Tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn là hai loại tế bào tồn tại trên Trái đất. Có một số khác biệt giữa hai loại, nhưng điểm khác biệt lớn nhất giữa chúng là các tế bào nhân chuẩn có một nhân riêng biệt chứa vật liệu di truyền của tế bào, trong khi các tế bào prokaryote không có nhân và có vật liệu di truyền trôi nổi tự do.
Từ tế bào nhân sơ đến tế bào nhân chuẩn
Tất cả các sinh vật sống có thể được chia thành ba lĩnh vực cơ bản: Vi khuẩn, Archaea và Eukarya. Các sinh vật đơn bào chủ yếu được tìm thấy trong miền Bacteria và Archaea được gọi là sinh vật nhân sơ. Những sinh vật này được tạo thành từ các tế bào prokaryote - những tế bào nhỏ nhất, đơn giản nhất và cổ xưa nhất.
Các sinh vật trong miền Eukarya được tạo thành từ các tế bào nhân chuẩn phức tạp hơn. Những sinh vật này, được gọi là sinh vật nhân chuẩn, có thể là đơn bào hoặc đa bào và bao gồm động vật, thực vật, nấm và protist. Nhiều người không rõ liệu nấm men hay nấm là prokaryote hay eukaryote. Cả hai đều là sinh vật nhân chuẩn và chia sẻ cấu trúc tế bào tương tự với tất cả các sinh vật nhân chuẩn khác.
Sinh vật nhân chuẩn đã phát triển ít nhất 2,7 tỷ năm trước, sau 1 đến 1,5 tỷ năm tiến hóa prokaryotic, theo Viện Y tế Quốc gia (NIH). Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng hạt nhân và các đặc điểm nhân thực khác có thể đã hình thành đầu tiên sau khi một sinh vật nhân sơ nuốt một con khác, theo Đại học Texas. Theo lý thuyết này, sinh vật bị nhấn chìm sau đó sẽ góp phần vào hoạt động của vật chủ.
Prokaryote và eukaryote có điểm gì chung?
Mặc dù các tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn có nhiều điểm khác biệt, chúng có chung một số đặc điểm chung, bao gồm:
- DNA: Mã hóa di truyền xác định tất cả các đặc điểm của sinh vật sống.
- Màng tế bào (hoặc plasma): Lớp ngoài ngăn cách tế bào với môi trường xung quanh và hoạt động như một hàng rào chọn lọc cho các vật liệu đến và đi.
- Tế bào chất: Chất lỏng giống như thạch trong một tế bào được cấu tạo chủ yếu từ nước, muối và protein.
- Ribosome: Các bào quan tạo ra protein.
Làm thế nào để prokaryote và eukaryote khác nhau?
Hạt nhân / DNA: Các tế bào nhân chuẩn có một nhân bao quanh bởi một lớp vỏ hạt nhân bao gồm hai màng lipid, theo Nature Education. Nhân giữ DNA của tế bào nhân chuẩn. Tế bào nhân sơ không có nhân; thay vào đó, chúng có một vùng nucleoid không màng (phần mở của tế bào) chứa DNA trôi nổi tự do, theo Đại học Washington.
Toàn bộ DNA trong một tế bào có thể được tìm thấy trong các mảnh riêng lẻ được gọi là nhiễm sắc thể. Các tế bào nhân chuẩn có nhiều nhiễm sắc thể trải qua quá trình phân bào và giảm phân trong quá trình phân chia tế bào, trong khi hầu hết các tế bào nhân sơ chỉ bao gồm một nhiễm sắc thể tròn. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng một số prokaryote có tới bốn nhiễm sắc thể tuyến tính hoặc tròn, theo Nature Education. Ví dụ, Vibrio cholerae, vi khuẩn gây bệnh tả, có hai nhiễm sắc thể tròn.
Các bào quan trong tế bào nhân chuẩn: Các tế bào nhân chuẩn có một số bào quan liên kết màng khác không được tìm thấy trong các tế bào nhân sơ. Chúng bao gồm ty thể (chuyển đổi năng lượng thực phẩm thành adenosine triphosphate, hoặc ATP, để cung cấp năng lượng cho các phản ứng sinh hóa); mạng lưới nội chất thô và mịn (một mạng lưới liên kết của các ống bao màng vận chuyển protein tổng hợp); golgi phức tạp (sắp xếp và gói protein để tiết); và trong trường hợp tế bào thực vật, lục lạp (tiến hành quang hợp). Tất cả các bào quan này đều nằm trong tế bào chất của tế bào nhân chuẩn.
Ribosome: Trong các tế bào nhân chuẩn, các ribosome lớn hơn, phức tạp hơn và bị ràng buộc bởi một màng. Chúng có thể được tìm thấy ở nhiều nơi khác nhau: Đôi khi trong tế bào chất; trên mạng lưới nội chất; hoặc gắn vào màng nhân (phủ trên nhân).
Trong các tế bào prokaryote, các ribosome nằm rải rác và trôi nổi tự do trên khắp tế bào chất. Các ribosome trong tế bào prokaryote cũng có các tiểu đơn vị nhỏ hơn. Tất cả các ribosome (trong cả tế bào nhân chuẩn và tế bào nhân sơ) được tạo thành từ hai tiểu đơn vị - một lớn hơn và một nhỏ hơn. Ở sinh vật nhân chuẩn, những mảnh này được các nhà khoa học xác định là tiểu đơn vị 60-S và 40-S. Ở prokaryote, các ribosome được tạo thành từ các tiểu đơn vị nhỏ hơn một chút, được gọi là 50-S và 30-S.
Sự khác biệt về các loại tiểu đơn vị đã cho phép các nhà khoa học phát triển các loại thuốc kháng sinh, như streptomycin, tấn công một số loại vi khuẩn truyền nhiễm, theo Hiệp hội Sinh học Tế bào Anh. Mặt khác, một số độc tố vi khuẩn và vi-rút bại liệt sử dụng sự khác biệt của ribosome - chúng có thể xác định và tấn công cơ chế dịch mã của tế bào nhân chuẩn, hoặc quá trình RNA thông tin được dịch mã thành protein.
Sinh sản: Hầu hết các sinh vật nhân chuẩn sinh sản hữu tính (mặc dù một số protist và nấm đơn bào có thể sinh sản thông qua nguyên phân, tương tự như chức năng sinh sản vô tính). Prokaryote sinh sản vô tính, dẫn đến con cái là một bản sao chính xác của bố mẹ. Một số tế bào prokaryote cũng có pili, đó là các phép chiếu giống như lông được sử dụng để trao đổi vật liệu di truyền trong một loại quá trình tình dục gọi là liên hợp, theo khái niệm Sinh học. Sự kết hợp có thể xảy ra ở vi khuẩn, động vật nguyên sinh và một số loại tảo và nấm.
Vách tế bào: Hầu hết các tế bào prokaryote có thành tế bào cứng bao quanh màng plasma và tạo hình cho sinh vật. Ở sinh vật nhân chuẩn, động vật có xương sống không có thành tế bào nhưng thực vật thì có. Thành tế bào của prokaryote khác biệt về mặt hóa học với thành tế bào nhân chuẩn của tế bào thực vật, chủ yếu được tạo ra từ cellulose. Trong vi khuẩn, ví dụ, các thành tế bào bao gồm peptidoglycans (đường và axit amin), theo Đại học Washington.
