Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich

Prokaryoten und Eukaryoten einfach erklärt

Als Eukaryoten oder auch Eukaryonten werden die Lebewesen bezeichnet, deren Zellen einen Zellkern besitzen. Das sind zum Beispiel Pilze, Tiere, Pflanzen oder die Menschen. Die Zellen der Prokaryoten, auch Prokaryonten, enthalten keinen Zellkern. Du kannst sie in zwei Gruppen, die Bakterien und die Archaeen, einteilen.

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Übrigens: Die Zellen der Eukaryoten bezeichnest du auch als Euzyten oder Eucyten. Dabei sind ihre wohl wichtigsten Vertreter die Tierzellen und Pflanzenzellen. Die Zellen der Prokaryoten nennst du Prozyten beziehungsweise Procyten.

Unterschiede von Prokaryoten und Eukaryoten

Genetische Untersuchungen deuten darauf hin, dass Eukaryoten und Prokaryoten von einem gemeinsamen Vorfahren abstammen. Laut der Endosymbiontentheorie sollen sich nämlich aus den Prokaryoten eukaryotische Lebewesen entwickelt haben.

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Trotzdem gibt es folgende Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten:

• Aufbau
  – Zellgröße
  – Kompartimentierung
  – Ribosomen
  – Zellwand
• Fortbewegung
• DNA
  – Form und Ort
  – Genregulation
• Proteinbiosynthese

Zellgröße

Procyten und Eucyten können in ihrer Größe relativ stark variieren.

Mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 30 µm sind Eucyten jedoch deutlich größer als Procyten (1-2 µm).

Schon gewusst? Manche Eucyten, wie zum Beispiel die Eizelle, können sogar bis zu 100 µm groß werden.

Kompartimentierung

Unter der Kompartimentierung oder auch Zellkompartimentierung verstehst du die Gliederung der Zelle in einzelne Organellen. Diese sogenannten Kompartimente sind strukturell voneinander getrennt und funktionieren als eigene Reaktionsräume.

Insbesondere die Eucyten weisen eine sehr starke Kompartimentierung in die unterschiedlichen Organellen auf. Diese Organellen sind durch eine eigene Membran vom Cytoplasma getrennt. Das ist in etwa mit den Organen in deinem eigenen Körper vergleichbar. Beispiele für Zellorganellen sind:

• Mitochondrien
• Plastiden
• endoplasmatische Retikulum
• Golgi-Apparat

Die meisten Procyten sind dagegen deutlich weniger, bis gar nicht kompartimentiert.

Fortbewegung

Eukaryotische und prokaryotische Zellen besitzen meist jeweils fadenförmige Gebilde. Du nennst sie Flagellen oder Geißeln und sie dienen zur Fortbewegung.

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Die Flagellen von Eukaryoten sind Ausstülpungen der Zellmembran. Diese können verschiedenste Biegebewegungen ausführen (hoch und runter). Besonders bekannt für diese Fortbewegungsart sind Spermien.

Bei den Prokaryoten sind die Flagellen Proteinfäden außerhalb der Zellmembran. Dabei können sich diese Proteinfäden an ihrem verankerten Ende drehen. Das funktioniert wie ein Propeller, der einen Schub ausübt.

DNA

Der Hauptunterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten ist das Vorhandensein bzw. Fehlen eines Zellkerns .

Bei den Prokaryoten „schwimmt“ die DNA in Form von sogenannten Bakterienchromosomen (= Nucleoid) im Cytoplasma . Ihr Chromosomensatz ist einfach, also haploid.

Neben den Bakterienchromosomen gibt es in den Prokaryoten kleine DNA-Ringe (= Plasmide ). Sie können unter Prokaryotenzellen ausgetauscht werden und somit zu einer Weitergabe genetischer Informationen (z.B. Resistenzgene gegen bestimmte Antibiotika) führen.

Die DNA der Eukaryoten schwimmt dagegen nicht frei im Cytoplasma. Sie liegt in Form von Chromosomen im Zellkern vor.

Proteinbiosynthese bei Eukaryoten und Prokaryoten

Auch bei der Proteinbiosynthese , die aus der Transkription und Translation besteht, unterscheiden sich Eukaryoten und Prokaryoten.

Die DNA liegt in der Procyte frei im Cytoplasma vor. Deswegen findet auch die Proteinbiosynthese durch die freien Ribosomen im Zellplasma statt. Nach der Transkription folgt bei den Prokaryoten sofort die Translation.

Im Gegensatz dazu befindet sich die DNA der Eukaryoten im Zellkern. Hier findet auch der erste Schritt der Proteinbiosynthese, die Transkription, statt. Da die Ribosomen allerdings außerhalb des Zellkerns liegen, läuft die Translation im Cytoplasma ab. Eine Kopie der DNA, die mRNA, muss deswegen dorthin transportiert werden.

