalle cellule più semplici con piccoli ribosomi e un cromosoma ereditario.

Alga marina

Vivono principalmente in ambienti acquatici e sul suolo. Hanno una nutrizione autotrofa. La loro galleggiabilità è determinata dai vacuoli. Inoltre, come i rappresentanti del regno vegetale, sono caratterizzati dalla fotosintesi.

Gli esempi includono le alghe verdi. Si riproducono anche divisione semplice. A molto condizioni sfavorevoli possono usare le spore per muoversi.

Somiglianze e differenze tra procarioti ed eucarioti

La tabella comparativa “Caratteristiche dei Superregni” mostra segni attraverso i quali è facile identificare le principali differenze.

Segni	Regno supremo dei procarioti	Eucarioti del Regno supremo
Misurare	D = 0,5 – 5 µm	D = 40 µm
Eredità	DNA nel citoplasma	DNA nel nucleo
Struttura	Ci sono poche formazioni, praticamente non ci sono membrane.	Esistono membrane esterne ed interne, varie strutture che consentono le reazioni di digestione, respirazione e riproduzione.
Conchiglia	La composizione comprende polisaccaridi, aminoacidi e mureina.	La base del guscio delle piante è la cellulosa, mentre quella dei funghi è la chitina.
Fotosintesi	Non ci sono cloroplasti, ma si trova nelle membrane.	Perdite dentro educazione speciale– plastidi.
Scambio di azoto	Alcune persone ce l'hanno.	Non sta succedendo.

Conclusione

Quindi, senza i rappresentanti di questi due superregni è impossibile immaginare la vita sulla terra. Qual è il loro ruolo in natura? È semplice: i protozoi sono organismi senza i quali quasi tutti i processi biochimici in un biosistema sono impossibili. Inoltre, molti sono coinvolti nel processo di fotosintesi e servono come fonte di nutrimento e respirazione per le piante.

Gli eucarioti non solo forniscono cibo agli altri, ma sono anche la principale forza regolatrice della popolazione tipi diversi, cioè uno dei meccanismi della selezione naturale.

Tutti gli organismi che hanno una struttura cellulare appartengono a uno dei gruppi (superregni): procarioti (prenucleari) o eucarioti (nucleari).

A eucarioti comprendono i regni dei funghi, delle piante e degli animali. Tradotto da lingua greca la parola "eucariote" significa "avente un nucleo", cioè tutti gli eucarioti hanno un nucleo. Le cellule eucariotiche sono generalmente simili nella struttura. Sebbene ci siano differenze evidenti tra le cellule degli organismi a cui appartengono vari regni animali selvatici. Per esempio , cellule vegetali hanno plastidi distinti e un grande vacuolo centrale, che a volte sposta il nucleo verso la periferia. Nelle cellule fungine, il muro, di regola, è costituito da chitina e non ci sono plastidi. Le cellule animali non hanno né plastidi, né una parete densa, né un vacuolo centrale.

Oltre ai ribosomi abbastanza grandi, gli eucarioti hanno molti altri organelli: EPS, mitocondri, centro cellulare, plastidi, ecc.

Celle procariote avere relativamente struttura semplice. Non ce l'hanno nucleo organizzato e un singolo cromosoma non è separato da una membrana dal resto della cellula, ma si trova direttamente nel citoplasma. Tuttavia, questo cromosoma contiene tutte le informazioni ereditarie della cellula. I procarioti comprendono batteri, cianobatteri e archeobatteri.

Citoplasma dei procarioti molto povero nella composizione strutturale. Contiene numerosi piccoli ribosomi. Il ruolo funzionale dei cloroplasti e dei mitocondri è svolto da speciali pieghe della membrana.

Le cellule stesse degli eucarioti e dei procarioti sono molto diverse e per dimensione. Una cellula eucariotica ha un volume 1000 volte più grande e un diametro 10 volte maggiore di una cellula procariotica. Il diametro di una cellula eucariotica è 0,01-0,1 mm e quello di una cellula procariotica è 0,0005-0,01 mm.

Eucarioti e procarioti differiscono in apparato genetico. Pertanto, l'apparato genetico di una cellula eucariotica si trova nel nucleo ed è protetto da una membrana. Il DNA eucariotico è lineare, collegato alle proteine in un rapporto 50/50. Formano un cromosoma. A differenza degli eucarioti, il DNA nei procarioti è circolare, nudo (quasi non collegato alle proteine), si trova in una regione speciale del citoplasma - il nucleoide ed è separato dal resto del citoplasma mediante una membrana.

Cellula eucariotica si divide per mitosi, meiosi o una combinazione di questi metodi. Il ciclo vitale degli eucarioti consiste di due fasi nucleari. La prima (aplofase) è caratterizzata da un unico insieme di cromosomi. Nella seconda fase (diplofase) ce ne sono due cellule aploidi, fondendosi, formano una cellula diploide, che contiene un doppio set di cromosomi. Dopo alcune divisioni la cellula ritorna aploide.

Come ciclo vitale non tipico dei procarioti. I procarioti si riproducono principalmente per divisione semplice.

Gli eucarioti, a differenza dei procarioti, possono digerire le particelle solide racchiudendole in una vescicola di membrana. Si ritiene che la conseguenza questo processo(fagocitosi) negli eucarioti fu la comparsa dei primi predatori.

Gli eucarioti sono diversi dai procarioti e la presenza di dispositivi motori. Gli eucarioti hanno flagelli, che struttura complessa. I flagelli sono sottili proiezioni cellulari circondate da tre strati di membrana. Questi processi contengono nove paia di microtubuli alla periferia e due al centro. I flagelli hanno uno spessore massimo di 0,1 mm e sono in grado di piegarsi. Inoltre, oltre ai flagelli, gli eucarioti hanno le ciglia. Ciglia e flagelli sono identici nella struttura e differiscono solo per le dimensioni. La lunghezza delle ciglia non raggiunge più di 0,01 mm.

Alcuni procarioti sono caratterizzati anche dalla presenza di flagelli, il cui spessore è molto piccolo e ha un diametro di circa 20 nanometri. I flagelli procariotici sono filamenti proteici cavi che ruotano passivamente.

Si ritiene che i procarioti siano stati i primi ad apparire circa 3,5 miliardi di anni fa, che 2,4 miliardi di anni dopo hanno segnato l'inizio dell'emergere delle cellule eucariotiche.

