Prokaryote og eukaryote celler – hvad er forskellen?

En bakterie, et bøgetræ og et menneske ser meget forskellige ud. Alligevel er de alle opbygget af celler. Men cellerne er ikke indrettet helt ens.

Den vigtigste forskel er cellekernen: Prokaryote celler har ingen cellekerne, mens eukaryote celler som udgangspunkt har deres DNA samlet i en cellekerne. Bakterier og arkæer er prokaryoter. Dyr, planter og svampe er eukaryoter.

I videoen nedenfor tegner og forklarer jeg cellernes opbygning. Her kan du få styr på de vigtigste forskelle, inden vi ser nærmere på dem.

Hvad har de to celletyper til fælles?

Inden vi ser på forskellene, er det værd at begynde med lighederne. Både prokaryote og eukaryote celler har som grundlæggende opbygning:

• Cellemembran: En tynd afgrænsning, der regulerer, hvilke stoffer der passerer ind og ud af cellen.
• Cytoplasma: Cellens indhold uden for cellekernen, hvis cellen har en. Det omfatter en vandig væske, hvor mange kemiske reaktioner foregår.
• DNA: Arvematerialet, som blandt andet indeholder opskrifter på cellens proteiner.
• Ribosomer: Små strukturer, der bygger proteiner ud fra informationen fra DNA.

Proteiner kan eksempelvis fungere som byggematerialer eller som enzymer, der får kemiske reaktioner til at forløbe hurtigere. Begge celletyper skal altså kunne afgrænse sig fra omgivelserne, bruge deres arvemateriale og fremstille proteiner.

Forskellen ligger især i, hvordan cellens indre er organiseret.

Hvad er en prokaryot celle?

En prokaryot celle har ingen cellekerne. Dens DNA ligger i cytoplasmaet i et område, som ikke er omgivet af en kernemembran.

Bakterier og arkæer er prokaryoter. Arkæer er en selvstændig gruppe mikroorganismer, der på nogle områder ligner bakterier, men også adskiller sig fra dem. På biologi C arbejder vi især med bakterier som eksempel på prokaryote celler.

Prokaryoter er encellede organismer. Det betyder, at én celle udfører de funktioner, organismen har brug for. En bakterie skal eksempelvis både optage næringsstoffer, omsætte energi og kunne dele sig.

Bakteriens DNA og plasmider

Bakterier har typisk ét cirkulært kromosom. Cirkulært betyder, at DNA-molekylet danner en ring. Et kromosom er en samlet struktur, som indeholder DNA og dermed mange af organismens gener.

Nogle bakterier har også plasmider. Det er mindre DNA-molekyler, som ligger adskilt fra bakteriens hovedkromosom. Plasmider er ofte ringformede og kan blandt andet indeholde gener for antibiotikaresistens.

Antibiotikaresistens betyder, at bakterien kan modstå et eller flere antibiotika. Nogle plasmider kan overføres mellem bakterier ved konjugation, hvor bakterierne får direkte kontakt. På den måde kan resistensgener spredes.

Du kan læse mere om selve arvematerialet på siden om DNA og kromosomers opbygning.

Hvad er en eukaryot celle?

En eukaryot celle har en cellekerne omgivet af en kernemembran. Her ligger størstedelen af cellens DNA, normalt fordelt på flere lineære kromosomer. Lineær betyder her, at DNA-molekylet har to ender frem for at danne en ring.

Dyr, planter, svampe og mange andre organismer har eukaryote celler. Eukaryoter kan både være encellede, som en gærcelle, og flercellede, som et menneske.

I en flercellet organisme samarbejder mange celler. De kan være specialiserede til forskellige opgaver: Muskelceller kan trække sig sammen, mens nerveceller kan sende signaler.

Organeller – cellens forskellige arbejdssteder

Eukaryote celler indeholder forskellige organeller, som varetager bestemte opgaver. Flere af dem er omgivet af membraner, der adskiller deres indhold fra resten af cellen.

Et vigtigt eksempel er mitokondrierne. Her foregår en stor del af cellens respiration, hvor energi fra næringsstoffer overføres til energimolekylet ATP. ATP kan derefter bruges til cellens arbejde.

Planteceller kan desuden indeholde grønkorn, hvor fotosyntesen foregår. Her bruges lysenergi til at opbygge sukker ud fra kuldioxid og vand.

Prokaryote celler mangler den cellekerne og de membranomsluttede organeller, der kendetegner eukaryote celler. Men de har stadig ribosomer og kan udføre mange af de samme grundlæggende livsprocesser.

