Eikariotu šūnu evolūcija

Tā kā dzīve uz Zemes sāka piedzīvot evolūcija un kļūst sarežģītāks, jo vienkāršāks šūnas tips ko sauc par prokariotu, ilgā laika posmā tika veiktas vairākas izmaiņas, lai kļūtu par eikariotu šūnām. Eikarioti ir sarežģītāki, un tiem ir daudz vairāk daļu nekā prokarioti. Pagāja vairāki mutācijas un izdzīvo dabiskā izlase lai eikarioti varētu attīstīties un kļūt izplatīti.

Zinātnieki uzskata, ka ceļojums no prokariotiem uz eikariotiem bija nelielu struktūru un funkciju izmaiņu rezultāts ļoti ilgos laika periodos. Šajās šūnās notiek loģiska pārmaiņu progresēšana, lai tās kļūtu sarežģītākas. Kad eikariotu šūnas bija izveidojušās, tās varētu sākt veidot kolonijas un galu galā daudzšūnu organismus ar specializētām šūnām.

Lielākajai daļai vienšūnu organismu ir šūnas siena ap plazmas membrānām, lai pasargātu tos no apkārtējās vides briesmām. Daudzus prokariotus, tāpat kā noteiktus baktēriju veidus, iekapsulē arī cits aizsargājošs slānis, kas arī ļauj tiem pielipt virsmām. Lielākā daļa prokariotu fosiliju no

Kaut arī dažām eikariotu šūnām, piemēram, augu šūnām, joprojām ir šūnu sienas, daudzām to nav. Tas nozīmē, ka kādu laiku prokariots, šūnu sienas vajadzēja izzust vai vismaz kļūt elastīgākas. Elastīga šūnas ārējā robeža ļauj tai vairāk paplašināties. Eikarioti ir daudz lielāki nekā primitīvākās prokariotu šūnas.

Elastīgas šūnu robežas var arī saliekties un salocīt, lai iegūtu lielāku virsmas laukumu. Šūna ar lielāku virsmas laukumu efektīvāk apmainās ar barības vielām un atkritumiem ar apkārtējo vidi. Ieguvums ir arī īpaši lielu daļiņu ievešana vai izņemšana, izmantojot endocitozi vai eksocitozi.

Strukturālie proteīni eikariotu šūnā apvienojas, lai izveidotu sistēmu, kas pazīstama kā citoskelets. Kaut arī termins "skelets" parasti liek atcerēties kaut ko tādu, kas rada objekta formu, citoskeletam ir daudzas citas svarīgas funkcijas eikariotu šūnā. Mikrošķiedras, mikrotubulas un starpposmi palīdz ne tikai saglabāt šūnas formu, bet arī plaši izmanto eikariotu mitoze, barības vielu un olbaltumvielu pārvietošanās un organellu nostiprināšana vietā.

Mitozes laikā mikrotubulas veido vārpstu, kas velk hromosomas atdalās un sadalās vienādi abās meitas šūnās, kas rodas pēc šūnas sašķelšanās. Šī citoskeleta daļa centromērā piestiprinās māsu hromatīdiem un vienmērīgi tos atdala, lai katra iegūtā šūna būtu precīza kopija un satur visus gēnus, kas tai nepieciešami izdzīvošanai.

Mikrošķiedras arī palīdz mikrotubuliem, pārvietojot barības vielas un atkritumus, kā arī jaunizveidotos proteīnus ap dažādām šūnas daļām. Starpposma šķiedras notur organellus un citas šūnu daļas vietā, noenkurojot tās tur, kur tām jāatrodas. Citoskelets arī var veidot flagellas, lai šūna varētu pārvietoties.

Kaut arī eikarioti ir vienīgie šūnu veidi, kuros ir citoskeleti, prokariotu šūnās ir olbaltumvielas, kas ir ļoti tuvas struktūrā tām, kuras izmanto citoskeleta izveidošanai. Tiek uzskatīts, ka šīm primitīvākajām olbaltumvielu formām tika veiktas dažas mutācijas, kas lika tām sagrupēties un veidot dažādus citoskeleta gabalus.