COSÌ:

Gli eucarioti includono funghi, piante e animali, mentre i procarioti includono batteri, cianobatteri e archeobatteri.
Gli eucarioti di qualsiasi regno hanno un nucleo. È nel nucleo che si trova l'apparato genetico degli eucarioti, protetto da uno speciale guscio. I procarioti non hanno un nucleo.
Le cellule procariotiche hanno una struttura semplice e l'unico cromosoma con tutte le informazioni ereditarie si trova semplicemente nel citoplasma, a differenza delle cellule eucariotiche, che sono molto più complesse e diversificate.
Il citoplasma dei procarioti è di composizione povera e presenta molti piccoli ribosomi. Gli eucarioti hanno grandi ribosomi e molti altri organelli. La cellula stessa ha un volume 1000 volte più grande di una cellula procariotica e un diametro 10 volte maggiore.
Il DNA eucariotico è lineare, connesso per metà alle proteine e forma un cromosoma. Nei procarioti il DNA è circolare, nudo e si trova nel nucleoide, una regione speciale del citoplasma.
Gli eucarioti si riproducono principalmente attraverso la mitosi e la meiosi o una combinazione di entrambe, mentre i procarioti si riproducono attraverso la divisione cellulare in due.

Unità della struttura cellulare.

Il contenuto di qualsiasi cella è separato dall'ambiente esterno da una struttura speciale - membrana plasmatica (plasmalemma). Questo isolamento permette di creare un ambiente molto particolare all'interno della cellula, a differenza di quello che la circonda. Pertanto, nella cella possono verificarsi processi che non si verificano da nessun'altra parte; vengono chiamati processi vitali.

Viene chiamato l'ambiente interno di una cellula vivente, delimitato dalla membrana plasmatica citoplasma. Include ialoplasma(sostanza trasparente di base) e organelli cellulari, nonché varie strutture non permanenti - inclusioni. Includono anche gli organelli presenti in qualsiasi cellula ribosomi, dove succede sintesi proteica.

La struttura delle cellule eucariotiche.

Eucarioti- Questi sono organismi le cui cellule hanno un nucleo. Nucleo- questo è l'organello stesso della cellula eucariotica in cui sono immagazzinate le informazioni ereditarie registrate nei cromosomi e da cui vengono trascritte le informazioni ereditarie. Cromosomaè una molecola di DNA integrata con proteine. Il nucleo contiene nucleolo- il luogo in cui si formano altri importanti organelli coinvolti nella sintesi proteica - ribosomi. Ma i ribosomi si formano solo nel nucleo e funzionano (cioè sintetizzano le proteine) nel citoplasma. Alcuni di essi sono liberi nel citoplasma e altri sono attaccati alle membrane, formando una rete chiamata endoplasmatico.

Ribosomi- organelli non di membrana.

Reticolo endoplasmaticoè una rete di tubuli delimitati da membrana. Ne esistono di due tipi: lisci e granulari. I ribosomi si trovano sulle membrane del reticolo endoplasmatico granulare, quindi le proteine vengono sintetizzate e trasportate lì. E il reticolo endoplasmatico liscio è il sito di sintesi e trasporto di carboidrati e lipidi. Non ci sono ribosomi su di esso.

La sintesi di proteine, carboidrati e grassi richiede energia, che viene prodotta nella cellula eucariotica dalle “stazioni energetiche” della cellula - mitocondri.

Mitocondri- organelli a doppia membrana in cui avviene il processo di respirazione cellulare. Si ossida sulle membrane mitocondriali composti organici e l'energia chimica viene accumulata sotto forma di speciali molecole energetiche (ATP).

C'è anche un posto nella cellula dove i composti organici possono accumularsi e da dove possono essere trasportati: questo è Apparato del Golgi, sistema di sacchi a membrana piatta. È coinvolto nel trasporto di proteine, lipidi e carboidrati. L'apparato del Golgi produce anche organelli per la digestione intracellulare - lisosomi.

Lisosomi- gli organelli a membrana singola, caratteristici delle cellule animali, contengono enzimi in grado di scomporre proteine, carboidrati, acidi nucleici, lipidi.

Una cellula può contenere organelli che non hanno una struttura a membrana, come ribosomi e citoscheletro.

Citoscheletro- questo è un problema muscolo-scheletrico sistema cellulare, comprende microfilamenti, ciglia, flagelli, un centro cellulare che produce microtubuli e centrioli.

Ci sono organelli che sono caratteristici solo di cellule vegetali, - plastidi. Ci sono: cloroplasti, cromoplasti e leucoplasti. Il processo di fotosintesi avviene nei cloroplasti.

Anche nelle cellule vegetali vacuoli- prodotti attività cellulare, che sono serbatoi di acqua e di composti in essa disciolti. Gli organismi eucarioti comprendono piante, animali e funghi.

La struttura delle cellule procariotiche.

Procarioti - organismi unicellulari, le cui cellule non hanno un nucleo.

Le cellule procariotiche sono di piccole dimensioni e immagazzinano materiale genetico sotto forma di una molecola circolare di DNA (nucleoide). Gli organismi procarioti includono batteri e cianobatteri, precedentemente chiamati alghe blu-verdi.

Se il processo di respirazione aerobica si verifica nei procarioti, per questo vengono utilizzate speciali sporgenze della membrana plasmatica - mesosomi. Se i batteri sono fotosintetici, il processo di fotosintesi avviene sulle membrane fotosintetiche - tilacoidi.

La sintesi proteica nei procarioti avviene a ribosomi. Le cellule procariotiche hanno pochi organelli.

Ipotesi sull'origine degli organelli delle cellule eucariotiche.

Le cellule procariotiche sono apparse sulla Terra prima di quelle eucariotiche.

1) ipotesi simbiotica spiega il meccanismo di comparsa di alcuni organelli della cellula eucariotica: mitocondri e plastidi fotosintetici.

2) Ipotesi dell'intussuscezione- afferma che l'origine della cellula eucariotica deriva dal fatto che la forma ancestrale era un procariota aerobico. Gli organelli in esso contenuti sono nati a seguito dell'invaginazione e del distacco di parti del guscio, seguiti da specializzazione funzionale nel nucleo, nei mitocondri, nei cloroplasti e in altri organelli.

