Strukturen

Ein markantes Merkmal zur Unterscheidung der Zelltypen ist die Größe: Bakterien sind in der Regel kleiner als eukaryotische Zellen, wobei Mitochondrien (0,5 bis 2 Mikrometer) und Chloroplasten noch kleiner sind, aber weiterhin im mikroskopischen Bereich liegen. Ein gemeinsames Merkmal von Bakterien, Mitochondrien und Chloroplasten ist das Vorhandensein eigener, ringförmiger DNA. Im Gegensatz dazu besitzen eukaryotische Zellen ihre genetische Information in Form von linearen Chromosomen, die sich im Zellkern befinden. Diese DNA ist nicht nur anders organisiert, sondern auch in wesentlich größerer Menge vorhanden, was die höhere Komplexität eukaryotischer Zellen widerspiegelt. Mitochondrium und Chloroplasten besitzen ein kleineres Genom als Bakterien, aber sie besitzen eigene DNA. Auch die Ribosomen, die für die Proteinsynthese verantwortlich sind, unterscheiden sich: Bakterien, Mitochondrien und Chloroplasten besitzen Ribosomen vom 70S-Typ, während in den eukaryotischen Zellen hauptsächlich 80S-Ribosomen im Cytoplasma vorkommen. Diese Unterschiede spiegeln die evolutionäre Geschichte und die unterschiedlichen Funktionen der Zelltypen wider. Ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal ist die Fähigkeit zur Energieumwandlung. Bakterien sind sehr vielfältig in ihren Energiegewinnungsprozessen, einschließlich Photosynthese und Zellatmung. Eukaryotische Zellen nutzen spezialisierte Organellen wie Mitochondrien für die Zellatmung und Chloroplasten für die Photosynthese. Interessanterweise können sich Mitochondrien und Chloroplasten unabhängig von der Zellteilung selbstständig teilen, ähnlich wie Bakterien. Dies zeigt, dass sie in gewisser Weise eine eigene Replikationsfähigkeit besitzen, unabhängig von der eukaryotischen Zelle, in der sie sich befinden. Die Doppelte Membran, die sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten umgibt, unterscheidet diese Organellen von vielen anderen Strukturen in der Zelle. Diese Membran besteht aus zwei Phospholipid-Doppelschichten, was sie von den einfachen Membranen anderer Zellorganellen abhebt. Eine doppelte Membran ist ein Hinweis auf die komplexe Struktur dieser Organellen und ermöglicht eine besondere Regulation des Stoffaustauschs zwischen dem Inneren der Organellen und dem Rest der Zelle. Auch der Zellkern eukaryotischer Zellen ist von einer doppelten Membran umgeben, was auf eine ähnliche Notwendigkeit der Stofftrennung und -regulation hindeutet.