سلول‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی

سلول‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی دو الگوی سازمانی کاملاً متفاوت در درخت حیات را نمایندگی می‌کنند. سلول‌های پروکاریوتی، شامل باکتری‌ها و آرکئاها، معمولاً کوچک‌تر و از نظر ساختاری ساده‌تر هستند. این سلول‌ها فاقد هستهٔ غشایی بوده و ماده ژنتیکی آن‌ها به صورت یک مولکول DNA دایره‌ای در ناحیه‌ای به نام نوکلئوئید قرار دارد. همچنین، سلول‌های پروکاریوتی اندامک‌های غشادار ندارند، اگرچه ممکن است غشاها و کمپارتمان‌های ساده‌ای برای انجام عملکردهای خاص داشته باشند.

در مقابل، سلول‌های یوکاریوتی — شامل حیوانات، گیاهان، قارچ‌ها و آغازیان — سطح بالایی از کمپارتمان‌بندی را دارند. DNA  آن‌ها درون هسته‌ای واقعی محصور شده که توسط پوشش هسته‌ای احاطه شده است. این سلول‌ها اندامک‌های پیچیده‌ای چون میتوکندری (تولید انرژی)، دستگاه گلژی (مرتب‌سازی و بسته‌بندی پروتئین‌ها)، و شبکه آندوپلاسمی (سنتز پروتئین و لیپید) را در بر دارند. سلول‌های گیاهی همچنین دارای کلروپلاست هستند که وظیفه فتوسنتز را بر عهده دارند، ویژگی‌ای که در حیوانات و قارچ‌ها وجود ندارد.

پروکاریوت‌ها معمولاً از طریق تقسیم دوتایی (Binary Fission) تکثیر می‌یابند و دارای پلاسمیدهایی هستند که قابلیت انتقال ژن‌هایی مانند مقاومت به آنتی‌بیوتیک را دارند. سلول‌های یوکاریوتی تقسیمات پیچیده‌تری مانند میتوز و میوز را طی می‌کنند و دارای اسکلت سلولی برای سازماندهی داخلی و تحرک هستند.

این تفاوت‌ها جهش تکاملی از سادگی پروکاریوت‌ها به پیچیدگی یوکاریوت‌ها را نشان می‌دهند و بازتابی از سازگاری‌ها برای چندسلولی شدن، تنظیم پیشرفته‌تر و تخصصی شدن عملکردها هستند.

ویژگی‌های سلول‌های گیاهی و حیوانی

هرچند سلول‌های گیاهی و حیوانی هر دو یوکاریوتی هستند و ویژگی‌های ساختاری مشابهی مانند داشتن هسته، میتوکندری و شبکه آندوپلاسمی دارند، اما در چندین مورد مهم با یکدیگر تفاوت دارند که منعکس‌کننده نقش‌های تخصصی آن‌هاست.

سلول‌های گیاهی دارای دیواره سلولی سختی از جنس سلولز هستند که حمایت ساختاری و حفاظت را فراهم می‌کند. این دیواره به گیاهان کمک می‌کند شکل ثابت خود را حفظ کرده و به طور عمودی رشد کنند. سلول‌های گیاهی همچنین دارای کلروپلاست هستند که با استفاده از کلروفیل، نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند.

ویژگی بارز دیگر سلول‌های گیاهی وجود واکوئل مرکزی بزرگی است که آب، مواد مغذی و مواد زائد را ذخیره می‌کند و به حفظ فشار اسمزی (تورژسانس) کمک می‌کند. در مقابل، سلول‌های حیوانی فاقد دیواره سلولی و کلروپلاست هستند و بنابراین شکل‌های متنوع‌تر و انعطاف‌پذیرتری دارند. سلول‌های حیوانی معمولاً دارای واکوئل‌های کوچک متعددی به جای یک واکوئل بزرگ هستند.

سلول‌های حیوانی اندامک‌های تخصصی دیگری مانند لیزوزوم‌ها (برای تجزیه مواد زائد) و سانتریول‌ها (نقش در تقسیم سلولی) دارند. همچنین، آن‌ها دارای اسکلت سلولی پویایی هستند که در تحرک سلولی، تغییر شکل و انتقال داخلی نقش دارد.

این تفاوت‌ها تطابق‌های عملکردی با سبک زندگی هر ارگانیسم هستند: گیاهان به عنوان موجودات ساکن و خودکفا (اتوتروف)، و حیوانات به عنوان موجودات متحرک و ناچار به تغذیه از دیگران (هتروتروف) با بافت‌ها و اندام‌های تخصصی.

اندازه و شکل سلول و ارتباط آن با عملکرد

اندازه و شکل سلول‌ها ارتباط تنگاتنگی با عملکرد آن‌ها دارد. به عنوان مثال، نورون‌ها دارای آکسون‌های بلندی هستند تا سیگنال‌ها را در فواصل طولانی منتقل کنند، در حالی که گلبول‌های قرمز با شکل دوزی‌شکل خود انتقال اکسیژن را بهینه می‌کنند. اندازه کوچک سلول‌ها تبادل مؤثر مواد با محیط را به دلیل نسبت سطح به حجم بالا ممکن می‌سازد. شکل‌های تخصصی به سلول‌ها اجازه می‌دهد وظایف خاصی را در بافت‌ها و اندام‌ها انجام دهند و پیوند بین ساختار و عملکرد زیستی را نشان می‌دهد.