DNA in pro-/eukaryotes

Een cel is de basale bouwsteen van alle levende organismen (Behalve virussen, maar deze zijn geen zelfstandige organismen). Er zijn maar twee soorten cellen op aarde: prokaryotische cellen en eukaryotische cellen (eu = echt karyon = kern). Laten we beide typen vergelijken en de verschillen bekijken:
 

Prokaryotische versus Eukaryotische cellen
Prokaryoten	Eukaryoten
Kleine afmeting cel; ongeveer 1 µm	Enkele micrometers, gewoonlijk 10 µm, tot ong. 100 µm
Bacteriën en Archaea	Bouwstenen van protisten, schimmels, planten en dieren
Komen iha uitsluitend voor als enkele cellen, maar kunnen soms clusters (biofilms) vormen	Komen voor als losse cellen of als deel van multicellulair weefsel
Enkelvoudige plasmamembraan (=celmembraan)	Dubbele plasmamembraan
Relatief eenvoudige bouwplan, geen organellen, hoogstens compartimenten	Complexe celstructuur; bevat gespecialisserde organellen, telkens omgeven door een eigen lipiden-bevattende membraan
Nucleioid (DNA-eiwit complex) met groot circulair DNA molecuul, geen duidelijke kern met nucleoli en iha geen membraan die het DNA van het cytoplasma afscheidt	DNA lineair gerangschikt in meerdere chromosomen samengehouden in een kern met een kernmembraan en kernporiën
Ribosomen zijn in het algemeen kleiner dan bij prokaryoten	Ribosomen zijn in het algemeen groterdan in prokaryoten
Na DNA replicatie binden origineel en replicaat aan verschillende delen van het membraan en vervolgens treedt binaire fissie op	Na DNA replicatie treedt mitotische deling volgens de stadia profase, metafase, anafase, telofase en cytokinese
Ouder (primitiever in de evolutie) en als geheel veel meer voorkomend	Recenter verschenen in de evolutie en minder talrijk
Komen voor in grootste diversiteit aan milieus, ook extreme omstandigheden qua pH, temperatuur, zoutgehalte, gassen, druk, en vertonen rijkste biochemie	Beperkter in kolonisatie en biochemische processen

 

DNA in Prokaryoten en Eukaryoten

 

Samenvatting van de locatie van het genoom in prokaryoten en eukaryoten
Het genoom van de meeste prokaroten wordt gehouden in een lange enkelvoudige kringvormig DNA molecuul dat in uiterst dichte lussen gevouwen is in het nucleoid. Niet-essentiele genen woren vaak gecodeerd vanaf extrachromosomale plasmiden. Meer over dit onderwerp in: Griswold, A. (2008) Genome packaging in prokaryotes: the circular chromosome of E. coli. Nature Education 1(1)
Kunstenaars weergave (public domain beeldmateriaal gemaakt door Mariana Ruiz Villarreal) van de typisch bouw van een bacterium, de groep die samen met Archaea de prokaryoten vertegenwoordigt.
In eukaryotische cellen, zoals de hier afgebeelde maiscel, bevindt het DNA zich in de kern (= nucleus), de mitochondria en de chloroplasten (= bladgroenkorrels) (komen alleen voor bij planten en sommige protisten). De kern bevat het meeste DNA. Het komt voor in dit compartiment in de vorm van lineaire chromosomen die tezamen het genoom vormen. Deze chromosomen zijn in alle cellen van een individu (uitgezonderd voortplantingscellen en gemuteerde cellen) identiek en gelijk in aantal. Mitochondria bevatten een relatief kleine hoeveelheid DNA. Het komt daar voor als circulaire moleculen. Dit DNA bevat slechts enkele mitochondriale genen, de meeste genetische informatie voor het mitochondrion ligt op de chromosomen in de kern. Chloroplasten bevatten ook slechts een relatief kleine hoeveelheid DNA, in circulaire of lineaire vorm. Ook dit DNA bevat (net als in de mitochondria) slechts een deel van de genen voor de door chloroplasten benodigde eiwitten, de genen van de rest van de benodigde eiwitten liggen op de chromosomen in de kern. N.B.: Mitochondria en chloroplasten delen zich onafhankelijk van de kern en volgen in principe een eigen tijdscyclus. Ze worden echter wel aan einde van een celdeling, als deel van het cytoplasma met de andere celorganellen over de nieuwe dochtercellen verdeeld.
Foto: Transmissie electronen microscopie opname van een maiscel: kern [1] met nucleolus [2] en mitochondria [5]; porie in de kernmembraan [3] (Radboud Universiteit Nijmegen)