Procarioti ed eucarioti: Quali sono le differenze chiave?

Ogni organismo vivente rientra in uno dei due gruppi: eucarioti o procarioti. La struttura cellulare determina a quale gruppo appartiene un organismo. In questo articolo, spiegheremo in dettaglio cosa sono i procarioti e gli eucarioti e delineeremo le differenze tra i due.

Definizione dei procarioti

I procarioti sono organismi unicellulari che mancano di strutture legate alla membrana, la più notevole delle quali è il nucleo. Le cellule procariotiche tendono ad essere piccole e semplici, misurando circa 0,1-5 μm di diametro.

Mentre le cellule procariote non hanno strutture legate alla membrana, hanno regioni cellulari distinte. Nelle cellule procariotiche, il DNA si raggruppa in una regione chiamata nucleoide.

Caratteristiche delle cellule procariotiche

Ecco una ripartizione di ciò che si può trovare in una cellula batterica procariotica.

• Nucleoide: Una regione centrale della cellula che contiene il suo DNA.
• Ribosoma: I ribosomi sono responsabili della sintesi delle proteine.
• Parete cellulare: La parete cellulare fornisce struttura e protezione dall’ambiente esterno. La maggior parte dei batteri ha una parete cellulare rigida fatta di carboidrati e proteine chiamate peptidoglicani.
• Membrana cellulare: Ogni procariote ha una membrana cellulare, nota anche come membrana plasmatica, che separa la cellula dall’ambiente esterno.
• Capsula: Alcuni batteri hanno uno strato di carboidrati che circonda la parete cellulare chiamato capsula. La capsula aiuta il batterio ad attaccarsi alle superfici.
• Fimbrie: Le fimbrie sono strutture sottili, simili a capelli, che aiutano l’attaccamento cellulare.
• Pili: I pili sono strutture a forma di asta coinvolte in molteplici ruoli, tra cui l’attaccamento e il trasferimento del DNA.
• Flagelli: I flagelli sono strutture sottili, simili a code, che aiutano il movimento.

Esempi di procarioti

Batteri e archei sono i due tipi di procarioti.

I procarioti hanno mitocondri?

No, i procarioti non hanno mitocondri. I mitocondri si trovano solo nelle cellule eucariotiche. Questo vale anche per altre strutture legate alla membrana come il nucleo e l’apparato di Golgi (di cui parleremo più avanti).
Una teoria sull’evoluzione eucariotica ipotizza che i mitocondri fossero prima cellule procariotiche che vivevano dentro altre cellule. Con il tempo, l’evoluzione ha portato questi organismi separati a funzionare come un unico organismo nella forma di un eucariote.

Definizione di eucariote

Gli eucarioti sono organismi le cui cellule hanno un nucleo e altri organelli racchiusi da una membrana di plasma. Gli organelli sono strutture interne responsabili di una varietà di funzioni, come la produzione di energia e la sintesi delle proteine.

Le cellule eucariotiche sono grandi (circa 10-100 μm) e complesse. Mentre la maggior parte degli eucarioti sono organismi multicellulari, ci sono alcuni eucarioti unicellulari.

Caratteristiche delle cellule eucariotiche

In una cellula eucariota, ogni struttura legata alla membrana svolge funzioni cellulari specifiche. Ecco una panoramica di molti dei componenti primari delle cellule eucariotiche.

• Nucleo: Il nucleo immagazzina le informazioni genetiche sotto forma di cromatina.
• Nucleolo: Situato all’interno del nucleo, il nucleolo è la parte delle cellule eucariotiche dove viene prodotto l’RNA ribosomiale.
• Membrana plasmatica: La membrana plasmatica è un bilayer fosfolipidico che circonda l’intera cellula e racchiude gli organelli al suo interno.
• Citoscheletro o parete cellulare: Il citoscheletro o parete cellulare fornisce la struttura, permette il movimento delle cellule e svolge un ruolo nella divisione cellulare.
• Ribosomi: I ribosomi sono responsabili della sintesi delle proteine.
• Mitocondri: I mitocondri, conosciuti anche come le centrali elettriche della cellula, sono responsabili della produzione di energia.
• Citoplasma: Il citoplasma è la regione della cellula tra l’involucro nucleare e la membrana plasmatica.
• Citosol: Il citosol è una sostanza simile al gel all’interno della cellula che contiene gli organelli.
• Reticolo endoplasmatico: Il reticolo endoplasmatico è un organello dedicato alla maturazione e al trasporto delle proteine.
• Vescicole e vacuoli: Le vescicole e i vacuoli sono sacche legate alla membrana coinvolte nel trasporto e nell’immagazzinamento.

Altri organelli comuni che si trovano in molti, ma non in tutti gli eucarioti includono l’apparato di Golgi, i cloroplasti e i lisosomi.

Esempi di eucarioti

Animali, piante, funghi, alghe e protozoi sono tutti eucarioti.

Confronto tra procarioti ed eucarioti

Tutta la vita sulla Terra consiste di cellule eucariotiche o procariotiche. I procarioti sono stati la prima forma di vita. Gli scienziati ritengono che gli eucarioti si siano evoluti dai procarioti circa 2,7 miliardi di anni fa.
La principale distinzione tra questi due tipi di organismi è che le cellule eucariotiche hanno un nucleo legato alla membrana, mentre le cellule procariotiche no. Il nucleo è dove gli eucarioti immagazzinano le loro informazioni genetiche. Nei procarioti, il DNA è raggruppato nella regione del nucleoide, ma non è conservato all’interno di un nucleo legato alla membrana.
Il nucleo è solo uno dei tanti organelli legati alla membrana negli eucarioti. I procarioti, invece, non hanno organelli legati alla membrana. Un’altra importante differenza è la struttura del DNA. Il DNA degli eucarioti consiste in più molecole di DNA lineare a doppio filamento, mentre quello dei procarioti è a doppio filamento e circolare.

Similitudini chiave tra procarioti ed eucarioti

Un confronto che mostra le caratteristiche condivise e uniche di procarioti ed eucarioti

Tutte le cellule, sia procariote che eucariote, condividono queste quattro caratteristiche:

1. DNA

2. Membrana plasmatica

3. Citoplasma

4. Ribosomi

Trascrizione e traduzione nei procarioti e negli eucarioti

Nelle cellule procariotiche, la trascrizione e la traduzione sono accoppiate, cioè la traduzione inizia durante la sintesi dell’mRNA. La trascrizione avviene nel nucleo, producendo mRNA. L’mRNA esce poi dal nucleo e la traduzione avviene nel citoplasma della cellula.

Prokaryote vs eukaryote: differenze chiave