Nel ciclo vitale degli eucarioti ci sono solitamente due fasi nucleari (aplofase e diplofase). La prima fase è caratterizzata da un corredo cromosomico aploide (singolo), poi, fondendosi, due cellule aploidi (o due nuclei) formano una cellula diploide (nucleo) contenente un corredo cromosomico doppio (diploide). A volte durante la divisione successiva, e più spesso dopo diverse divisioni, la cellula diventa nuovamente aploide. Un tale ciclo di vita e, in generale, la diploidità non sono tipici dei procarioti.

Il terzo è probabilmente il massimo differenza interessante, è la presenza nelle cellule eucariotiche di speciali organelli che hanno un proprio apparato genetico, si riproducono per divisione e sono circondati da una membrana. Questi organelli sono mitocondri e plastidi. Nella loro struttura e attività vitale sono sorprendentemente simili ai batteri. Questa circostanza ha spinto gli scienziati moderni a credere che tali organismi siano discendenti di batteri entrati in una relazione simbiotica con gli eucarioti. I procarioti sono caratterizzati da un piccolo numero di organelli e nessuno di essi è circondato da una doppia membrana. Le cellule procariotiche non hanno reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi o lisosomi.

Un'altra importante differenza tra procarioti ed eucarioti è la presenza di endocitosi negli eucarioti, inclusa la fagocitosi in molti gruppi. La fagocitosi (letteralmente “mangiare da una cellula”) è la capacità delle cellule eucariotiche di catturare, racchiudere in una vescicola di membrana e digerire un'ampia varietà di particelle solide. Questo processo fornisce al corpo importanti funzione protettiva. È stato scoperto per la prima volta da I.I. Mechnikov nelle stelle marine. La comparsa della fagocitosi negli eucarioti è molto probabilmente associata alla dimensione media (ulteriori informazioni sulle differenze di dimensione sono scritte di seguito). Le dimensioni delle cellule procariotiche sono sproporzionatamente più piccole e quindi nel processo sviluppo evolutivo eucarioti avevano problemi a rifornire il corpo grande quantità cibo. Di conseguenza, tra gli eucarioti compaiono i primi veri predatori mobili.

La maggior parte dei batteri ha una parete cellulare diversa da quella eucariotica (non tutti gli eucarioti la possiedono). Nei procarioti è una struttura durevole costituita principalmente da mureina (negli archaea pseudomureina). La struttura della mureina è tale che ogni cellula è circondata da una speciale sacca a rete, che è un'enorme molecola. Tra gli eucarioti, molti protisti, funghi e piante hanno una parete cellulare. Nei funghi è costituito da chitina e glucani, nelle piante inferiori è costituito da cellulosa e glicoproteine, le diatomee sintetizzano una parete cellulare da acidi silicici, nelle piante superiori è costituito da cellulosa, emicellulosa e pectina. A quanto pare, per le cellule eucariotiche più grandi è diventato impossibile creare una parete cellulare ad alta resistenza da una singola molecola. Questa circostanza potrebbe costringere gli eucarioti a utilizzare materiali diversi per la parete cellulare. Un'altra spiegazione è che l'antenato comune degli eucarioti ha perso la sua parete cellulare a causa del passaggio alla predazione, e quindi sono andati perduti anche i geni responsabili della sintesi della mureina. Quando alcuni eucarioti tornarono alla nutrizione osmotrofica, la parete cellulare apparve di nuovo, ma su basi biochimiche diverse.

Anche il metabolismo dei batteri è diverso. In generale, esistono quattro tipi di nutrimento e si trovano tutti tra i batteri. Questi sono fotoautotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi, chemioeterotrofi (energia d'uso fototrofica luce del sole, chemiotrofi utilizzano energia chimica). Gli eucarioti sintetizzano essi stessi l'energia dalla luce solare o la utilizzano energia pronta di questa origine. Ciò potrebbe essere dovuto all'emergere di predatori tra gli eucarioti, per i quali è scomparsa la necessità di sintetizzare energia.

Un'altra differenza è la struttura del flagello. Nei batteri sono sottili: solo 15-20 nm di diametro. Questi sono filamenti cavi costituiti dalla proteina flagellina. La struttura dei flagelli eucariotici è molto più complessa. Sono una crescita cellulare circondata da una membrana e contengono un citoscheletro (assonema) di nove paia di microtubuli periferici e due microtubuli al centro. A differenza dei flagelli procariotici rotanti, i flagelli eucariotici si piegano o si dimenano. I due gruppi di organismi che consideriamo, come già accennato, sono molto diversi nelle dimensioni medie. Il diametro di una cellula procariotica è solitamente di 0,5-10 micron, mentre per gli eucarioti lo stesso diametro è di 10-100 micron. Il volume di tale cellula è 1000-10000 volte maggiore di quello di una cellula procariotica. I procarioti hanno ribosomi piccoli (tipo 70S). Gli eucarioti hanno ribosomi più grandi (tipo 80S).

Apparentemente, anche il momento dell'emergere di questi gruppi è diverso. I primi procarioti sorsero nel processo di evoluzione circa 3,5 miliardi di anni fa, da loro circa 1,2 miliardi di anni fa si svilupparono gli organismi eucarioti.

Piano

Introduzione 2
Cellula procariotica 4
Cellula eucariotica 6
Confronto tra cellule pro ed eucariotiche 13
Differenze tra eucarioti e procarioti 14
Riferimenti: 19

