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Prokaryoten und Eukaryoten

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Prokaryoten und Eukaryoten

Allgemein gibt es zwei Zelltypen: die prokaryotische Zelle und die eukaryotische Zelle.

Eukaryotische Zellen sind Zellen, aus denen unser Körper besteht. Sie haben einen Zellkern und andere Organellen, wie Mitochondrien und Chloroplasten (nur Pflanzenzellen), die ihnen ihre besonderen Kräfte, Photosynthese zu betreiben und ATP zu produzieren, verleihen.

Prokaryotische Zellen sind die Zellen, die überall vorkommen, beispielsweise im Meer, im Boden oder in der Luft. Ihnen fehlt ein Zellkern und andere Organellen, sie haben aber eine proteinbasierte Zellwand, die sie schützt.

Alle Prokaryoten sind Einzeller. Im Gegensatz dazu sind Eukaryoten hauptsächlich mehrzellig.

Prokaryotische Zelle – Definition

Prokaryotische Zellen beschreiben alle Lebewesen, deren Zellen keinen echten Zellkern und Zellorganellen haben. Prokaryoten sind etwa Bakterien und Archaeen (Urbakterien).

Prokaryoten sind dafür bekannt, dass sie sich schnell an neue Umweltbedingungen anpassen können. Das liegt daran, dass sie sich durch Zellteilung schnell vermehren können. Die Zellteilung in diesem Sinne erfolgt etwas anders als bei Eukaryoten.

Allgemein sind Prokaryoten auch kleiner als Eukaryoten. Sie sind im Durchschnitt nur 1–2 μm groß.

Wusstest Du, dass die DNA einer prokaryotischen Zelle frei im Cytoplasma liegt?

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich Prokaryoten Aufbau Bakterium StudySmarterAbbildung 1: Schematische Darstellung eines Bakteriums

Eukaryotische Zelle – Definition

Eukaryotische Zellen beschreiben alle Lebewesen, deren Zellen einen echten Zellkern besitzen, die ebenfalls Organellen oder Kompartimente aufweisen. Eukaryotische Zellen (Eucyten) sind etwa 10 bis 30 Mikrometer groß.

Es gibt deutlich größere eukaryotische Zellen, wie die Eizelle. Diese ist etwa 100 Mikrometer, also 1 mm, groß.

Zu den Eukaryoten gehören Menschen, Tiere sowie Pflanzen, Pilze.

Entstehung von Eukaryoten

Heutzutage gehen Wissenschaftler*innen von der Endosymbiontentheorie aus, die die Entstehung der Eukaryoten erklären soll. Diese Theorie beschreibt, dass Plastiden und Mitochondrien von Vorläufern der eukaryotischen Zellen durch Endozytose aufgenommen wurden. Dadurch entstand eine Symbiose zwischen den Zellen, wobei die aufgenommene prokaryotische Zelle die es umgebende Zelle mit Nährstoffen versorgt, während die äußere Zelle Schutz und konstante Lebensbedingungen liefert.

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich

Prokaryoten und Eukaryoten unterscheiden sich in ihrem Aufbau sowie in der Genexpression, Vermehrung und Proteinbiosynthese.

Aufbau

Zellorganellen/ZellbestandteileEukaryotenProkaryoten
TierzellePflanzenzelle
Cytoplasma
Zellkern
Zellmembran
Zellwand
Mitochondrien
Endoplasmatisches Retikulum
Peroxisomen
Golgi-Apparat
Ribosomen
Mikrotubuli
Vakuole
Zellwand
Chloroplasten
Nukleolid
DNA-Plasmide
Vesikel
Kapsel
Pili
Flagellum

Genregulation, Vermehrung und Proteinbiosynthese

EukaryotenProkaryoten
GenregulationProteinbiosyntheseVermehrungGenregulationProteinbiosyntheseVermehrung
  • komplex
  • steuert die Entwicklung der Zelle
  • zu verschiedenen Zeitpunkten der Proteinbiosynthese

  • Zweiteilung (Mitose)
    1. Teilung des Zellkerns
    2. Teilung der Zelle
  • Mitose ist nicht möglich
    1. Erbgut wird vervielfältigt
    2. DNA teilt sich mit der Teilung der Zelle
  • zwei gleiche Tochterzellen

DNA

Die DNA einer prokaryotischen Zelle ist nicht von Cytoplasma abgetrennt, da sie keine Kompartimentierung aufweist. Deswegen liegt die DNA frei im Cytoplasma in Form eines Rings, sogenannte Plasmide.