Prokaryote og eukaryote celler sammenlignet

Her er et overblik over de typiske forskelle:

Tabellen viser grundplanen. Der findes specialiserede undtagelser: Menneskets modne røde blodlegemer har eksempelvis mistet deres cellekerne. De bliver dog ikke til prokaryoter af den grund.

Dyreceller og planteceller – hvad er forskellen?

Dyre- og planteceller er begge eukaryote. De har derfor mange fælles træk, blandt andet cellemembran, cellekerne og mitokondrier. Men planteceller har også nogle særlige strukturer.

Cellevæggen giver støtte

Planteceller har en cellevæg uden om cellemembranen. Cellevæggen indeholder blandt andet cellulose og hjælper med at give cellen form og styrke.

Dyreceller har ingen cellevæg. Det giver dem større mulighed for at ændre form.

Bakterier har også ofte en cellevæg, men den er opbygget anderledes end planters. En cellevæg er derfor ikke i sig selv et tegn på, at cellen er en plantecelle.

Grønkorn udfører fotosyntese

Grønkorn findes i de planteceller, der udfører fotosyntese, eksempelvis mange af cellerne i et blad. Ikke alle planteceller har grønkorn — rodens celler har normalt ingen.

Både planteceller og dyreceller udfører respiration. Planteceller bruger altså også energi fra ATP, selv om planten kan fremstille sukker ved fotosyntese.

Du kan se sammenhængen på siden om fotosyntese og respiration.

Vakuolen hjælper med at holde planten spændstig

Planteceller har ofte en stor vakuole, et væskefyldt rum omgivet af en membran. Når cellen optager vand, bidrager vakuolen til et tryk mod cellevæggen. Det hjælper med at holde plantens væv fast.

Her hænger cellens opbygning tæt sammen med osmose: Vandets bevægelse ind og ud af cellerne har betydning for, om planten er spændstig eller slatten.

Gram-positive og gram-negative bakterier

Nu vender vi tilbage til bakterierne. Mange bakterier kan skelnes fra hinanden ved hjælp af gramfarvning, en farvemetode opkaldt efter den danske læge Hans Christian Gram.

Metoden udnytter forskelle i bakteriernes cellevæg og membraner:

• Gram-positive bakterier har et tykt lag peptidoglykan uden på cellemembranen. Peptidoglykan er et netværk af sukkerkæder forbundet med korte peptider. Ved gramfarvning beholder bakterierne den violette farve.
• Gram-negative bakterier har et tyndere lag peptidoglykan mellem en indre og en ydre membran. De mister den violette farve under farvningen og bliver derefter lyserøde eller røde af en kontrastfarve.

Forskellene kan have betydning for, hvilke antibiotika der virker. Men man kan ikke generelt sige, at alle gram-positive bakterier er lette at bekæmpe, eller at alle gram-negative bakterier er resistente.

Gramfarvning bruges til bakterier. Den er ikke en generel opdeling af alle prokaryote organismer.

Hvordan deler cellerne sig?

Når en bakterie formerer sig, kopieres dens DNA, og cellen deler sig normalt i to ved todeling. Under gode vækstbetingelser kan bakterier derfor hurtigt blive til mange.

Hos eukaryoter bruges mitose til at fordele kromosomerne, når der dannes nye celler til vækst og vedligeholdelse. Hos mennesker sker det eksempelvis, når kroppen erstatter slidte celler.

Du kan arbejde videre med processen på siden om mitose.

Tegn cellerne, og test din forståelse

Tegn en bakteriecelle, en dyrecelle og en plantecelle ved siden af hinanden. Sæt navn på cellemembran, cytoplasma, DNA og ribosomer. Tilføj derefter de strukturer, som adskiller cellerne fra hinanden.

Brug dine tegninger til at forklare:

1. Hvad er den vigtigste forskel på en prokaryot og en eukaryot celle?
2. Hvorfor har en bakterie stadig brug for ribosomer, selv om den ikke har en cellekerne?
3. Hvilke strukturer har en plantecelle, som en dyrecelle mangler?
4. Hvorfor er en gærcelle eukaryot, selv om organismen er encellet?
5. Hvad kan et plasmid indeholde, og hvorfor kan det have betydning for antibiotikaresistens?

Prøv at forklare det med dine egne ord, mens du peger på tegningerne. Så får fagordene noget konkret at hænge sammen med!