Prokaryoten en eukaryoten

Prokaryote cellen zijn 0.1 tot 5.0 µm breed, terwijl de meeste eukaryote cellen 10 tot 100 µm zijn.

Twee grote groepen cellen

Was je handen na het aanraken van een deurklink en je verwijdert een deel van de meest voorkomende levende wezens op aarde: bacteriën. Bacteriën vormen samen met een tweede groep, de Archaea, de prokaryoten. De naam komt van Griekse woorden die “vóór de kern” betekenen. Dieren, planten, schimmels en protisten zijn eukaryoten, “echte kern”. Dit is de diepste splitsing in hoe cellen zijn gebouwd.

Alle cellen, van beide soorten, delen vier onderdelen. Er is een plasmamembraan dat binnen van buiten scheidt. Er is cytoplasma, een geleiachtig cytosol dat al het andere bevat. Er is DNA, het erfelijk materiaal. En er zijn ribosomen die eiwitten maken. Verder verschillen de twee groepen sterk.

In een bacterie

Een prokaryoot heeft geen kern en geen andere organellen omgeven door membraan. Zijn DNA zit in een centraal gebied, het nucleoïde, meestal als één ringvormig chromosoom, niet afgesloten van de rest van de cel. De meeste bacteriën hebben een celwand van peptidoglycaan, een ander materiaal dan de cellulose van plantenwanden. De wand beschermt de cel, behoudt zijn vorm en helpt uitdroging tegengaan. Veel bacteriën hebben ook een kleverig kapsel buiten de wand waarmee ze zich aan oppervlakken kunnen hechten.

Sommige prokaryoten hebben extra onderdelen. Een flagel is een lange zweep die draait om de cel voort te duwen. Pili worden gebruikt om erfelijk materiaal door direct contact van de ene bacterie op de andere over te dragen, een proces dat conjugatie heet. Fimbriae zijn korte haartjes die een bacterie helpen zich aan een gastheercel te hechten. Niet elke bacterie heeft ze allemaal.

Waarom klein zijn een prokaryoot helpt

Prokaryoten zijn piepklein, 0.1 tot 5.0 µm. Bij die grootte verspreiden moleculen die door het membraan binnenkomen zich door diffusie alleen naar elk deel van de cel, en afvalstoffen komen er even snel uit. Een eukaryote cel, tien of honderd keer breder, kan daar niet op rekenen. Hij verdeelt het werk over organellen en verplaatst materiaal in blaasjes langs interne sporen. In de eukaryote cel omhult een membraan de kern, en het DNA is verdeeld over meerdere lineaire chromosomen. Elke soort heeft zijn eigen aantal chromosomen: 46 bij mensen en 8 bij fruitvliegen.

De meeste microben zijn geen ziekteverwekkers. Een microbe is elk levend wezen dat zo klein is dat je een microscoop nodig hebt om het te zien, en de meeste bacteriën doen helemaal geen kwaad. Sommige zijn nuttig: bacteriën in je darm maken vitamine K, dat je lichaam niet zelf kan maken, en krijgen in ruil daarvoor onderdak en een gestage voedselvoorraad. Onder een lichtmicroscoop zien bacteriën zoals Salmonella eruit als kleine gekleurde stipjes. Je ziet dat ze er zijn en ongeveer welke vorm ze hebben, maar hun binnenkant blijft verborgen tot een elektronenmicroscoop wordt gebruikt.

Organellen die ooit bacteriën waren

Mitochondriën en chloroplasten zijn bijzondere organellen. Elk heeft twee membranen, eigen DNA en eigen ribosomen, en beide zijn ongeveer zo groot als een bacterie. Sterk bewijs wijst op een verklaring die endosymbiose heet, “binnenin leven”. Lang geleden namen gastheercellen bacteriën op die zuurstof gebruikten en bacteriën die aan fotosynthese deden, maar verteerden ze niet. Over vele miljoenen jaren werden de gasten een deel van de gastheer. De zuurstofgebruikers werden mitochondriën en de fotosynthetiseerders, verwant aan de huidige cyanobacteriën, werden chloroplasten.