Im Gegensatz zu den Procyten liegt die DNA der Eucyten in Form von Chromosomen vor. Diese DNA ist im Zellkern einer Zelle zu finden.

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich Eukaryotische Zelle Definition DNA StudySmarterAbbildung 6: Vereinfachte Darstellung der DNA

Beispiel

Prokaryoten werden in Bakterien und Archaeen unterteilt.

Bakterien kennst Du vielleicht schon, da sie die bekanntesten Prokaryoten sind. Bakterien können viele Krankheiten verursachen. Sie können aber wichtige Symbionten sein.

In der Tiefsee gibt es eine Symbiose zwischen dem Schwamm Scolymastra joubini und endosymbiontische Bakterien. Durch diese Symbiose ist bekannt, dass der Schwamm als Antibiotikum benutzt werden kann.

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich Scolymastra joubini Beispiel StudySmarterAbbildung 7: Anoxycalyx joubini (früher Scolymastra joubini);Quelle: Wikipedia.de

Archaeen zählten sehr lange zu den Bakterien. Erst Anfang 1970 ordnete man die Archaeen in eine Schwestergruppe zu den Bakterien.

Wusstest Du, dass Archaeen extreme Umweltbedingungen bevorzugen? Sie können an Orten leben, an denen Temperaturen von etwa 80 °C herrschen.

Eukaryoten sind Tiere, Menschen, Pflanzen und Pilze. Tierische, pflanzliche und pilzliche Zellen ähneln sich vom Grundaufbau, unterschieden sich jedoch in einigen Zellorganellen.

Eine Tierzelle besitzt Lysosome.

Eine Pflanzenzelle weist Chloroplasten, Plasmodesmen, Vakuolen und eine Zellwand auf, die bei Tierzellen und Pilzzellen nicht zu finden sind.

Pilzzellen besitzen wie Pflanzenzellen eine Zellwand, jedoch besteht diese aus Chitin. Pilzzellen besitzen dafür kein Chlorophyll und keine Chloroplasten.

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich – Zusammenfassung

Laut der Endosymbiontentheorie soll aus einer prokaryotischen Zelle eine eukaryotische Zelle entstanden sein. Jedoch scheinen die zwei Zelltypen sich unterschiedlich entwickelt zu haben, dass sie sich in mehreren Faktoren unterscheiden.

Prokaryoten und Eukaryoten unterschieden sich sowohl in ihrem Aufbau sowie in ihren Prozessen, die in der Zelle ablaufen.

