Betrachten Sie die Lebewesen, die mit uns gemeinsam auf der Erde leben, so gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Möglichkeiten die Kennzeichen des Lebens (Wachstum, Bewegung, Stoffwechsel, Reizbarkeit, Fortpflanzung) zu erfüllen.
Es gibt hocheffiziente einzellige Lebewesen (z.B. Escherichia coli [E. coli], Hefe oder Euglena) im Gegensatz zu hochkomplexen Lebewesen, die, wie z.B. der Mensch, aus bis zu 1014 Zellen bestehen! Das heißt nicht, dass einzellige Organismen „einfach“ sind. Ganz im Gegenteil: Gerade Mikroorganismen besiedeln Lebensräume, die ganz spezielle Anpassung und hohe Stoffwechselkomplexität erfordern!
Gleiches gilt für das Vorhandensein eines Zellkerns. In vielen Organismen findet sich ein spezielles Kompartiment für die Lagerung des Erbguts, andere Lebewesen besitzen diese Unterteilung dagegen nicht. Beides funktioniert jedoch problemlos.
Merke
- Prokaryot (oder Prokaryont) = ohne Zellkern
- Eukaryot (oder Eukaryont) = mit Zellkern
| Organismen |
|
Einteilung | ohne Zellkern | mit Zellkern |
| = Prokaryoten | = Eukaryoten |
Größe | 1–2 µm | bis zu 100 µm (Beispiel: menschliche Eizelle) |
Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen; Archaea: besondere Verknüpfung der Phospholipide (-> Ether statt Ester) | Lipiddoppelschicht mit eingelagerten Proteinen | |
Zellwand | Oft ist die Zellmembran von einer unterschiedlich dicken Schicht aus Polysacchariden umgeben | Nur pflanzliche Zellen besitzen eine Zellwand: Zellwand auf Zellmembran aufgelagert (meist aus Cellulose; bringt Stabilität) |
Organellen | Vakuolen | endoplasmatisches Retikulum (ER) Golgi-Apparat Zellkern Lysosomen Mitochondrien Vakuolen Microbodies Plastide, z.B. Chloroplasten |
Eukaryoten und Prokaryoten zeigen Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Aufbau.
Prokaryoten sind in der Regel Einzeller und sehr klein (ca. 1–2 µm). Eukaryoten sind meist mehrzellige Organismen (es gibt Ausnahmen wie z.B. Hefe oder das Sonnentierchen Heliozoa), deren Zellen deutlich größer sind als die der Prokaryoten(10–100 µm).
Während die Prokaryoten keinen Zellkern besitzen und einfach organisiert sind (nur bezüglich ihrer Architektur, nicht jedoch im Hinblick auf ihre Möglichkeiten der Stoffwechselreaktionen oder Besiedlung verschiedenster, oft extremer Habitate), zeigen Eukaryoten mit ihren Zellorganellen eine extrem komplexe intrazellulare Organisation.
Eukaryoten und Prokaryoten – unterschiedliche Organisation des Erbguts
Gene von Eukaryoten:
- sind auf langen Nukleinsäureketten zu finden
- diese können zu Chromosomen kondensieren
- befinden sich im Zellkern
- bestehen aus codierender Information (Exons) und nicht codierender Information (Introns)
Bakterielle Gene:
- Erbinformation liegt als einzelnes, ringförmiges Chromosom vor
- auch extrachromosomale Gene auf Plasmiden möglich
- keine Aufteilung des Zellinneren in Organellen und Kompartimente
- Gene können teilweise überlappen, sind nie von Introns unterbrochen
Virale Gene:
- einzel- oder doppelsträngige DNA- oder RNA-Moleküle
- assoziiert mit verschiedenen Nukleokapsid-Proteinen
- von Kapsid (= Proteinhülle) eingeschlossen
Merke
Viren sind keine Lebewesen und benötigen immer einen Wirt um „leben“ zu können!
Gemeinsamkeiten von Pro- und Eukaryoten
Eine Gemeinsamkeit findet sich im Aufbau der Zellmembran: In beiden Fällen findet sich eine Lipiddoppelschicht. Charakteristisch für diese Doppelschicht sind Proteine, die sie durchqueren und dabei zwei wichtige Funktionen übernehmen: Transport und Kommunikation.
Außerdem besitzen alle Zellen DNA als Erbinformation, wobei diese bei den Prokaryoten im Zytoplasma, bei den Eukaryoten im Zellkern gelagert wird. Die Abläufe der Proteinbiosynthese verlaufen generell nach einem bestimmten Muster (DNA -> mRNA -> Protein; genetischer Code ...), wenn auch unterschiedliche Proteine oder Ribosomentypen dafür eingesetzt werden. So kann das Leben, wie wir es heute kennen, erst nach Entwicklung dieses allgemeingültigen Ablaufs entstanden sein.
