Организация прокариотических и эукариотических клеток

Клетки делятся на два больших организационных класса: прокариоты, у которых отсутствует ядро, и эукариоты, которые заключают свой геном и другие функции внутри мембранных органелл.

Definition

Прокариотические клетки не имеют ядра, окруженного мембраной, и хранят свою ДНК в цитоплазме, в то время как эукариотические клетки заключают свою ДНК в ядро и содержат мембранные органеллы, которые компартментализируют клеточные процессы.

Scope

Эта тема сравнивает архитектуру прокариотических клеток, включая бактерии и археи, с архитектурой эукариотических клеток, охватывая наличие или отсутствие ядра и органелл, организацию генома, размер клетки и структурные особенности, общие для всех типов клеток, такие как плазматическая мембрана и рибосомы.

Core questions

• Какие структурные особенности отличают прокариотические клетки от эукариотических?
• Какие компоненты являются общими для всех клеток?
• Как три домена жизни связаны с организацией клеток?
• Почему эукариотические клетки обычно крупнее и сложнее по внутренней структуре?

Key theories

Система трех доменов

Сравнение последовательностей рибосомальной РНК разделило жизнь на три домена: Бактерии, Археи и Эукариоты, показав, что прокариотический план строения тела разделяют две различные линии.

Mechanisms

Все клетки имеют плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и геном ДНК. Прокариоты обычно содержат одну кольцевую хромосому в нуклеоидной области без окружающей мембраны, ограничены клеточной стенкой и лишены внутренних мембранных компартментов. Эукариоты упаковывают линейные хромосомы внутри ядерной оболочки и распределяют функции между органеллами, что позволяет увеличивать объемы клеток и усложнять регуляцию.

Clinical relevance

Различие между прокариотической и эукариотической организацией является основополагающим для микробиологии, молекулярной биологии и биотехнологии и объясняет, почему многие клеточные процессы изучаются на простых модельных организмах. Представленная информация носит описательный, а не предписывающий характер.

History

Дихотомия прокариоты-эукариоты была сформулирована в двадцатом веке, когда электронная микроскопия выявила отсутствие внутренних мембран у бактерий; затем работа Вуза по рибосомальной РНК в конце двадцатого века разделила прокариот на Бактерии и Археи, уточнив картину клеточного разнообразия.

Key figures

• Antonie van Leeuwenhoek
• Carl Woese
• Édouard Chatton

Seminal works

• cooper2019
• woese1990

Frequently asked questions

Являются ли археи прокариотами?

Археи имеют прокариотический план строения тела, не имея ядра, но они образуют отдельный домен жизни с молекулярными особенностями, которые отличают их от бактерий.

Что общего у прокариотических и эукариотических клеток?

Обе ограничены плазматической мембраной, содержат цитоплазму и рибосомы, а также хранят свою генетическую информацию в ДНК.