Eukaryoter: Definition, cellekerne og evolution hos komplekse organismer

Eukaryote celler er normalt meget større end prokaryoter. De kan være op til 10 gange større. Eukaryote celler har mange forskellige indre membraner og strukturer, der kaldes organeller. De har også et cytoskelet. Cytoskelettet består af mikrotubuli og mikrofilamenter. Disse dele er meget vigtige for cellens form. Eukaryote DNA er lagt i bundter kaldet kromosomer, som adskilles af en mikrotubulær spindel under celledelingen. De fleste eukaryoter har en form for seksuel formering gennem befrugtning, hvilket prokaryoter ikke bruger.

Prokaryoter har ikke køn, men de kan videregive DNA til andre bakterier. Deres celledeling er aseksuel. Bakteriel konjugation er, når bakterier flytter et genetisk element (ofte et plasmid eller transposon) fra den ene til den anden.

Eukaryoter har sæt af lineære kromosomer, der er placeret i kernen, og antallet af kromosomer er normalt typisk for de enkelte arter.

Indvendig membran

I eukaryote celler er der mange ting med membraner omkring dem. Alle sammen kaldes endomembransystemet. Enkle poser, kaldet vesikler eller vacuoler, bliver nogle gange lavet ved at knoppe andre membraner af, ligesom børn laver bobler med deres legetøj. Mange celler optager mad og andre ting ved hjælp af noget, der kaldes endocytose. Ved endocytose bøjer den membran, der er tættest på ydersiden, sig indad og klemmes derefter af for at danne en vesikel. Mange andre organeller, der har membraner, er sandsynligvis startet som vesikler.

Kernen er omgivet af to membraner membranen har huller, så ting kan komme ind og ud. Kernehulen har ting, der stikker ud af den, og som ligner rør og plader. Disse kaldes det endoplasmatiske retikulum, som ofte forkortes til ER. ER arbejder med at flytte proteiner rundt og lade dem modnes.

ER består af to dele, den grove ER og den glatte ER. Det ru ER har ribosomer fastgjort til det. De proteiner, der fremstilles af ribosomerne, som er knyttet til det grove ER, går til indersiden af det grove ER, som kaldes lumenet. Derefter går de normalt over i vesikler, som vokser og afklemmer sig fra det glatte ER. I de fleste eukaryoter smelter vesiklerne med proteiner indeni sammen med bunker af fladtrykte vesikler kaldet Golgi-legemer, hvor proteinerne indeni ændres igen.

Vesikler ændres nogle gange, så de kan gøre én ting meget godt. Dette kaldes specialisering eller differentiering. Lysosomer har f.eks. enzymer i sig, der nedbryder maden fra fødevakuoler, og peroxisomer har enzymer, der nedbryder peroxid, en gift, så den ikke længere er giftig.

Mange protozoer har kontraktile vacuoler, som er vacuoler, der kan smelte sammen eller klemmes af fra den ydre membran. Kontraktile vesikler bruges ofte til at få og komme af med unødvendigt vand. Extrusomer skyder ting ud, der får rovdyr til at gå væk eller fanger føde. I flercellede organismer fremstilles hormoner ofte i vesikler. I de komplicerede planter er det meste af en plantecelles indre optaget af en central vakuole. Denne centrale vakuole er det vigtigste, der holder det osmotiske tryk, så cellen kan holde sin form.

Da celleorganellerne i eukaryoter har forskellig (polyfyletisk) oprindelse, opstår spørgsmålet om, hvorvidt gruppen er en samlet klade eller ej. Det er sikkert, at protisterne ikke er det. Celleorganeller er specialiserede enheder, der udfører veldefinerede funktioner, som f.eks. mitokondrier og plastider. Det står nu ret klart, at alle eller de fleste af disse organeller har deres oprindelse i engang uafhængige prokaryoter (bakterier eller archaea), og at eukaryote cellen er et "samfund af mikroorganismer", der arbejder sammen i et "fornuftsægteskab". De første sådanne begivenheder fandt sted mellem gamle bakterier, og der opstod den klasse med dobbeltmembraner, der er kendt som gramnegative bakterier. Da de gramnegative bakterier omfatter cyanobakterierne, var dette den første af flere sådanne begivenheder i eukaryoternes historie.

Archaea's rolle

Nyere forskning viser, at "det kendte repertoire af 'eukaryote-specifikke' proteiner i Archaea [indikerer], at den arkæale værtscelle allerede indeholdt mange nøglekomponenter, der styrer eukaryotisk cellulær kompleksitet".

Taxonomi

Protista er en gruppe af forskellige encellede organismer. Der er blevet foreslået mere præcise taksonomier, men forskerne diskuterer dem stadig. Derfor er Protista stadig nyttig, når man taler om disse organismer. Et moderne skema til klassificering af Eukarya er som følger:

I 2005 blev der imidlertid udtrykt tvivl om, hvorvidt nogle af disse supergrupper var monofyletiske, især Chromalveolata, og i en gennemgang i 2006 blev det bemærket, at der manglede beviser for flere af de formodede seks supergrupper.

Eukarya er måske kun forenet i den forstand, at cellerne er et fællesskab, der stammer fra bakterier og arkæer; meningerne varierer. Ligesom Protista er Eukarya måske en polyfyletisk samling, men en nyttig samling. Som nævnt ovenfor har alle grene af Eukarya imidlertid seksuel reproduktion. Dette og kernenes generelle organisation er de definerende kendetegn. Disse to punkter er det vigtigste bevis for en monofyletisk oprindelse.

• Livets tidslinje