תאים פרוקריוטים לעומת תאי אוקריוטים: מה ההבדל?

תאים פרוקריוטים ותאים אוקריוטיים הם שני סוגי התאים שקיימים על כדור הארץ. ישנם כמה הבדלים בין השניים, אך ההבחנה הגדולה ביותר ביניהם היא כי לתאים האוקריוטים יש גרעין מובהק המכיל את החומר הגנטי של התא, ואילו לתאים הפרוקריוטיים אין גרעין ויש להם חומר גנטי צף חופשי.

מתאים פרוקריוטים לתאים אוקריוטיים

ניתן לחלק את כל היצורים החיים לשלושה תחומים בסיסיים: חיידקים, ארכאה ואוקריה. האורגניזמים החד-תאיים בעיקר שנמצאים בתחומי הבקטריה והארכאה מכונים פרוקריוטים. אורגניזמים אלה עשויים מתאים פרוקריוטיים - התאים הקטנים, הפשוטים והעתיקים ביותר.

אורגניזמים בתחום האוקרית עשויים מהתאים האוקריוטים המורכבים יותר. אורגניזמים אלה, הנקראים אוקריוטים, יכולים להיות חד-תאיים או רב-תאיים וכוללים בעלי חיים, צמחים, פטריות ופרוטוטים. אנשים רבים לא ברור אם שמרים או פטריות הם פרוקריוטים או אוקריוטים. שתיהן אוקריוטות וחולקות מבנה תאים דומה לכל שאר האוקריוטות.

מכוני האוקריוטות התפתחו לפני לפחות 2.7 מיליארד שנה, בעקבות 1 עד 1.5 מיליארד שנה של התפתחות פרוקריוטית, על פי המוסדות הלאומיים לבריאות (NIH). מדענים משערים כי הגרעין והתכונות האוקריוטיות האחרות עלולות להיווצר לראשונה לאחר שאורגניזם פרוקריוטי בלע את זה, על פי אוניברסיטת טקסס. על פי תיאוריה זו, האורגניזם המעוטף היה אז תורם לתפקוד המארח שלו.

מה משותף לפרוקריוטות ואוקריוטות?

למרות שלתאים פרוקריוטים ואוקריוטיים יש הבדלים רבים, הם חולקים כמה תכונות נפוצות, כולל אלה:

• DNA: קידוד גנטי שקובע את כל המאפיינים של דברים חיים.
• קרום תא (או פלזמה): שכבה חיצונית המפרידה בין התא לסביבה הסובבת ומשמשת כחסם סלקטיבי לחומרים נכנסים ויוצאים.
• ציטופלזמה: נוזל דמוי ג'לי בתוך תא המורכב בעיקר ממים, מלחים וחלבונים.
• ריבוזומים: אברונים המייצרים חלבונים.

במה הפרוקריוטות והאוקריוטות שונות זו מזו?

גרעין / DNA: לתאים האוקריוטים יש גרעין המוקף במעטפה גרעינית המורכבת משני ממברנות שומנים, על פי Nature Education. הגרעין מחזיק ב- DNA של התא האוקריוטי. לתאים פרוקריוטיים אין גרעין; במקום זאת, יש להם אזור גרעין חסר קרום (חלק פתוח של התא) המחזיק DNA צף חופשי, כך לפי אוניברסיטת וושינגטון.

את כל ה- DNA בתא ניתן למצוא בחלקים בודדים המכונים כרומוזומים. לתאים האוקריוטים יש כרומוזומים רבים העוברים מיוזה ומיטוזה במהלך חלוקת תאים, בעוד שרוב התאים הפרוקריוטיים מורכבים מכרומוזום מעגלי אחד בלבד. עם זאת, מחקרים שנעשו לאחרונה הראו כי בחלק מהפרוקריוטים יש ארבעה כרומוזומים לינאריים או מעגליים, על פי Nature Education. לדוגמה, Vibrio cholerae, לחיידק הגורם לכולרה, יש שני כרומוזומים עגולים.

אברונים בתאים אוקריוטיים: לתאים האוקריוטיים ישנם מספר אברונים קשורים ממברנה אחרים שלא נמצאו בתאים פרוקריוטיים. אלה כוללים את המיטוכונדריה (להמיר אנרגיית מזון לטריפוספט אדנוזין, או ATP, לתגובות ביוכימיות). reticulum endoplasmic מחוספס וחלק (רשת מחוברת בין צינורות סגורים לקרום המעבירים חלבונים מסונתזים); קומפלקס גולגי (מיון ואריזות חלבונים להפרשה); ובמקרה של תאים צמחיים, כלורופלסטים (עורכים פוטוסינתזה). כל האברונים הללו ממוקמים בציטופלזמה של התא האוקריוטי.

ריבוזומים: בתאים אוקריוטיים, הריבוזומים גדולים יותר, מורכבים יותר וכבולים בקרום. ניתן למצוא אותם במקומות שונים: לפעמים בציטופלזמה; על תכנית הרשת האנדופלסמית; או מחובר לקרום הגרעיני (כיסוי על הגרעין).

בתאים פרוקריוטים, הריבוזומים מפוזרים וצפים בחופשיות ברחבי הציטופלזמה. לריבוזומים בתאים פרוקריוטיים יש גם יחידות משנה קטנות יותר. כל הריבוזומים (בשני התאים האוקריוטיים וגם בתאי הפרוקריוטים) עשויים משתי יחידות משנה - אחת גדולה יותר ואחת קטנה יותר. באוקריוטות, יצירות אלה מזוהות על ידי מדענים כיחידות המשנה 60- S ו- 40-S. בפרוקריוטים, הריבוזומים עשויים תת-יחידות מעט מעט יותר, הנקראים 50-S ו- 30-S.

ההבדל בסוגי יחידות המשנה איפשר למדענים לפתח תרופות אנטיביוטיות, כמו סטרפטומיצין, התוקפות סוגים מסוימים של חיידקים זיהומיים, כך על פי האגודה הבריטית לביולוגיה של התא. מבחינת החיסרון, כמה רעלנים חיידקיים ונגיף הפוליו משתמשים בהבדלי הריבוזום לטובתם - הם מסוגלים לזהות ולתקוף את מנגנון התרגום של תאי אוקריוטים, או את התהליך שבו מתורגמים RNA של מסנג'ר לחלבונים.

רבייה: מרבית האוקריוטות מתרבים מינית (אם כי חלק מהפרוטיסטים ופטריות חד-תאיות עשויים להתרבות באמצעות מיטוזה, הדומה באופן פונקציונאלי להתרבויות א-מיניות). פרוקריוטות מתרבים באופן לא מיני, וכתוצאה מכך הצאצאים הם שיבוט מדויק של ההורה. לחלק מהתאים הפרוקריוטיים יש גם פילי, שהם תחזיות דביקות שיער המשמשות להחלפת חומר גנטי במהלך סוג של תהליך מיני הנקרא conjugation, על פי Concepts of Biology. התייחדות יכולה להתרחש בחיידקים, פרוטוזואנים ובכמה אצות ופטריות.

קירות תא: לרוב התאים הפרוקריוטיים יש דופן תא נוקשה המקיפה את קרום הפלזמה ונותנת צורה לאורגניזם. באוקריוטות, לחוליות אין חומת תא, אך כן יש לצמחים. דפנות התא של הפרוקריוטות שונות כימיות מדפנות התא האוקריוטיות של תאי צמחים, העשויות בעיקר מתאית. בחיידקים, למשל, דפנות התא מורכבות מפפטידוגליקנים (סוכרים וחומצות אמינו), כך על פי אוניברסיטת וושינגטון.