Sisu
- Prokarüootsete rakkude omadused ja omadused mikroskoobi all
- Eukarüootsete rakkude struktuur
- Kuidas toimivad eukarüootsed rakud
- Eukarüootsete rakkude paljunemine
- Eukarüote struktuurieelis
Eukarüootid on organismid, mille rakkudel on tuum ja organellid, millel on oma membraanid. Prokarüootid on lihtsamad üherakulised organismid, millel puudub tuum ja ainult üks siseruum. See erinevus tähistab struktuurilist eelist, mis võimaldab eukarüootsetel rakkudel organiseeruda mitmerakulisteks organismideks. Sisemised organellid, sealhulgas tuum, isoleerivad mitmesuguseid rakuprotsesse ja muudavad nende juhtimise lihtsamaks.
Ilma tuumata paljunevad prokarüootsed rakud raskesti kontrollitava binaarse lõhustumisprotsessi kaudu. See tähendab, et nad saavad ressursside ja ruumi olemasolul kiiresti paljuneda, kuid sellist kiiret, kontrollimata kasvu ei soovitata, kui rakk moodustab osa suuremast organismist. Selle asemel peab iga rakk oma kasvu ja jagunemist kooskõlastama kõigi teiste organismi rakkudega. Eukarüootsetel rakkudel on selleks struktuurne keerukus, samal ajal kui prokarüootilistel rakkudel seda pole.
Prokarüootsete rakkude omadused ja omadused mikroskoobi all
Prokarüootsed domeenid on bakterid ja Archaea; kõik need domeenid on jagatud kuningriikideks ja väiksemateks taksonoomilisteks kategooriateks. Kuna tuuma või organellideta üherakulisi organisme, iseloomustavad neid järgmised silmapaistvad tunnused:
Bakterite ja arhaea üksikud rakud puutuvad kokku keskkonnaga ja vajavad seetõttu a raku sein et neid kaitsta. Mikroskoobi all on raku sein paks, selgesti nähtav struktuur, mis ümbritseb rakku. Rakuseina siseküljel on rakumembraan, mis kontrollib, millised ained võivad rakku siseneda ja sellest väljuda.
Rakumembraani sees on tihedalt keritud DNA üksik ahel. Ahel on ümmargune ja kui rakk hakkab jagunema, kerib ahel enne kopeerimist lahti ja omandab ümmarguse kuju. Kui ahel on dubleeritud, liiguvad kaks koopiat lahtri vastasotstesse ja rakk jaguneb kaheks.
Raku tsütoplasmas vabalt hõljuvad ribosoomid, mis toodavad raku jaoks vajalikke valke. Lahtri ühes otsas on piitsjas struktuur, mida nimetatakse a flagellum on raku liikuvuse tagamiseks kinnitatud. Prokarüootsed rakud kasutavad evolutsioonilise eelisena oma lihtsat struktuuri. Nende DNA on kaitsmata ja muteerub vabalt, samas kui nende kiire paljunemise kiirus võimaldab kiiret kohanemist uute olukordade ja ümbruse muutustega.
Eukarüootsete rakkude struktuur
Kui võrrelda prokarüootsete ja eukarüootsete rakkude struktuure mikroskoobi all, näevad rakud välja üsna erinevad. Nagu prokarüootilistel rakkudel, on ka eukarüootsetel rakkudel membraan ja ribosoomid, kuid ilmnevad järgmised erinevused:
On selge, et eukarüoote moodustavad rakud on erineva struktuuriga kui prokarüootsed rakud. Kuigi need on keerukad ja paljunevad keerukamal viisil, pole see ilmne miks täpselt see annab eukarüootidele struktuurilise eelise.
Kuidas toimivad eukarüootsed rakud
Eukarüootsetel rakkudel on oma iseseisvad funktsioonid, kuid sageli toimivad nad suurema organismi osana. Taimedes ja loomades impordivad nad aineid teistest rakkudest ja ekspordivad jäätmeid ning kasulikke valke, hormoone ja ensüüme. Kui nad tegelevad mõne tegevusega, ekspordivad nad signaale teistele rakkudele, mida nad teevad. Neil ei ole rakuseina, kuna nad ei vaja sellist kaitset ja see võib seda takistada rakkudevahelised vahetused.