introduzione

Una cellula è un'unità elementare della struttura e dell'attività vitale di tutti gli organismi viventi (ad eccezione dei virus, che sono spesso indicati come forme di vita non cellulari), che possiede un proprio metabolismo, capace di esistenza indipendente, autoriproduzione e sviluppo. Tutti gli organismi viventi, come gli animali multicellulari, le piante e i funghi, sono costituiti da molte cellule o, come molti protozoi e batteri, sono organismi unicellulari. La branca della biologia che studia la struttura e il funzionamento delle cellule è chiamata citologia. IN UltimamenteÈ anche consuetudine parlare di biologia cellulare o biologia cellulare.
Storia della scoperta
Il primo a vedere le cellule fu lo scienziato inglese Robert Hooke (a noi noto grazie alla legge di Hooke). Nel 1665, cercando di capire perché l'albero di balsa galleggia così bene, Hooke iniziò a esaminare sottili sezioni di sughero utilizzando un microscopio da lui perfezionato. Scoprì che il sughero era diviso in tante minuscole cellule, che gli ricordavano le celle dei monasteri, e chiamò queste cellule cellule (in inglese cell significa “cella, cella, gabbia”). Nel 1675 il medico italiano M. Malpighi e nel 1682 il botanico inglese N. Grew confermarono la struttura cellulare delle piante. Cominciarono a parlare della cellula come di “una fiala piena di succo nutriente”. Nel 1674, il maestro olandese Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) usando un microscopio vide per la prima volta "animali" in una goccia d'acqua: organismi viventi in movimento (ciliati, amebe, batteri). Leeuwenhoek fu anche il primo a osservare le cellule animali: globuli rossi e sperma. Pertanto, all'inizio del XVIII secolo, gli scienziati sapevano che ad alto ingrandimento le piante hanno una struttura cellulare e videro alcuni organismi che in seguito furono chiamati unicellulari. Nel 1802-1808, l'esploratore francese Charles-François Mirbel scoprì che tutte le piante sono costituite da tessuti formati da cellule. J. B. Lamarck nel 1809 diffuse l'idea di Mirbel di struttura cellulare e sugli organismi animali. Nel 1825 lo scienziato ceco J. Purkynė scoprì il nucleo dell’uovo di uccello e nel 1839 introdusse il termine “protoplasma”. Nel 1831, il botanico inglese R. Brown descrisse per primo il nucleo di una cellula vegetale e nel 1833 stabilì che il nucleo è un organello obbligatorio della cellula vegetale. Da allora, la cosa principale nell'organizzazione delle cellule è stata considerata non la membrana, ma il contenuto.
La teoria cellulare della struttura degli organismi fu formata nel 1839 dallo zoologo tedesco T. Schwann e M. Schleiden e comprendeva tre disposizioni. Nel 1858 Rudolf Virchow la completò con un’altra posizione, ma le sue idee contenevano una serie di errori: ad esempio, presumeva che le cellule fossero debolmente collegate tra loro e che ciascuna esistesse “da sola”. Solo successivamente è stato possibile dimostrare l'integrità del sistema cellulare.
Nel 1878, lo scienziato russo I. D. Chistyakov scoprì la mitosi nelle cellule vegetali; nel 1878, V. Flemming e P. I. Peremezhko scoprirono la mitosi negli animali. Nel 1882, W. Flemming osservò la meiosi nelle cellule animali e nel 1888 E. Strasburger osservò la meiosi nelle cellule vegetali.
Struttura cellulare
Tutte le forme di vita cellulare sulla Terra possono essere divise in due superregni in base alla struttura delle cellule che li costituiscono:
procarioti (prenucleari) - più semplici nella struttura e sorti prima nel processo di evoluzione;
eucarioti (nucleari) - più complessi, sorti più tardi. Le cellule che compongono il corpo umano sono eucariote.
Nonostante la varietà delle forme, l'organizzazione delle cellule di tutti gli organismi viventi è soggetta a principi strutturali comuni.
Il contenuto della cella viene separato da ambiente membrana plasmatica o plasmalemma. All'interno della cellula è pieno di citoplasma, in cui si trovano vari organelli e inclusioni cellulari, nonché materiale genetico sotto forma di molecola di DNA. Ciascuno degli organelli cellulari svolge la propria funzione speciale e insieme determinano l'attività vitale della cellula nel suo insieme.

Cellula procariota

I procarioti (dal latino pro - prima, prima e greco ?????? - nucleo, noce) sono organismi che, a differenza degli eucarioti, non hanno un nucleo cellulare formato e altri organelli della membrana interna (ad eccezione dei serbatoi piatti nella fotosintesi specie, come i cianobatteri). L'unica grande molecola di DNA a doppio filamento circolare (in alcune specie lineare), che contiene la maggior parte del materiale genetico della cellula (il cosiddetto nucleoide), non forma un complesso con le proteine istoniche (la cosiddetta cromatina ). I procarioti includono batteri, inclusi cianobatteri (alghe blu-verdi) e archaea. I discendenti delle cellule procariotiche sono gli organelli delle cellule eucariotiche: mitocondri e plastidi. Il contenuto principale della cellula, che riempie il suo intero volume, è il citoplasma granulare viscoso.
Procarioti (latino Procaryota, dal greco antico ??? "prima" e ?????? "nucleo"), o prenucleari - organismi viventi unicellulari che non (a differenza degli eucarioti) hanno un nucleo cellulare formato e un'altra membrana interna organelli (ad eccezione delle cisterne piatte nelle specie fotosintetiche, ad esempio i cianobatteri). L'unica grande molecola di DNA a doppio filamento circolare (in alcune specie lineare), che contiene la maggior parte del materiale genetico della cellula (il cosiddetto nucleoide), non forma un complesso con le proteine istoniche (la cosiddetta cromatina ). I procarioti includono batteri, inclusi cianobatteri (alghe blu-verdi) e archaea. I discendenti delle cellule procariotiche sono gli organelli delle cellule eucariotiche: mitocondri e plastidi.
I procarioti sono divisi in due taxa al rango di dominio (superregno): Batteri e Archea.
Le cellule procariotiche sono caratterizzate dall'assenza di una membrana nucleare; il DNA è confezionato senza la partecipazione degli istoni. Il tipo di alimentazione è osmotrofica.
Il materiale genetico dei procarioti è rappresentato da una molecola di DNA chiusa ad anello; c'è un solo replicone. Le cellule non hanno organelli con struttura a membrana. Elementi genetici mobili possono essere presenti nel genoma e alcuni procarioti (ad esempio Wolbachia) ne contengono insolitamente molti. Lo studio dei batteri portò alla scoperta del trasferimento genico orizzontale, descritto in Giappone nel 1959. Questo processo è diffuso tra i procarioti e anche in alcuni eucarioti. La scoperta del trasferimento genico orizzontale nei procarioti ci ha costretto a dare uno sguardo diverso all'evoluzione della vita. In precedenza, la teoria evoluzionistica si basava sul fatto che le specie non possono scambiarsi informazioni ereditarie. I procarioti possono scambiarsi i geni tra loro direttamente (coniugazione, trasformazione) e anche con l'aiuto di virus - batteriofagi (trasduzione).