Visplašāk izmantotā eikariotu šūnas identifikācija ir kodola klātbūtne. Kodola galvenais uzdevums ir izvietot kodolu DNSvai ģenētisko informāciju no šūnas. Prokariotā DNS ir tikai atrodams citoplazmā, parasti viena gredzena formā. Eukariotos ir DNS kodola apvalka iekšpusē, kas ir sakārtota vairākās hromosomās.

Kad šūna bija izstrādājusi elastīgu ārējo robežu, kas varētu saliekties un salocīties, tiek uzskatīts, ka prokariota DNS gredzens tika atrasts netālu no šīs robežas. Saliekot un salocot, tas apņēma DNS un sasprauda nost, lai kļūtu par kodola apvalku, kas apņem kodolu, kurā tagad tika aizsargāta DNS.

Laika gaitā viena gredzena formas DNS attīstījās cieši brūces struktūrā, ko mēs tagad saucam par hromosomu. Tā bija labvēlīga adaptācija, tāpēc mitozes vai mejozes laikā DNS nav sapludināta vai nevienmērīgi sadalīta. Hromosomas var atrist vai izzust atkarībā no tā, kurā šūnu ciklā tas atrodas.

Tagad, kad kodols bija parādījies, attīstījās citas iekšējās membrānas sistēmas, piemēram, endoplazmatiskais retikulums un Golgi aparāts. Ribosomas, kas bija tikai prokariotu brīvi peldošās šķirnes, tagad bija noenkurojušies endoplazmatiskā retikuluma daļās, lai palīdzētu olbaltumvielu salikšanā un pārvietošanā.

Ja šūna ir lielāka, rodas vajadzība pēc vairāk barības vielām un vairāk olbaltumvielu, izmantojot transkripciju un tulkošanu. Līdztekus šīm pozitīvajām izmaiņām rodas arī atkritumu daudzuma problēma šūnā. Sekošana līdzi pieprasījumam atbrīvoties no atkritumiem bija nākamais solis mūsdienu eikariotu šūnas evolūcijā.

Elastīgā šūnas robeža tagad bija izveidojusi visa veida krokas un pēc nepieciešamības varēja sasprausties, izveidojot vakuumus, lai daļiņas nonāktu šūnā un no tās. Tas bija arī izgatavojis kaut ko līdzīgu izstrādājumu turēšanas šūnai un atkritumus, ko šūna izgatavoja. Laika gaitā daži no šiem vakuoliem spēja turēt gremošanas enzīmu, kas varēja iznīcināt vecas vai ievainotas ribosomas, nepareizus proteīnus vai cita veida atkritumus.

Lielākā daļa eikariotu šūnas daļu tika izgatavotas vienā prokariotu šūnā, un tām nebija nepieciešama citu atsevišķu šūnu mijiedarbība. Tomēr eikariotiem ir pāris ļoti specializēti organoīdi, kas kādreiz tika uzskatīti par viņu pašu prokariotu šūnām. Primitīvajām eikariotu šūnām bija spēja absorbēt lietas caur endocitozi, un šķiet, ka dažas no lietām, kuras viņi, iespējams, ir apņēmušies, ir mazāki prokarioti.

Pazīstams kā Endosimbiotiku teorija, Lins Margulis ierosināja, ka mitohondriji vai šūnas daļa, kas veido izmantojamo enerģiju, kādreiz bija prokariots, kuru primitīvā eikariote bija absorbējusi, bet nesagremota. Papildus enerģijas iegūšanai pirmās mitohondrijas, iespējams, palīdzēja šūnai izdzīvot jaunākā atmosfēras formā, kas tagad ietvēra skābekli.

Dažos eikariotos var notikt fotosintēze. Šiem eikariotiem ir īpaša organelle, ko sauc par hloroplastu. Ir pierādījumi, ka hloroplasts bija prokariots, kas bija līdzīgs zili zaļajām aļģēm, kuras tika absorbētas līdzīgi kā mitohondriji. Kādreiz tas bija daļa no eikariota, tagad tas varēja ražot savu ēdienu, izmantojot saules gaismu.