การจัดระเบียบเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอต

เซลล์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลักตามการจัดระเบียบ: โปรคาริโอตซึ่งไม่มีนิวเคลียส และยูคาริโอตซึ่งเก็บจีโนมและหน้าที่อื่น ๆ ไว้ภายในออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม

Definition

เซลล์โปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียสที่มีเยื่อหุ้มและเก็บ DNA ไว้ในไซโทพลาสซึม ในขณะที่เซลล์ยูคาริโอตห่อหุ้ม DNA ไว้ในนิวเคลียสและมีออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มซึ่งแบ่งส่วนกระบวนการของเซลล์

Scope

หัวข้อนี้เปรียบเทียบสถาปัตยกรรมของเซลล์โปรคาริโอต ซึ่งรวมถึงแบคทีเรียและอาร์เคีย กับเซลล์ยูคาริโอต โดยครอบคลุมการมีอยู่หรือไม่มีของนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ การจัดเรียงจีโนม ขนาดเซลล์ และลักษณะโครงสร้างที่เซลล์ทุกประเภทมีร่วมกัน เช่น เยื่อหุ้มเซลล์และไรโบโซม

Core questions

• ลักษณะโครงสร้างใดที่แยกเซลล์โปรคาริโอตออกจากเซลล์ยูคาริโอต?
• ส่วนประกอบใดที่เซลล์ทุกชนิดมีร่วมกัน?
• อาณาจักรทั้งสามของสิ่งมีชีวิตมีความสัมพันธ์กับการจัดระเบียบเซลล์อย่างไร?
• เหตุใดเซลล์ยูคาริโอตจึงมักมีขนาดใหญ่กว่าและมีความซับซ้อนภายในมากกว่า?

Key theories

ระบบสามอาณาจักร

การเปรียบเทียบลำดับ ribosomal RNA ได้แบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นสามอาณาจักร ได้แก่ Bacteria, Archaea และ Eukarya ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างพื้นฐานของโปรคาริโอตนั้นมีอยู่ในสองสายวิวัฒนาการที่แตกต่างกัน

Mechanisms

เซลล์ทุกชนิดมีเยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึม ไรโบโซม และจีโนมที่เป็น DNA โปรคาริโอตมักจะมีโครโมโซมวงกลมเดี่ยวอยู่ในบริเวณนิวคลีออยด์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มล้อมรอบ มีผนังเซลล์ล้อมรอบ และไม่มีช่องว่างภายในที่เป็นเยื่อหุ้ม ยูคาริโอตบรรจุโครโมโซมเชิงเส้นภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียสและกระจายหน้าที่ไปยังออร์แกเนลล์ต่าง ๆ ซึ่งช่วยให้มีปริมาตรเซลล์ที่ใหญ่ขึ้นและการควบคุมที่ซับซ้อนมากขึ้น

Clinical relevance

ความแตกต่างระหว่างการจัดระเบียบแบบโปรคาริโอตและยูคาริโอตเป็นพื้นฐานสำคัญของจุลชีววิทยา ชีววิทยาระดับโมเลกุล และเทคโนโลยีชีวภาพ และอธิบายว่าเหตุใดกระบวนการของเซลล์หลายอย่างจึงถูกศึกษาในสิ่งมีชีวิตต้นแบบที่เรียบง่าย การนำเสนอเป็นแบบพรรณนาและไม่เป็นการแนะนำการรักษา

History

การแบ่งแยกโปรคาริโอต-ยูคาริโอตถูกกำหนดขึ้นในศตวรรษที่ 20 เมื่อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเผยให้เห็นการไม่มีเยื่อหุ้มภายในในแบคทีเรีย จากนั้นงานวิจัยเกี่ยวกับ ribosomal RNA ของ Woese ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ได้แบ่งโปรคาริโอตออกเป็น Bacteria และ Archaea ซึ่งช่วยปรับปรุงภาพความหลากหลายของเซลล์ให้ชัดเจนยิ่งขึ้น

Key figures

• Antonie van Leeuwenhoek
• Carl Woese
• Édouard Chatton

Seminal works

• cooper2019
• woese1990

Frequently asked questions

อาร์เคียเป็นโปรคาริโอตหรือไม่?

อาร์เคียมีโครงสร้างพื้นฐานแบบโปรคาริโอตคือไม่มีนิวเคลียส แต่เป็นอาณาจักรของสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันโดยมีลักษณะทางโมเลกุลที่แยกพวกมันออกจากแบคทีเรีย

เซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตมีอะไรที่เหมือนกัน?

ทั้งสองชนิดมีเยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึม และไรโบโซม และเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมไว้ใน DNA