Selle asemel, et viia läbi rakuainete sünteesi ja muundada energiat rakumembraani üldises ruumis, on neil spetsiifilistes organellides spetsiaalsed piirkonnad, kus need toimingud toimuvad. Glükoos muundatakse energiasalvestusmolekuliks ATP mitokondrid. Rakkude prahi ja jäätmete purustamine toimub Belgias lüsosoomid. Golgi kehad ja endoplasmaatiline retikulum sünteesivad valke, süsivesikuid ja lipiide. Eukarüootsete rakkude membraaniga seotud organellid on spetsialiseerunud spetsiifiliste rakuainete tootmisele.
Eukarüootsete rakkude paljunemine
Eukarüootide rakkudel on kaks paljunemisviisi: seksuaalne ja aseksuaalne paljunemine. Aseksuaalne paljunemine toimub siis, kui on vaja rohkem samasuguseid rakke, näiteks loomade naharakkudes. Seksuaalset paljunemist kasutatakse siis, kui luuakse uus keeruline organism, näiteks taim või loom. Aseksuaalse paljunemise korral suureneb rakkude arv, seksuaalse paljunemise korral aga organismide arv korrutab.
Mõlemad reprodutseerimise liigid on keerulised mitmeastmelised toimingud. Aseksuaalse paljunemise jaoks jaguneb raku tuum protsessis, mida nimetatakse mitoos. Igas tuumas on raku DNA täielikud koopiad ja kui rakk lõheneb, saab iga osa osa organellidest.
Seksuaalseks paljundamiseks toodetakse rakke, millel on erinevad seksuaalsed omadused, nn meioos. Näiteks loomadel on kahte tüüpi rakud spermarakud ja munarakud. Kaks erineva seksuaalse omadusega ja tavaliselt sama liigi erinevatest organismidest pärit rakke ühinevad uuesti, moodustades uue organismi. Loomadel viljastab spermarakk munarakku ja sellest kombinatsioonist kasvab uus loom.
Eukarüote struktuurieelis
Erinevused eukarüootide ja prokarüootide rakkude vahel annavad eukarüootidele eelised mitmes valdkonnas. Kui loetleme funktsioonid, mida leidub eukarüootides, kuid mitte prokarüootides, siis mis on nende erinevuste eelised? Peamised struktuurierinevused peituvad tuumas, organellides ja raku välisseinas. Need erinevused põhjustavad eukarüootidele spetsiifilisi eeliseid ja võimalusi, mida prokarüootidel pole. Selle tulemusel jäävad prokarüootid lihtsateks üherakulisteks organismideks. Ehkki eksisteerivad ka üherakulised eukarüootid, on mõned eukarüootid neid eeliseid ära kasutanud kõrgemateks taimedeks ja loomadeks muutumiseks.
A olemasolu tuum eukarüootsetes rakkudes annab eukarüootidele kaks eelist. Tuum esindab DNA täiendavat kaitsvat ümbrist. Selle tulemusel on eukarüootne DNA vähem tundlik mutatsioonide suhtes. Tuum muudab paljunemise ka hõlpsamini kontrollitavaks. Tuumadel põhinevatel keerukatel paljunemisprotsessidel on palju punkte, mis võivad toimida peatusena, et koordineerida kasvu ja rakkude paljunemist organismi teiste rakkudega.
Integreerimine organellid eukarüootsetesse rakkudesse kontsentreerib funktsioonid omaenda siseruumidesse. See tähendab, et sellised protsessid nagu energia tootmine ja jäätmete eemaldamine on eukarüootsetes rakkudes palju tõhusamad kui prokarüootides. Kui mitokondrid toodavad rakkudele energiat, võib rakkudel olla rohkem või vähem mitokondreid, sõltuvalt nende rollist organismis. Ilma organellideta peab kogu prokarüootne rakk kõike tegema ja efektiivsuse tase on madalam.
Rakuseina puudumine keerukates eukarüootides on eelis, mis võimaldab eukarüootsetel rakkudel organiseeruda sellisteks struktuurideks nagu elundid, luud, taimevarred ja viljad. Need rakud töötavad koos ja eristuvad sõltuvalt ümbritsevatest rakkudest. Rakusein väldiks sellist tihedat koostoimet. Ehkki prokarüootsed rakud klõpsavad mõnikord lihtsate struktuuridena, ei erista nad keeruliste organismide eukarüootsete rakkude moodustumist.
peamine struktuuriline eelis eukarüootide protsent prokarüootide üle on võime moodustada arenenud, mitmerakulisi organisme. Kui eukarüootid võivad ellu jääda nii üherakuliste kui ka mitmerakuliste organismidena, siis prokarüootidel puudub võime moodustada keerukaid struktuure või organisme.