היתרון המבני העיקרי שיש לאיקריוטות על פני פרוקריוטות

תוֹכֶן

• מאפיינים ותכונות של תאים פרוקריוטיים תחת מיקרוסקופ
• מבנה התאים האוקריוטים
• כיצד תאים אוקראוטיים מתפקדים
• רביית תאים אוקיורוטיים
• היתרון המבני של האוקריוטה

אאוקריוטות הם אורגניזמים אשר לתאים שלהם כל אחד גרעין ואברונים עם ממברנות משלהם. פרוקריוטות הם אורגניזמים חד-תאיים פשוטים יותר ללא גרעין ורק חלל פנימי אחד. הבדל זה מייצג יתרון מבני המאפשר לתאים אוקיאוטיים להתארגן לאורגניזמים רב-תאיים. האברונים הפנימיים, כולל הגרעין, מבודדים את תהליכי התא השונים ומקלים עליהם את השליטה.

ללא גרעין, תאים פרוקריוטיים מתרבים בתהליך ביקוע בינארי קשה לשליטה. משמעות הדבר היא שהם יכולים להתרבות במהירות כאשר יש משאבים ומרחב זמינים, אך צמיחה מהירה ובלתי מבוקרת כל כך אינה מבוקשת כאשר תא מהווה חלק מאורגניזם גדול יותר. במקום זאת, כל תא צריך לתאם את צמיחתו ואת חלוקתו עם כל שאר התאים של האורגניזם. לתאים אוקריוטיים יש את המורכבות המבנית לעשות זאת בעוד שתאים פרוקריוטיים אינם בעלי יכולת זו.

מאפיינים ותכונות של תאים פרוקריוטיים תחת מיקרוסקופ

התחומים הפרוקריוטיים הם חיידקים וארכאאה; כל אחד מהתחומים הללו מחולק לממלכות ולקטגוריות טקסונומיות קטנות יותר. כיצורים חד-תאיים ללא גרעין או אברונים, הם מאופיינים בתכונות הבולטות הבאות:

התאים הבודדים של חיידקים וארכיאה נחשפים לסביבה ולכן הם זקוקים ל דופן תא להגן עליהם. תחת מיקרוסקופ, קיר התא הוא מבנה עבה וברור לעין סביב התא. בחלק הפנימי של דופן התא נמצא קרום תא השולט אילו חומרים יכולים לעבור לתא ומחוצה לו.

בתוך קרום התא נמצא גדיל יחיד של DNA מפותל היטב. הגדיל הוא מעגלי, וכאשר התא מתחיל להתפצל, הגדיל מתפתל ומקבל את צורתו המעגלית לפני ההעתקה. לאחר שכפול הגדיל, שני העותקים עוברים לקצוות מנוגדים של התא והתא מתפצל לשניים.

צפים בחופשיות בציטופלסמה של התא הם ריבוזומים המייצרים את החלבונים הנדרשים על ידי התא. בקצה אחד של התא, מבנה דמוי שוט שנקרא a flagellum מצורף בכדי לתת ניידות לתאים. התאים הפרוקריוטיים משתמשים במבנה הפשוט שלהם כיתרון אבולוציוני. ה- DNA שלהם אינו מוגן ומשתנה בחופשיות ואילו קצב ההתרבות המהיר שלהם מאפשר הסתגלות מהירה למצבים חדשים ולשינויים בסביבה.

מבנה התאים האוקריוטים

אם משווים את המבנים של תאים פרוקריוטים ואוקריוטיים תחת מיקרוסקופ, התאים נראים אחרת לגמרי. בדומה לתאים פרוקריוטים, לתאים האוקריוטיים יש קרום וריבוזומים, אך ההבדלים הבאים נראים לעין:

ברור שלהתאים המרכיבים אאוקריוטים יש מבנה שונה מזה של תאים פרוקריוטים. בעוד שהם מורכבים ומתרבים בצורה מסובכת יותר, זה לא מובן מאליו למה בדיוק זה נותן לאוקריוטים יתרון מבני.

כיצד תאים אוקראוטיים מתפקדים

לתאים האוקריוטיים יש פונקציות עצמאיות משלהם, אך לעיתים קרובות הם מתפקדים כחלק מאורגניזם גדול יותר. בצמחים ובעלי חיים הם מייבאים חומרים מתאים אחרים ומייצאים מוצרי פסולת וחלבונים, הורמונים ואנזימים שימושיים. כאשר הם עוסקים בפעילות, מה שהם מייצאים מאותת לתאים אחרים מה הם עושים. אין להם קיר תא כי הם אינם זקוקים לכזה להגנה, וזה יפריע לדרך חילופי ביניים.