Um diesen Transport zu überstehen, enthält die Proteinbiosynthese bei Eukaryoten noch einen zusätzlichen Zwischenschritt: Die RNA-Prozessierung. Hier wird die mRNA bearbeitet, eingepackt und verbessert.

Genregulation

Innerhalb der Genregulation können gewisse Gene je nach Bedarf an- und ausgeschaltet werden.

Manche Enzyme und Strukturproteine werden in Zellen ständig benötigt (z.B. Enzyme für den Glucoseabbau) und sind deswegen durchgehend aktiviert. Andere Proteine hingegen sind nur in besonderen Situationen, wie bei der Vermehrung der Zellen, erforderlich. Bis dahin sind sie temporär deaktiviert. So wird im Körper Energie gespart.

Bei den Prokaryoten werden die Gene dafür in einzelne Funktionseinheiten unterteilt. Du sprichst von sogenannten „Operons”. Deshalb ist bei der Genregulation von Prokaryoten auch vom Operon-Modell die Rede. Diese Operons werden von einer einzelnen Region kontrolliert.

Eukaryoten besitzen hauptsächlich Einzelgene. Für die Regulation mehrerer Einzelgene gibt es dabei passende Kontrollmechanismen.

Ribosomen

Ribosomen sind essenziell bei der Translation während der Proteinbiosynthese. Sie lesen Erbinformationen der mRNA ab und stellen auf ihrer Grundlage Proteine her. Dabei unterteilst du Ribosomen in eine kleine und eine große Untereinheit. Ihre Masse gibst du mit dem Sedimentationskoeffizienten (S) an.

Ribosomen kommen sowohl bei Eukaryoten als auch bei Prokaryoten vor. Allerdings sind prokaryotische Ribosomen kleiner (70S) als eukaryotische (80S).

Zellwand

Die meisten Prokaryoten besitzen zum Schutz vor Umwelteinflüssen oder feindlichen Organismen dicke, relativ steife Zellwände .

• Bakterien besitzen dabei in der Regel eine Zellwand aus Murein , auch Peptidoglycan genannt. Darunter verstehst du ein Polymer aus Peptiden und Aminozuckern, das eine Art Netzwerk um die Zellen bildet.
• Die Zellwände der Archaeen dagegen enthalten kein Murein. Sie sind aber meist zum größten Teil aus Proteinen aufgebaut. Manche Archaeen enthalten dabei ein funktional ähnliches Polymer zu Murein – das Pseudomurein oder Pseudopeptidoglykan.

Unter den Eukaryoten sind Zellwände nicht ganz so verbreitet wie unter den Prokaryoten.

• Pflanzenzellen besitzen zum Beispiel Zellwände aus dem Polysaccharid Cellulose. Tierzellen sind dagegen nicht von Zellwänden umgeben.

Gemeinsamkeiten von Prokaryoten und Eukaryoten

Neben diesen Unterschieden besitzen Procyten und Eucyten jedoch auch einige Gemeinsamkeiten:

• DNA als Träger der Erbinformation
• Ribosomen in der Zelle
• Zellmembran aus einer Doppelschicht aus Phospholipiden (= Lipiddoppelschicht). Diese Doppelschicht enthält verschiedenste Proteine, die Aufgaben wie die Kommunikation oder den Transport übernehmen.

Prokaryoten und Eukaryoten Tabelle

Prokaryoten und Eukaryoten im Vergleich — häufigste Fragen

• Was ist der Unterschied Prokaryoten und Eukaryoten einfach erklärt?
  Der Unterschied zwischen Pro- und Eukaryoten ist, dass eukaryotische Zellen einen Zellkern besitzen, während prokaryotische Zellen das nicht tun. Zu den Eukaryoten werden Menschen, Tiere, Pilze, Pflanzen und Algen gezählt. Prokaryoten sind dagegen Bakterien und Archaeen.
  
• Wie unterscheidet sich die DNA zwischen Prokaryoten und Eukaryoten?
  Eukaryoten besitzen einen Zellkern, in dem sich die DNA der Eucyte befindet. Das Erbgut der Prokaryoten schwimmt dagegen frei im Cytoplasma der Procyte.
  
• Wie groß sind Prokaryoten und Eukaryoten?
  Eukaryotische Zellen sind meist circa 10-50 µm groß. Zu ihnen werden Menschen, Tiere, Pflanzen, Pilze und Algen gezählt. Prokaryoten sind mit 1 bis 2 µm deutlich kleiner. Dazu gehören Bakterien und Archaeen. Einzelne Ausnahmen, wie bestimmte Schwefelbakterien, fallen dabei mit bis zu 700 µm allerdings aus dem Rahmen.

Eukaryoten und Prokaryoten im Detail

Noch mehr zu den Eukaryoten und Prokaryoten erklären wir dir in unseren separaten Beiträgen dazu!