La struttura di una tipica cellula procariotica: capsula, parete cellulare, plasmalemma, citoplasma, ribosomi, plasmide, pili, flagello, nucleoide.
Caratteristiche

Cellula eucariotica

Gli eucarioti (eucarioti) (dal greco ?? - buono, completamente e ?????? - nucleo, noce) sono organismi che, a differenza dei procarioti, hanno un nucleo cellulare formato, delimitato dal citoplasma da una membrana nucleare. Il materiale genetico è contenuto in diverse molecole di DNA lineare a doppio filamento (il loro numero per nucleo, a seconda del tipo di organismo, può variare da due a diverse centinaia), attaccate dall'interno alla membrana nucleo cellulare e formando nella stragrande maggioranza (ad eccezione dei dinoflagellati) un complesso con proteine istoniche chiamato cromatina. Le cellule eucariotiche hanno un sistema di membrane interne che, oltre al nucleo, formano una serie di altri organelli (reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, ecc.). Inoltre, la stragrande maggioranza ha simbionti procarioti intracellulari permanenti: i mitocondri, e anche le alghe e le piante hanno plastidi.
Eucarioti, o Nucleare (latino Eukaryota dal greco ??- - buono e ?????? - nucleo) - un dominio (superregno) di organismi viventi, le cui cellule contengono nuclei. Tutti gli organismi, tranne i batteri e gli archaea, sono nucleari (anche i virus e i viroidi non sono eucarioti, ma non tutti i biologi li considerano organismi viventi).
Animali, piante, funghi e gruppi di organismi collettivamente chiamati protisti sono tutti organismi eucarioti. Possono essere unicellulari o multicellulari, ma tutti lo hanno piano generale Struttura cellulare. Si ritiene che tutti questi organismi molto dissimili abbiano un'origine comune, quindi il gruppo nucleare è considerato il taxon monofiletico di rango più alto. Secondo le ipotesi più comuni, gli eucarioti apparvero 1,5-2 miliardi di anni fa. Ruolo importante Nell'evoluzione degli eucarioti, la simbiogenesi ha avuto un ruolo - una simbiosi tra una cellula eucariotica, apparentemente già dotata di nucleo e capace di fagocitosi, e i batteri inghiottiti da questa cellula - i precursori dei mitocondri e dei plastidi.

Sistema endomembrana e suoi componenti
Struttura di una cellula eucariotica
Le cellule eucariotiche sono in media molto più grandi delle cellule procariotiche, la differenza di volume raggiunge migliaia di volte. Le cellule eucariotiche comprendono circa una dozzina di tipi diversi di strutture dette organelli (o organelli, il che però distorce un po' il significato originario di questo termine), di cui molti sono separati dal citoplasma da una o più membrane (nelle cellule procariotiche, le cellule interne gli organelli circondati da una membrana sono rari). Il nucleo è una parte della cellula, circondata negli eucarioti da una doppia membrana (due membrane elementari) e contenente materiale genetico: molecole di DNA “impacchettate” nei cromosomi. Di solito c'è un nucleo, ma ci sono anche cellule multinucleate.