במקום לבצע את הסינתזה שלהם של חומרים תאים והמרת האנרגיה שלהם במרחב הכללי בתוך קרום התא, יש להם אזורים מיוחדים בתוך אברונים ספציפיים שבהם פעילויות אלה מתקיימות. המרת הגלוקוז למולקולת אחסון האנרגיה ATP מתבצעת ב- מיטוכונדריה. פירוק פסולת תאים ופסולת מתרחש ב ליזוזומים. גופות גולגי וה תכנית אנדופלסמה מסנתז חלבונים, פחמימות וליפידים. האברונים הקשורים לקרום התאים האוקריוטים מתמחים בייצור של חומרים מתאיים ספציפיים.

רביית תאים אוקיורוטיים

לתאי האוקריוטות יש שתי דרכים להתרבות: רבייה מינית וא-מינית. רבייה א-מינית מתרחשת כאשר דרושה יותר מאותו סוג תא, כמו בתאי העור של בעלי חיים. רבייה מינית משמשת כאשר נוצר אורגניזם מורכב חדש כמו צמח או חיה. בהתרבויות א-מיניות, מספר התאים גדל ואילו בהתרבות מינית, מספר האורגניזמים מתרבה.

שני סוגי ההתרבות הם פעולות מרובות שלבים. עבור רבייה א-מינית, גרעין התא מתפצל לשני חלקים זהים בתהליך שנקרא מיטוזה. לכל גרעין יש עותקים שלמים של ה- DNA של התא, וכשהתא מתפצל, כל חלק מקבל חלק מהאיברונים.

להתרבות מינית, תאים מיוצרים עם מאפיינים מיניים שונים בתהליך הנקרא מיוזה. לדוגמה, אצל בעלי חיים, שני סוגי התאים הם תאי הזרע ותאי הביצה. שני תאים בעלי מאפיינים מיניים שונים ובדרך כלל מאורגניזמים שונים מאותו המין מתאחדים מחדש ליצירת אורגניזם חדש. אצל בעלי חיים תא הזרע מפרה תא ביצה, והשילוב צומח לחיה חדשה.

היתרון המבני של האוקריוטה

ההבדלים בין תאי האוקריוטות לפרוקריוטות מעניקים יתרונות לאוקריוטים במספר תחומים. כאשר אנו מפרטים את התכונות המצויות באוקריוטות אך לא בפרוקריוטות, מהם היתרונות שמספקים ההבדלים הללו? ההבדלים המבניים העיקריים טמונים בגרעין, באברונים ובקיר החיצוני של התא. הבדלים אלה מולידים יתרונות ויכולות ספציפיות עבור איקריוטות שאין לפרוקריוטות. כתוצאה מכך, פרוקריוטים נשארים אורגניזמים פשוטים בתא. אמנם קיימים גם אאוקריוטים חד-תאים, אך כמה אאוקריוטים עשו שימוש ביתרונות אלה כדי להתפתח לצמחים ובעלי חיים גבוהים יותר.

נוכחות של א גרעין בתאים אוקריוטיים מעניק לאוקריוטים שני יתרונות. הגרעין מייצג מארז מגן נוסף של ה- DNA. כתוצאה מכך, DNA אאוקריוטי פחות רגיש למוטציות. הגרעין מקל גם על השליטה על ההתרבות. לתהליכי הרבייה המבוססים על גרעין מורכבים יש נקודות רבות שיכולות לשמש עצירה לתיאום צמיחה וכפל תאים עם שאר התאים של האורגניזם.

השילוב של אברונים לתאים האוקריוטים מרכז פונקציות לחללים הפנימיים שלהם. משמעות הדבר היא שתהליכים כמו ייצור אנרגיה וחיסול פסולת יעילים בהרבה בתאים אוקיוטרוטים מאשר בפרוקריוטים. כאשר המיטוכונדריה מייצרת תאים אנרגיה, לתאים יכולים להיות פחות או פחות מיטוכונדריות, תלוי בתפקיד שהם ממלאים באורגניזם. ללא איברים, כל התא הפרוקריוטי צריך לעשות הכל, ורמת היעילות נמוכה יותר.

היעדר קיר תא באוקריוטות מורכבות הוא היתרון המאפשר לתאים האוקריוטיים להתארגן למבנים כמו איברים, עצמות, גבעולי צמחים ופירות. תאים אלה פועלים יחד ומבדילים עצמם בהתאם לתאים הסובבים אותם. קיר תא ימנע אינטראקציות כה קרובות. בעוד שתאים פרוקריוטיים מתכווצים לעיתים במבנים פשוטים, הם אינם מבדילים את האופן שבו התאים האוקריוטיים באורגניזמים מורכבים עושים זאת.

ה יתרון מבני גדול של איקריוטות על פני פרוקריוטות היא היכולת ליצור אורגניזמים רב-תאיים מתקדמים. בעוד שאוקריוטות יכולות לשרוד כאורגניזמים חד-תאיים והן כיצורים רב-תאיים, לפרוקריוטות אין את היכולת ליצור מבנים או אורגניזמים מורכבים.