Prokaryoten

Eukaryoten

Bakterien und Archaeen

Tiere, Pilze, Pflanzen

Durchmesser

1–2 µm

10–30 µm

Lebensform

Meistens Einzeller

Meistens Mehrzeller

Zellorganellen

Ribosomen

DNA-Plasmid

Zellkern

Ribosomen

Mitochondrien

Golgi-Apparat

Endoplasmatisches Retikulum

mögliche Zellorganellen

Flagellen

Pili

Lysosome

Vesikel

Mikrotubuli

Peroxisom

Vakuolen

Kompartimentierung

schwach

stark

Zellkern

nein

ja

Erbgut

Ringförmiges Bakterienchromosom und extrachromosomale Plasmide

Einzelne Gene in Chromosomen organisiert

Zellmembran

Bakterien: Doppellipidschicht

Archaeen: Monolayer

Doppellipidschicht

Zellwand

Bakterien: aus Murein

Archaeen: aus Pseudomurein

Pflanzenzellen: aus Cellulose

Pilzzellen: aus Chitin

Tierzellen: keine

Ribosomen

Kleiner, 70S Ribosomen

Größer, 80S Ribosomen

Fortbewegung

Flagellum: Proteinfäden, Rotationsbewegung

Zellteilung

Keine Mitose

Mitose

Fortpflanzung

Nur asexuelle Fortpflanzung durch Zellteilung oder Knospung

Asexuelle und/oder sexuelle Fortpflanzung möglich

Proteinbiosynthese

Im Cytoplasma, Transkription und Translation gleichzeitig

Transkription im Zellkern, anschließende Translation im Cytoplasma

Prokaryoten und Eukaryoten - Das Wichtigste

  • Prokaryoten sind Lebewesen, die Zellen ohne Zellkern und Zellorganellen haben. Procyten sind beispielsweise Bakterien und Archaeen.
  • Procyten sind in der Lage, sich viel schneller als Eucyten zu teilen. Das liegt daran, dass die Teilung ihrer Zellen in einfacher Form erfolgt:
    • Teilung der DNA
    • Teilung der Zelle
    • Es entstehen zwei identische Tochterzellen.
  • Eukaryoten sind Lebewesen, die Zellen mit einem Zellkern haben. Eucyten sind beispielsweise Tiere, Pilze und Pflanzen.
  • Die Zellteilung einer eukaryotischen Zelle dauert in etwa 2 bis 50 Stunden.

Nachweise

  1. u-helmich.de: Prokaryoten. (27.07.2022)
  2. u-helmich.de: Eukaryoten. (27.07.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Prokaryoten und Eukaryoten

Ja, Menschen sind Eukaryoten.

Nein, Menschen sind Eukaryoten, da die Zellen einen Zellkern haben und die DNA in Form von Chromosomen in diesem Zellkern zu finden ist. 

Bakterien sind prokaryotisch, da sie keinen Zellkern haben und ihre DNA somit frei im Cytoplasma liegt. 

Ja, Pflanzen sind Eukaryoten.

Finales Prokaryoten und Eukaryoten Quiz

Frage

Welche drei Domänen der Lebewesen gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Eukaryoten
  • Prokaryoten
  • Archaeen
Frage anzeigen

Frage

Worin unterscheiden sich hauptsächlich prokaryotische und eukaryotische Zellen?

Antwort anzeigen

Antwort

Hauptsächlich unterscheiden sie sich in dem Vorhandensein von einem Zellkern

Frage anzeigen

Frage

Welche Organismen sind Prokaryoten?

Antwort anzeigen

Antwort

Bakterien

Frage anzeigen

Frage

Warum sind prokaryotische Zellen so erfolgreich in ihrer Anpassung an neuen Umweltbedingungen?

Antwort anzeigen

Antwort

rasante Zellteilung

Frage anzeigen

Frage

Wie liegt die prokaryotische DNA in der Zelle vor?

Antwort anzeigen

Antwort

frei schwimmend im Cytoplasma

Frage anzeigen

Frage

Haben Prokaryoten Zellbestandteile oder Zellorganellen?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Zellorganellen sind membranumhüllte Zellbestandteile, die eine Abgrenzung von Reaktionsräumen mit unterschiedlichen Reaktionsbedingungen innerhalb der Zelle ermöglichen. 
  • Prokaryoten weisen lediglich Zellbestandteile auf.
Frage anzeigen

Frage

Welche Funktion hat eine Kapsel?

Antwort anzeigen

Antwort

zusätzliche Schutzschicht

Frage anzeigen

Frage

Womit können sich Prokaryoten fortbewegen?

Antwort anzeigen

Antwort

Prokaryoten bewegen sich mit Geißeln oder Flagellen fort.

Frage anzeigen

Frage

Warum unterscheidet sich die Zellteilung der Prokaryoten von der Zellteilung der Eukaryoten?

Antwort anzeigen

Antwort

Procyten haben keinen Zellkern, sodass die DNA nur durch Replikation verdoppelt werden muss, um eine Kopie für die neue Zelle zu erhalten. 

In eukaryotischen Zellen findet hingegen nach der Verdopplung (Replikation) der DNA die Mitose statt.

Frage anzeigen

Frage

Welche Organismen sind nicht eukaryotisch?

Antwort anzeigen

Antwort

Tiere

Frage anzeigen

Frage

Wie sind Eukaryoten entstanden?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Entstehung von Eukaryoten liegt die Endosymbiontentheorie zugrunde. Sie besagt, dass im Verlauf der Erdgeschichte eine Vorgängerzelle der Eukaryoten mit prokaryotischen Zellen (Plastiden und Mitochondrien) durch Endosymbiose verschmolzen ist. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist besonders an der eukaryotischen Proteinbiosynthese?

Antwort anzeigen

Antwort

  • zeitliche Trennung
  • räumliche Trennung
Frage anzeigen

Frage

Wie kann die prokaryotische Erbinformation vorliegen?

Antwort anzeigen

Antwort

ringförmiges Bakterienchromosom

Frage anzeigen
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