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As células vivas são de dois tipos principais, procariotos e eucariotos. Cerca de 2 bilhões de anos atrás, apenas procariontes habitavam nosso mundo. A principal diferença entre procariontes e eucariotos é que os eucariotos têm um núcleo e os procariontes não. Na biologia, "pro" significa "antes" e "eu" significa "verdadeiro", enquanto "cariote" se refere ao núcleo. As evidências biológicas apontam para a evolução do eucariota maior e mais complexo do procarion menor e mais simples.
Membranas
A maioria dos procariontes são bactérias, enquanto humanos, animais, plantas e fungos são eucariotos. A célula procariótica possui apenas uma membrana, a membrana plasmática, que circunda seu conteúdo celular. A célula eucariótica também possui uma membrana plasmática, mas, além disso, é preenchida com muitos compartimentos fechados à membrana. As membranas das células procarióticas e eucarióticas consistem em uma bicamada lipídica. A origem das estruturas da membrana dentro da célula eucariótica pode ser explicada por uma célula procariótica grande inicial que envolve células procarióticas menores, de acordo com a teoria da endossimbiose.
DNA
As células procarióticas e eucarióticas contêm DNA, que direciona a operação da célula. O código genético idêntico é usado em células procarióticas e eucarióticas.Embora o mesmo tipo de DNA seja encontrado nas células procarióticas e eucarióticas, o DNA está nu e forma um loop ou círculo nos procariotas, enquanto é composto por filamentos lineares e coberto com proteínas nos eucariotos.
Ribossomos
As células procarióticas e eucarióticas contêm ribossomos. Os ribossomos são compostos de proteínas e RNA e são o local da síntese de proteínas nos dois tipos de células. Os blocos de construção para produzir proteínas são aminoácidos. As células procarióticas e eucarióticas usam os mesmos 20 aminoácidos para produzir proteínas, indicando parentesco.
Mitocôndrias e cloroplastos
Os eucariotos contêm mitocôndrias ou cloroplastos. As mitocôndrias nas células animais e os cloroplastos nas células vegetais parecem procariontes. As mitocôndrias e os cloroplastos são semelhantes em tamanho e características aos procariontes. As dobras profundas da membrana mitocondrial interna, chamadas cristaes, se assemelham às dobras da célula procariótica, chamadas mesossomos. Tanto a crista como o mesossomo funcionam na respiração celular aeróbica. A respiração celular gera energia para a célula ou organismo. Como a respiração aeróbica (usando oxigênio) produz mais energia do que a respiração anaeróbica (sem oxigênio), a teoria da endossimbiose sustenta que as mitocôndrias foram adquiridas quando uma célula procariótica anaeróbica envolveu procariontes aeróbicos e assim colheu os benefícios da respiração aeróbica. Os cloroplastos, como as mitocôndrias, produzem energia para as células vegetais. Tanto as mitocôndrias quanto os cloroplastos têm seu próprio DNA circular e podem funcionar independentemente da célula hospedeira eucariótica.