Komórka prokariotyczna i eukariotyczna

Podział na prokarionty i eukarionty jest najgłębszą granicą w budowie komórki i wynika z jednej cechy: obecności albo braku błon wewnętrznych. Komórka prokariotyczna nie ma przedziałów, więc wszystkie procesy zachodzą w jednej wspólnej przestrzeni. Komórka eukariotyczna jest podzielona błonami na odrębne kompartmenty, z których każdy utrzymuje własne warunki chemiczne i fizyczne, dopasowane do zachodzących w nim reakcji.

Cytoplazma to wszystko, co leży w komórce między błoną komórkową a jądrem: organelle, cytoszkielet i cytozol. Cytozol to półpłynna substancja, w której to wszystko jest zawieszone. Są w nim rozpuszczone jony i związki chemiczne, są wolne rybosomy i zachodzi glikoliza. Wnętrza organelli, na przykład mitochondriów, do cytozolu nie należą. Komórka prokariotyczna nie ma organelli, więc jej cytoplazma to praktycznie sam cytozol z nukleoidem i rybosomami.

Z tej różnicy bierze się większość pozostałych. Bez otoczki jądrowej transkrypcja i translacja zachodzą w tym samym miejscu, więc rybosom przyłącza się do mRNA, zanim polimeraza skończy je przepisywać. U eukariontów transkrypcja i translacja są rozdzielone otoczką jądrową, więc transkrypt musi najpierw przejść obróbkę, czyli wycięcie intronów oraz dodanie czapeczki na końcu 5' i ogona poli-A na końcu 3', które chronią go przed rozłożeniem w drodze do cytoplazmy, i dopiero potem opuszcza jądro. U prokariontów ta ochrona jest zbędna, bo rybosom przyłącza się do mRNA niemal natychmiast, a większość ich genów w ogóle nie ma intronów do wycięcia. Bez mitochondriów łańcuch oddechowy bakterii zachodzi na błonie komórkowej, bo innej błony do tego nie ma.

Nazwy „prokariotyczna” i „eukariotyczna” odnoszą się do jądra, ale sam brak jądra to najmniej użyteczna z różnic, bo jądro może wypaść poza płaszczyznę przekroju albo zostać zniszczone przy przygotowaniu preparatu. W zadaniu, które każe uzasadnić, dlaczego dana komórka jest prokariotyczna, mocniejszym argumentem jest brak organelli otoczonych błoną albo typ rybosomów. Rybosom prokariotyczny ma współczynnik sedymentacji 70S i składa się z dwóch podjednostek: mniejszej 30S i większej 50S. Rybosom eukariotyczny ma współczynnik 80S i składa się z podjednostek 40S i 60S. Rybosomy są w komórce zawsze i w dużej liczbie, więc ich typ rozstrzyga niezależnie od tego, gdzie akurat przebiega przekrój.

Dwie rzeczy warto trzymać osobno, bo łatwo je pomylić. Prokarionty mają cytoszkielet, tylko prostszy: białka FtsZ i MreB są pokrewne tubulinie i aktynie. Rybosomy 70S występują także u eukariontów, ale wyłącznie w mitochondriach i chloroplastach, i akurat to jest argumentem za teorią endosymbiozy. Drugim argumentem jest błona wewnętrzna obu organelli, która pochodzi od błony komórkowej pochłoniętej bakterii.