Evoluce eukaryotických buněk

Jak se život na Zemi začal podrobovat vývoj a stát se složitější, jednodušší typ buňky nazývána prokaryota prošla několika změnami po dlouhou dobu, aby se stala eukaryotickými buňkami. Eukaryoty jsou složitější a mají mnohem více částí než prokaryoty. Trvalo to několik mutace a přežívající přírodní výběr eukaryoty se vyvíjejí a stávají se převládajícími.

Vědci se domnívají, že cesta od prokaryot k eukaryotům byla výsledkem malých změn ve struktuře a fungování během velmi dlouhých časových období. Je logická progrese změn, aby se tyto buňky staly komplexnější. Jakmile vznikly eukaryotické buňky, mohly začít tvořit kolonie a případně mnohobuněčné organismy se specializovanými buňkami.

Většina jednobuněčných organismů má buněčnou stěnu kolem svých plazmatických membrán, aby je chránila před nebezpečím pro životní prostředí. Mnoho prokaryot, stejně jako určité typy bakterií, jsou také zapouzdřeny jinou ochrannou vrstvou, která jim také umožňuje přilepovat se na povrchy. Většina prokaryotních fosilií z

Zatímco některé eukaryotické buňky, jako jsou rostlinné buňky, stále mají buněčné stěny, mnoho jich ne. To znamená, že nějaký čas během evoluční historie prokaryote, buněčné stěny musely zmizet nebo alespoň pružnější. Flexibilní vnější hranice na buňce umožňuje další expanzi. Eukaryoty jsou mnohem větší než primitivnější prokaryotické buňky.

Flexibilní hranice buněk se také mohou ohýbat a ohýbat, čímž vytvářejí větší plochu povrchu. Buňka s větší povrchovou plochou je účinnější při výměně živin a odpadu s okolím. Výhodou je také přivádění nebo odstraňování zvláště velkých částic pomocí endocytózy nebo exocytózy.

Strukturální proteiny v eukaryotické buňce se spojí a vytvoří systém známý jako cytoskelet. Zatímco termín „kostra“ obecně připomíná něco, co vytváří formu objektu, cytoskelet má v eukaryotické buňce mnoho dalších důležitých funkcí. Mikrofilamenty, mikrotubuly a mezivlákna pomáhají nejen udržovat tvar buňky, ale v eukaryotech se hojně používají mitóza, pohyb živin a bílkovin a ukotvení organel na místě.

Během mitózy tvoří mikrotubuly vřeteno, které táhne chromozomy odděleně a distribuuje je rovnoměrně do dvou dceřiných buněk, které vzniknou po rozdělení buněk. Tato část cytoskeletu se váže na sesterské chromatidy na centromere a rovnoměrně je odděluje, takže každá výsledná buňka je přesnou kopií a obsahuje všechny geny, které potřebuje k přežití.

Mikrovlákna také pomáhají mikrotubulům v pohybu živin a odpadů, jakož i nově vyrobených proteinů, kolem různých částí buňky. Mezivlákna udržují organely a další buněčné části na místě jejich ukotvením tam, kde je třeba. Cytoskelet také může tvořit bičíky, aby pohyboval buňkou kolem.

I když eukaryoty jsou jediné typy buněk, které mají cytoskeletony, prokaryotické buňky mají proteiny, které mají velmi podobnou strukturu jako proteiny používané k vytvoření cytoskeletu. Předpokládá se, že tyto primitivnější formy proteinů prošly několika mutacemi, které je spojily dohromady a vytvořily různé části cytoskeletu.

Nejčastěji používanou identifikací eukaryotické buňky je přítomnost jádra. Hlavním úkolem jádra je dům DNAnebo genetická informace o buňce. V prokaryotu je DNA právě nalezena v cytoplazmě, obvykle ve tvaru jednoho kruhu. Eukaryoty mají DNA uvnitř jaderné obálky, která je uspořádána do několika chromozomů.

Jakmile se buňka vyvinula ohebnou vnější hranici, která se mohla ohýbat a skládat, má se za to, že se prsten DNA prokaryota nachází poblíž této hranice. Když se ohýbal a složil, obklopil DNA a stáhl se, aby se stal jadernou obálkou obklopující jádro, kde byla DNA nyní chráněna.

Postupem času se jediná prstencová DNA vyvinula do pevně vinuté struktury, kterou nyní nazýváme chromozom. Byla to příznivá adaptace, takže DNA není během mitózy nebo meiózy zamotaná nebo nerovnoměrně rozdělena. Chromozomy se mohou odvíjet nebo navíjet v závislosti na tom, ve které fázi buněčného cyklu se nachází.

Nyní, když se jádro objevilo, se vyvinuly další vnitřní membránové systémy, jako je endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát. Ribosomy, která byla v prokaryotech pouze volně plovoucí odrůdy, se nyní ukotvila k částem endoplazmatického retikula, aby pomohla při sestavování a pohybu proteinů.

S větší buňkou přichází potřeba více živin a produkce více proteinů prostřednictvím transkripce a translace. Spolu s těmito pozitivními změnami přichází problém většího odpadu v buňce. Dalším krokem ve vývoji moderní eukaryotické buňky bylo udržení poptávky po zbavení se odpadu.

Flexibilní hranice buněk nyní vytvořila nejrůznější záhyby a mohla by se podle potřeby utáhnout, aby vytvořila vakuoly, které přivedou částice dovnitř a ven z buňky. Také to vytvořilo něco jako zadržovací buňku pro výrobky a plýtvá buňkou. V průběhu času byly některé z těchto vakuol schopny držet zažívací enzym, který by mohl zničit staré nebo poškozené ribozomy, nesprávné proteiny nebo jiné druhy odpadu.

Většina částí eukaryotické buňky byla vytvořena v jediné prokaryotické buňce a nevyžadovala interakci s jinými jednotlivými buňkami. Nicméně eukaryoty mají několik velmi specializovaných organel, o nichž se kdysi předpokládalo, že jsou jejich vlastními prokaryotickými buňkami. Primitivní eukaryotické buňky měly schopnost pohlcovat věci endocytózou a některé z věcí, které mohly pohltit, se zdají být menší prokaryoty.

Známý jako Endosymbiotická teorie, Lynn Margulis navrhl, že mitochondrie nebo část buňky, která vytváří využitelnou energii, byla kdysi prokaryota, která byla pohlcena, ale nebyla štěpena, primitivním eukaryotem. Kromě výroby energie první mitochondrie pravděpodobně pomohla buňce přežít novější formu atmosféry, která nyní obsahovala kyslík.

Některé eukaryoty mohou podstoupit fotosyntézu. Tyto eukaryoty mají speciální organelu zvanou chloroplast. Existují důkazy, že chloroplast byl prokaryota podobná modrozelené řase, která byla pohlcena podobně jako mitochondrie. Jakmile to byla část eukaryotu, mohla nyní eukaryota vyrábět své vlastní jídlo pomocí slunečního světla.