Rappresentazione schematica di una cellula animale. (Cliccando su uno qualsiasi dei nomi dei componenti della cella, verrai indirizzato all'articolo corrispondente.)
Complesso superficiale di una cellula animale
È costituito da un glicocalice, un plasmalemma e uno strato corticale di citoplasma situato al di sotto di esso. La membrana plasmatica è detta anche plasmalemma, la membrana esterna della cellula. Questa è una membrana biologica, spessa circa 10 nanometri. Svolge principalmente una funzione delimitante rispetto all'ambiente esterno alla cellula. Inoltre, svolge una funzione di trasporto. La cellula non spreca energia per mantenere l'integrità della sua membrana: le molecole sono tenute insieme secondo lo stesso principio con cui sono tenute insieme le molecole di grasso - è termodinamicamente più vantaggioso che le parti idrofobiche delle molecole si trovino vicine l'uno all'altro. Il glicocalice è costituito da molecole di oligosaccaridi, polisaccaridi, glicoproteine e glicolipidi “ancorate” nel plasmalemma. Il glicocalice svolge funzioni di recettore e marcatore. La membrana plasmatica delle cellule animali è costituita principalmente da fosfolipidi e lipoproteine intervallate da molecole proteiche, in particolare antigeni e recettori di superficie. Nello strato corticale (adiacente alla membrana plasmatica) del citoplasma sono presenti elementi citoscheletrici specifici: microfilamenti di actina ordinati in un certo modo. Il principale e il più funzione importante lo strato corticale (corteccia) sono reazioni pseudopodiali: espulsione, attaccamento e contrazione degli pseudopodi. In questo caso, i microfilamenti vengono riorganizzati, allungati o accorciati. La forma della cellula (ad esempio la presenza di microvilli) dipende anche dalla struttura del citoscheletro dello strato corticale.
Struttura citoplasmatica
La componente liquida del citoplasma è anche chiamata citosol. Al microscopio ottico, sembrava che la cellula fosse piena di qualcosa di simile al plasma liquido o al sol, in cui "galleggiavano" il nucleo e altri organelli. In realtà, questo non è vero. Lo spazio interno di una cellula eucariotica è strettamente ordinato. Il movimento degli organelli è coordinato con l'aiuto di sistemi di trasporto specializzati, i cosiddetti microtubuli, che fungono da "strade" intracellulari e proteine speciali dineine e chinesine, che svolgono il ruolo di "motori". Anche le singole molecole proteiche non si diffondono liberamente nello spazio intracellulare, ma vengono dirette ai compartimenti necessari utilizzando segnali speciali sulla loro superficie, riconosciuti dai sistemi di trasporto della cellula.
Reticolo endoplasmatico
In una cellula eucariotica esiste un sistema di compartimenti di membrana (tubi e cisterne) che passano l'uno nell'altro, chiamato reticolo endoplasmatico (o reticolo endoplasmatico, ER o EPS). La parte del RE alle cui membrane sono attaccati i ribosomi è detta reticolo endoplasmatico granulare (o ruvido); sulle sue membrane avviene la sintesi proteica. Quei compartimenti le cui pareti non hanno ribosomi sono classificati come ER agranulare (o liscio), che partecipa alla sintesi dei lipidi. Gli spazi interni del RE liscio e granulare non sono isolati, ma passano l'uno nell'altro e comunicano con il lume dell'involucro nucleare.
Apparato del Golgi
L'apparato di Golgi è una pila di cisterne a membrana piatta, leggermente espanse più vicino ai bordi. Nelle vasche dell'apparato di Golgi maturano alcune proteine sintetizzate sulle membrane del RE granulare e destinate alla secrezione o alla formazione di lisosomi. L'apparato di Golgi è asimmetrico: le cisterne situate più vicine al nucleo cellulare (cis-Golgi) contengono le proteine meno mature; le vescicole di membrana - vescicole che germogliano dal reticolo endoplasmatico - sono continuamente attaccate a queste cisterne. Apparentemente, con l'aiuto delle stesse vescicole, avviene un ulteriore movimento delle proteine in maturazione da un serbatoio all'altro. Alla fine, le vescicole contenenti proteine completamente mature germogliano dall'estremità opposta dell'organello (trans-Golgi).
Nucleo
Il nucleo della cellula contiene molecole di DNA su cui sono registrate le informazioni genetiche dell'organismo. Nel nucleo avviene la replicazione - il raddoppio delle molecole di DNA, così come la trascrizione - la sintesi di molecole di RNA su una matrice di DNA. Nel nucleo, le molecole di RNA sintetizzate subiscono alcune modifiche (ad esempio, nel processo di splicing, sezioni insignificanti e prive di significato vengono escluse dalle molecole di RNA messaggero), dopo di che vengono rilasciate nel citoplasma. L'assemblaggio dei ribosomi avviene anche nel nucleo, in formazioni speciali chiamate nucleoli. Il compartimento per il nucleo - la carioteca - si forma per l'espansione e la fusione delle cisterne del reticolo endoplasmatico tra loro in modo tale che il nucleo abbia doppie pareti a causa degli stretti compartimenti dell'involucro nucleare che lo circondano. La cavità dell'involucro nucleare è chiamata lume o spazio perinucleare. La superficie interna dell'involucro nucleare è sottostante alla lamina nucleare, una struttura proteica rigida formata da proteine della lamina, a cui sono attaccati filamenti di DNA cromosomico. In alcuni punti, le membrane interna ed esterna dell'involucro nucleare si fondono e formano i cosiddetti pori nucleari, attraverso i quali avviene lo scambio di materiale tra il nucleo e il citoplasma.
Lisosomi
Un lisosoma è un piccolo corpo delimitato dal citoplasma da un'unica membrana. Contiene enzimi litici in grado di scomporre tutti i biopolimeri. La funzione principale è l'autolisi, ovvero la rottura dei singoli organelli, sezioni del citoplasma cellulare.
Citoscheletro
Gli elementi del citoscheletro comprendono strutture fibrillari proteiche situate nel citoplasma della cellula: microtubuli, actina e filamenti intermedi. I microtubuli partecipano al trasporto degli organelli, fanno parte dei flagelli e il fuso mitotico è costituito da microtubuli. I filamenti di actina sono essenziali per mantenere la forma cellulare e le reazioni pseudopodiali. Sembra che anche il ruolo dei filamenti intermedi sia quello di mantenere la struttura cellulare. Le proteine del citoscheletro costituiscono diverse decine di per cento della massa proteica cellulare.
Centrioli
I centrioli sono strutture proteiche cilindriche situate vicino al nucleo delle cellule animali (le piante non hanno centrioli). Il centriolo è un cilindro la cui superficie laterale è formata da nove serie di microtubuli. Il numero di microtubuli in un set può variare da 1 a 3 per diversi organismi.
Attorno ai centrioli si trova il cosiddetto centro di organizzazione citoscheletrica, un'area in cui sono raggruppate le estremità negative dei microtubuli cellulari.
Prima della divisione, la cellula contiene due centrioli situati ad angolo retto tra loro. Durante la mitosi si spostano alle diverse estremità della cellula, formando i poli del fuso. Dopo la citocinesi, ciascuna cellula figlia riceve un centriolo, che raddoppia per la divisione successiva. La duplicazione dei centrioli non avviene per divisione, ma per sintesi di una nuova struttura perpendicolare a quella esistente.
I centrioli sono apparentemente omologhi ai corpi basali dei flagelli e delle ciglia.
Mitocondri
I mitocondri sono speciali organelli cellulari la cui funzione principale è la sintesi di ATP, un vettore energetico universale. Anche la respirazione (assorbimento di ossigeno e rilascio di anidride carbonica) avviene grazie ai sistemi enzimatici dei mitocondri.
Il lume interno dei mitocondri, chiamato matrice, è delimitato dal citoplasma da due membrane, esterna ed interna, tra le quali si trova uno spazio intermembrana. La membrana interna del mitocondrio forma delle pieghe, le cosiddette creste. La matrice contiene vari enzimi coinvolti nella respirazione e nella sintesi di ATP. Il potenziale di idrogeno della membrana mitocondriale interna è di fondamentale importanza per la sintesi di ATP.
I mitocondri hanno il proprio genoma del DNA e ribosomi procariotici, il che indica certamente l'origine simbiotica di questi organelli. Non tutte le proteine mitocondriali sono codificate nel DNA mitocondriale, la maggior parte i geni per le proteine mitocondriali sono localizzati nel genoma nucleare e i loro prodotti corrispondenti vengono sintetizzati nel citoplasma e poi trasportati nei mitocondri. I genomi mitocondriali variano in dimensioni: ad esempio, il genoma mitocondriale umano contiene solo 13 geni. Il maggior numero di geni mitocondriali (97) degli organismi studiati ha il protozoo Reclinomonas americana.
Divisione in regni
Esistono diverse opzioni per dividere il superregno eucariotico in regni. I primi ad essere distinti furono il regno vegetale e quello animale. Successivamente è stato identificato il regno dei funghi che, per le loro caratteristiche biochimiche, secondo la maggior parte dei biologi, non può essere classificato come uno di questi regni. Inoltre, alcuni autori distinguono i regni dei protozoi, dei mixomiceti e dei cromisti. Alcuni sistemi hanno fino a 20 regni. Secondo il sistema Thomas Cavalier-Smith, tutti gli eucarioti sono divisi in due taxa monofiletici: Unikonta e Bikonta.
Divisione cellulare eucariotica
L'amitosi è la divisione cellulare diretta e si verifica meno frequentemente nelle cellule somatiche degli eucarioti rispetto alla mitosi. Nella maggior parte dei casi, l'amitosi si osserva in cellule con ridotta attività mitotica: si tratta di cellule invecchiate o patologicamente alterate, spesso destinate alla morte (cellule della membrana embrionale di mammifero, cellule tumorali e altre). Con l'amitosi, lo stato interfasico del nucleo è morfologicamente preservato, il nucleolo e l'involucro nucleare sono chiaramente visibili. Non c'è replicazione del DNA. La spiralizzazione della cromatina non si verifica, i cromosomi non vengono rilevati. La cellula conserva la sua caratteristica attività funzionale, che scompare quasi completamente durante la mitosi. Questa è, ad esempio, la divisione dei macronuclei di molti ciliati, dove la segregazione di brevi frammenti di cromosomi avviene senza la formazione di un fuso. Durante l'amitosi viene diviso solo il nucleo, senza la formazione di un fuso di fissione, quindi il materiale ereditario viene distribuito in modo casuale. L'assenza di citocinesi porta alla formazione di cellule binucleate, che successivamente non sono in grado di entrare nel normale ciclo mitotico. Con amitosi ripetute si possono formare cellule multinucleate.
La mitosi (dal greco ????? - filo) è una divisione cellulare indiretta, il metodo di riproduzione più comune delle cellule eucariotiche, uno dei processi fondamentali dell'ontogenesi. La divisione mitotica garantisce la crescita degli eucarioti multicellulari aumentando la popolazione delle cellule dei tessuti. Il significato biologico della mitosi risiede nella distribuzione rigorosamente identica dei cromosomi tra i nuclei figli, che garantisce la formazione di cellule figlie geneticamente identiche e mantiene la continuità in un numero di generazioni cellulari. Anche la frammentazione di un ovulo fecondato e la crescita della maggior parte dei tessuti negli animali avvengono attraverso divisioni mitotiche. In base alle caratteristiche morfologiche, la mitosi viene convenzionalmente divisa in:

