Prokaryoten und Eukaryoten: Was sind die Hauptunterschiede?

Jeder lebende Organismus fällt in eine von zwei Gruppen: Eukaryoten oder Prokaryoten. Die Zellstruktur bestimmt, zu welcher Gruppe ein Organismus gehört. In diesem Artikel wird ausführlich erklärt, was Prokaryoten und Eukaryoten sind, und es werden die Unterschiede zwischen den beiden Gruppen aufgezeigt.

Definition von Prokaryonten

Prokaryonten sind einzellige Organismen, die keine membrangebundenen Strukturen besitzen, von denen der Zellkern am auffälligsten ist. Prokaryotische Zellen sind meist kleine, einfache Zellen mit einem Durchmesser von etwa 0,1-5 μm.

Prokaryotische Zellen haben zwar keine membrangebundenen Strukturen, aber sie haben unterschiedliche Zellbereiche. In prokaryotischen Zellen bündelt sich die DNA in einer Region, die Nukleoid genannt wird.

Prokaryotische Zellmerkmale

Hier ist eine Aufschlüsselung dessen, was man in einer prokaryotischen Bakterienzelle finden könnte.

• Nukleoid: Ein zentraler Bereich der Zelle, der ihre DNA enthält.
• Ribosom: Ribosomen sind für die Proteinsynthese verantwortlich.
• Zellwand: Die Zellwand bietet Struktur und Schutz vor der äußeren Umgebung. Die meisten Bakterien haben eine starre Zellwand, die aus Kohlenhydraten und Proteinen besteht, die Peptidoglykane genannt werden.
• Zellmembran: Jeder Prokaryot hat eine Zellmembran, auch Plasmamembran genannt, die die Zelle von der äußeren Umgebung trennt.
• Kapsel: Einige Bakterien haben eine Schicht aus Kohlenhydraten, die die Zellwand umgibt und als Kapsel bezeichnet wird. Die Kapsel hilft dem Bakterium, sich an Oberflächen anzuheften.
• Fimbrien: Fimbrien sind dünne, haarähnliche Strukturen, die bei der Zellanhaftung helfen.
• Pili: Pili sind stäbchenförmige Strukturen, die eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen, darunter Anheftung und DNA-Transfer.
• Flagellen: Flagellen sind dünne, schwanzähnliche Strukturen, die bei der Bewegung helfen.

Beispiele für Prokaryoten

Bakterien und Archaeen sind die beiden Arten von Prokaryoten.

Haben Prokaryoten Mitochondrien?

Nein, Prokaryoten haben keine Mitochondrien. Mitochondrien gibt es nur in eukaryotischen Zellen. Dies gilt auch für andere membrangebundene Strukturen wie den Zellkern und den Golgi-Apparat (mehr dazu später).
Eine Theorie zur Evolution der Eukaryoten besagt, dass Mitochondrien zunächst prokaryotische Zellen waren, die im Inneren anderer Zellen lebten. Im Laufe der Zeit führte die Evolution dazu, dass diese getrennten Organismen als ein einziger Organismus in Form eines Eukaryoten funktionierten.

Eukaryoten Definition

Eukaryoten sind Organismen, deren Zellen einen Kern und andere Organellen haben, die von einer Plasmamembran umschlossen sind. Organellen sind innere Strukturen, die für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich sind, wie z.B. Energieproduktion und Proteinsynthese.

Eukaryontenzellen sind groß (etwa 10-100 μm) und komplex. Während die meisten Eukaryoten mehrzellige Organismen sind, gibt es auch einige einzellige Eukaryoten.

Eukaryotische Zellmerkmale

In einer eukaryotischen Zelle führt jede membrangebundene Struktur spezifische zelluläre Funktionen aus. Hier ist ein Überblick über viele der Hauptbestandteile der eukaryotischen Zellen.

• Zellkern: Der Zellkern speichert die genetische Information in Form von Chromatin.
• Nukleolus: Der Nukleolus befindet sich innerhalb des Zellkerns und ist der Teil der eukaryotischen Zellen, in dem die ribosomale RNA produziert wird.
• Plasmamembran: Die Plasmamembran ist eine Phospholipid-Doppelschicht, die die gesamte Zelle umgibt und die Organellen darin einschließt.
• Zytoskelett oder Zellwand: Das Zytoskelett oder die Zellwand sorgt für Struktur, ermöglicht die Zellbewegung und spielt eine Rolle bei der Zellteilung.
• Ribosomen: Ribosomen sind für die Proteinsynthese verantwortlich.
• Mitochondrien: Mitochondrien, die auch als Kraftwerke der Zelle bezeichnet werden, sind für die Energieproduktion zuständig.
• Zytoplasma: Das Zytoplasma ist der Bereich der Zelle zwischen der Kernhülle und der Plasmamembran.
• Zytosol: Das Cytosol ist eine gelartige Substanz innerhalb der Zelle, die die Organellen enthält.
• Endoplasmatisches Retikulum: Das endoplasmatische Retikulum ist eine Organelle, die für die Reifung und den Transport von Proteinen zuständig ist.
• Vesikel und Vakuolen: Vesikel und Vakuolen sind membrangebundene Säcke, die an Transport und Speicherung beteiligt sind.

Andere häufige Organellen, die in vielen, aber nicht allen Eukaryoten vorkommen, sind der Golgi-Apparat, Chloroplasten und Lysosomen.

Beispiele für Eukaryoten

Tiere, Pflanzen, Pilze, Algen und Protozoen sind alle Eukaryoten.

Vergleich zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Alles Leben auf der Erde besteht entweder aus eukaryotischen Zellen oder aus prokaryotischen Zellen. Prokaryonten waren die erste Form des Lebens. Wissenschaftler glauben, dass sich Eukaryoten vor etwa 2,7 Milliarden Jahren aus Prokaryoten entwickelt haben.
Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Arten von Organismen besteht darin, dass eukaryotische Zellen einen membrangebundenen Zellkern haben, während prokaryotische Zellen keinen haben. Der Zellkern ist der Ort, an dem Eukaryoten ihre genetische Information speichern. Bei Prokaryonten ist die DNA in der nukleoiden Region gebündelt, aber nicht in einem membrangebundenen Zellkern gespeichert.
Der Zellkern ist nur eines von vielen membrangebundenen Organellen bei Eukaryonten. Prokaryoten hingegen haben keine membrangebundenen Organellen. Ein weiterer wichtiger Unterschied ist die DNA-Struktur. Die DNA von Eukaryoten besteht aus mehreren Molekülen doppelsträngiger linearer DNA, während die DNA von Prokaryoten doppelsträngig und zirkulär ist.

Schlüsselähnlichkeiten zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Ein Vergleich, der die gemeinsamen und einzigartigen Merkmale von Prokaryoten und Eukaryoten zeigt

Alle Zellen, ob prokaryotisch oder eukaryotisch, haben diese vier Merkmale gemeinsam:

1. DNA

2. Plasmamembran

3. Zytoplasma

4. Ribosomen

Transkription und Translation bei Prokaryoten und Eukaryoten

In prokaryotischen Zellen sind Transkription und Translation gekoppelt, d.h. die Translation beginnt während der mRNA-Synthese.
In eukaryotischen Zellen sind Transkription und Translation nicht gekoppelt. Die Transkription findet im Zellkern statt und erzeugt mRNA. Die mRNA verlässt dann den Zellkern, und die Translation findet im Zytoplasma der Zelle statt.

Prokaryonten vs. Eukaryonten: Hauptunterschiede