La durata media della mitosi è di 1-2 ore. Nelle cellule animali, la mitosi dura solitamente 30-60 minuti e nelle cellule vegetali - 2-3 ore. Nel corso di 70 anni, le cellule umane subiscono un totale di circa 1014 divisioni cellulari.
Meiosi (dal greco meiosi - riduzione) o riduzione divisione cellulare - divisione del nucleo di una cellula eucariotica con dimezzamento del numero di cromosomi. Si verifica in due fasi (fasi di riduzione e equazionali della meiosi). La meiosi non deve essere confusa con la gametogenesi, ovvero la formazione di cellule germinali o gameti specializzati a partire da cellule staminali indifferenziate. Una diminuzione del numero di cromosomi a seguito della meiosi nel ciclo vitale porta ad una transizione dalla fase diploide alla fase aploide. Il ripristino della ploidia (transizione dalla fase aploide alla fase diploide) avviene come risultato del processo sessuale. A causa del fatto che nella profase del primo stadio di riduzione avviene la fusione (coniugazione) a coppie di cromosomi omologhi, il corretto corso della meiosi è possibile solo nelle cellule diploidi o anche nelle cellule poliploidi (cellule tetra-, esaploidi, ecc.). . La meiosi può verificarsi anche in cellule poliploidi dispari (cellule tri-, pentaploidi, ecc.), ma in esse, a causa dell'incapacità di garantire la fusione a coppie dei cromosomi nella profase I, si verifica una divergenza cromosomica con disturbi che mettono a repentaglio la vitalità della cellula o lo sviluppo da esso un organismo aploide multicellulare. Lo stesso meccanismo è alla base della sterilità degli ibridi interspecifici. Alcune restrizioni sulla coniugazione dei cromosomi sono imposte anche dalle mutazioni cromosomiche (delezioni su larga scala, duplicazioni, inversioni o traslocazioni).
Divisione cellulare procariotica
Le cellule procariotiche si dividono in due. Innanzitutto, la cellula si allunga e in essa si forma un setto trasversale. Nella fase finale, le cellule figlie si disperdono. Una caratteristica distintiva della divisione cellulare procariotica è la partecipazione diretta del DNA replicato al processo di divisione. Tipicamente, le cellule procariotiche si dividono per formare due cellule figlie di uguali dimensioni, quindi questo processo è talvolta chiamato anche fissione binaria. A causa del fatto che nella stragrande maggioranza dei casi le cellule procariotiche hanno una parete cellulare, la fissione binaria è accompagnata dalla formazione di un setto, una partizione tra le cellule figlie, che poi si stratifica nel mezzo. Il processo di divisione cellulare dei procarioti è stato studiato in dettaglio utilizzando l'esempio dell'Escherichia coli.

Confronto tra cellule pro ed eucariotiche

La differenza più importante tra eucarioti e procarioti per molto tempoè stata considerata la presenza di un nucleo formato e di organelli di membrana. Tuttavia, negli anni '70 e '80. divenne chiaro che questa era solo una conseguenza di differenze più profonde nell'organizzazione del citoscheletro. Per qualche tempo si è creduto che il citoscheletro fosse caratteristico solo degli eucarioti, ma a metà degli anni '90. Nei batteri sono state scoperte anche proteine omologhe alle principali proteine del citoscheletro degli eucarioti.
È la presenza di un citoscheletro specificamente strutturato che consente agli eucarioti di creare un sistema di organelli mobili della membrana interna. Inoltre, il citoscheletro consente il verificarsi di endo- ed esocitosi (si presume che sia stato grazie all'endocitosi che i simbionti intracellulari, inclusi mitocondri e plastidi, siano comparsi nelle cellule eucariotiche). Un'altra importante funzione del citoscheletro eucariotico è quella di garantire la divisione del nucleo (mitosi e meiosi) e del corpo (citotomia) della cellula eucariotica (la divisione delle cellule procariotiche è organizzata più semplicemente). Le differenze nella struttura del citoscheletro spiegano anche altre differenze tra pro ed eucarioti - ad esempio, la costanza e la semplicità delle forme delle cellule procariotiche e la significativa diversità della forma e la capacità di cambiarla negli eucarioti, così come relativamente grandi dimensioni quest'ultimo. Pertanto, le dimensioni delle cellule procariotiche sono in media di 0,5-5 micron, le dimensioni delle cellule eucariotiche sono in media da 10 a 50 micron. Inoltre, solo tra gli eucarioti ci sono cellule veramente giganti, come le massicce uova di squali o struzzi (nell'uovo di uccello, l'intero tuorlo è un enorme uovo), neuroni di grandi mammiferi, i cui processi, rafforzati dal citoscheletro , può raggiungere le decine di centimetri di lunghezza.

Differenze tra eucarioti e procarioti

La caratteristica più importante e fondamentale delle cellule eucariotiche è associata alla posizione dell'apparato genetico nella cellula. L'apparato genetico di tutti gli eucarioti si trova nel nucleo ed è protetto dall'involucro nucleare (in greco “eucariota” significa dotato di nucleo). Il DNA degli eucarioti è lineare (nei procarioti, il DNA è circolare e si trova in una regione speciale della cellula: il nucleoide, che non è separato da una membrana dal resto del citoplasma). È associato alle proteine istoniche e ad altre proteine cromosomiche che i batteri non hanno.
Nel ciclo vitale degli eucarioti ci sono solitamente due fasi nucleari (aplofase e diplofase). La prima fase è caratterizzata da un corredo cromosomico aploide (singolo), poi, fondendosi, due cellule aploidi (o due nuclei) formano una cellula diploide (nucleo) contenente un corredo cromosomico doppio (diploide). A volte durante la divisione successiva, e più spesso dopo diverse divisioni, la cellula diventa nuovamente aploide. Un tale ciclo di vita e, in generale, la diploidità non sono tipici dei procarioti.
La terza, forse la differenza più interessante, è la presenza nelle cellule eucariotiche di speciali organelli che hanno un proprio apparato genetico, si riproducono per divisione e sono circondati da una membrana. Questi organelli sono mitocondri e plastidi. Nella loro struttura e attività vitale sono sorprendentemente simili ai batteri. Questa circostanza ha spinto gli scienziati moderni a credere che tali organismi siano discendenti di batteri entrati in una relazione simbiotica con gli eucarioti. I procarioti sono caratterizzati da un piccolo numero di organelli e nessuno di essi è circondato da una doppia membrana. Le cellule procariotiche non hanno reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi o lisosomi.
Un'altra importante differenza tra procarioti ed eucarioti è la presenza di endocitosi negli eucarioti, inclusa la fagocitosi in molti gruppi. La fagocitosi (letteralmente “mangiare da una cellula”) è la capacità delle cellule eucariotiche di catturare, racchiudere in una vescicola di membrana e digerire un'ampia varietà di particelle solide. Questo processo fornisce un'importante funzione protettiva nel corpo. È stato scoperto per la prima volta da I.I. Mechnikov nelle stelle marine. La comparsa della fagocitosi negli eucarioti è molto probabilmente associata alla dimensione media (ulteriori informazioni sulle differenze di dimensione sono scritte di seguito). Le dimensioni delle cellule procariotiche sono sproporzionatamente più piccole e quindi, nel processo di sviluppo evolutivo degli eucarioti, hanno avuto il problema di fornire al corpo una grande quantità di cibo. Di conseguenza, tra gli eucarioti compaiono i primi veri predatori mobili.
La maggior parte dei batteri ha una parete cellulare diversa da quella eucariotica (non tutti gli eucarioti la possiedono). Nei procarioti è una struttura durevole costituita principalmente da mureina (negli archaea pseudomureina). La struttura della mureina è tale che ogni cellula è circondata da una speciale sacca a rete, che è un'enorme molecola. Tra gli eucarioti, molti protisti, funghi e piante hanno una parete cellulare. Nei funghi è costituito da chitina e glucani, nelle piante inferiori è costituito da cellulosa e glicoproteine, le diatomee sintetizzano una parete cellulare da acidi silicici, nelle piante superiori è costituito da cellulosa, emicellulosa e pectina. A quanto pare, per le cellule eucariotiche più grandi è diventato impossibile creare una parete cellulare ad alta resistenza da una singola molecola. Questa circostanza potrebbe costringere gli eucarioti a utilizzare materiali diversi per la parete cellulare. Un'altra spiegazione è che l'antenato comune degli eucarioti ha perso la sua parete cellulare a causa del passaggio alla predazione, e quindi sono andati perduti anche i geni responsabili della sintesi della mureina. Quando alcuni eucarioti tornarono alla nutrizione osmotrofica, la parete cellulare apparve di nuovo, ma su basi biochimiche diverse.
Anche il metabolismo dei batteri è diverso. In generale, esistono quattro tipi di nutrimento e si trovano tutti tra i batteri. Questi sono fotoautotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi, chemioeterotrofi (i fototrofi utilizzano l'energia della luce solare, i chemiotrofi utilizzano l'energia chimica). Gli eucarioti sintetizzano essi stessi l'energia dalla luce solare o utilizzano l'energia già pronta di questa origine. Ciò potrebbe essere dovuto all'emergere di predatori tra gli eucarioti, per i quali è scomparsa la necessità di sintetizzare energia.
Un'altra differenza è la struttura del flagello. Nei batteri sono sottili: solo 15-20 nm di diametro. Questi sono filamenti cavi costituiti dalla proteina flagellina. La struttura dei flagelli eucariotici è molto più complessa. Sono una crescita cellulare circondata da una membrana e contengono un citoscheletro (assonema) di nove paia di microtubuli periferici e due microtubuli al centro. A differenza dei flagelli procariotici rotanti, i flagelli eucariotici si piegano o si dimenano.
I due gruppi di organismi che consideriamo, come già accennato, sono molto diversi nelle dimensioni medie. Il diametro di una cellula procariotica è solitamente 0,5–10 μm, mentre per gli eucarioti lo stesso diametro è 10–100 μm. Il volume di una tale cellula è 1.000-10.000 volte maggiore di quello di una cellula procariotica.
I ribosomi procariotici sono piccoli (tipo 70S). Le cellule eucariotiche contengono sia ribosomi più grandi di tipo 80S situati nel citoplasma che ribosomi di tipo 70 procariotici situati nei mitocondri e nei plastidi.
Apparentemente, anche il momento dell'emergere di questi gruppi è diverso. I primi procarioti sorsero nel processo di evoluzione circa 3,5 miliardi di anni fa, da loro circa 1,2 miliardi di anni fa si svilupparono gli organismi eucarioti.
Attualmente viene fatta una distinzione tra cellule procariotiche (prenucleari) ed eucariotiche (nucleari). A differenza di una cellula procariotica, una cellula eucariotica ha un nucleo delimitato da un guscio di due membrane e un gran numero di organelli di membrana. I procarioti includono alghe blu-verdi, attinomiceti, batteri, spirochete, micoplasmi, rickettsie e clamidia; gli eucarioti includono la maggior parte delle alghe, funghi, licheni, piante e animali.

La principale differenza tra le cellule procariotiche e quelle eucariotiche è che il loro DNA non è organizzato in cromosomi e non è circondato da un involucro nucleare. Le cellule eucariotiche sono molto più complesse. Il loro DNA, associato alle proteine, è organizzato in cromosomi, che si trovano in una formazione speciale, essenzialmente l'organello più grande della cellula: il nucleo. Inoltre, il contenuto attivo extranucleare di tale cellula è
eccetera.................