L'évolution des cellules eucaryotes

Alors que la vie sur Terre commençait à subir évolution et devenir plus complexe, le plus simple type de cellule appelé procaryote a subi plusieurs changements sur une longue période de temps pour devenir des cellules eucaryotes. Les eucaryotes sont plus complexes et ont beaucoup plus de parties que les procaryotes. Il a fallu plusieurs mutations et survivre sélection naturelle pour que les eucaryotes évoluent et deviennent répandus.

Les scientifiques pensent que le passage des procaryotes aux eucaryotes est le résultat de petits changements de structure et de fonctionnement sur de très longues périodes. Il y a une progression logique du changement pour que ces cellules deviennent plus complexes. Une fois que les cellules eucaryotes étaient apparues, elles pouvaient alors commencer à former des colonies et éventuellement des organismes multicellulaires avec des cellules spécialisées.

La plupart des organismes unicellulaires ont une paroi cellulaire autour de leurs membranes plasmiques afin de les protéger des dangers environnementaux. De nombreux procaryotes, comme certains types de bactéries, sont également encapsulés par une autre couche protectrice qui leur permet également de coller aux surfaces. La plupart des fossiles procaryotes du

Alors que certaines cellules eucaryotes, comme les cellules végétales, ont encore des parois cellulaires, beaucoup n'en ont pas. Cela signifie qu'un certain temps au cours de l'histoire évolutive de la procaryote, les parois cellulaires devaient disparaître ou du moins devenir plus flexibles. Une limite extérieure flexible sur une cellule lui permet de s'étendre davantage. Les eucaryotes sont beaucoup plus gros que les cellules procaryotes les plus primitives.

Des limites de cellules flexibles peuvent également se plier et se plier pour créer plus de surface. Une cellule avec une plus grande surface est plus efficace pour échanger des nutriments et des déchets avec son environnement. Il est également avantageux d'apporter ou d'éliminer des particules particulièrement grosses par endocytose ou exocytose.

Les protéines structurales au sein d'une cellule eucaryote se réunissent pour créer un système connu sous le nom de cytosquelette. Alors que le terme "squelette" évoque généralement quelque chose qui crée la forme d'un objet, le cytosquelette a de nombreuses autres fonctions importantes au sein d'une cellule eucaryote. Non seulement les microfilaments, les microtubules et les fibres intermédiaires aident à conserver la forme de la cellule, ils sont également largement utilisés chez les eucaryotes mitose, mouvement des nutriments et des protéines et ancrage des organites en place.

Pendant la mitose, les microtubules forment le fuseau qui tire le chromosomes à part et les distribue également aux deux cellules filles qui résultent après la division de la cellule. Cette partie du cytosquelette s'attache aux chromatides sœurs du centromère et les sépare uniformément de sorte que chaque cellule résultante est une copie exacte et contient tous les gènes dont elle a besoin pour survivre.

Les microfilaments aident également les microtubules à déplacer les nutriments et les déchets, ainsi que les protéines nouvellement fabriquées, vers différentes parties de la cellule. Les fibres intermédiaires maintiennent les organites et autres parties cellulaires en les ancrant là où ils doivent être. Le cytosquelette peut également former des flagelles pour déplacer la cellule.

Même si les eucaryotes sont les seuls types de cellules qui ont des cytosquelettes, les cellules procaryotes ont des protéines dont la structure est très proche de celles utilisées pour créer le cytosquelette. On pense que ces formes plus primitives des protéines ont subi quelques mutations qui les ont fait se regrouper et former les différents morceaux du cytosquelette.

L'identification la plus largement utilisée d'une cellule eucaryote est la présence d'un noyau. La tâche principale du noyau est de loger le ADN, ou information génétique, de la cellule. Chez un procaryote, l'ADN se trouve juste dans le cytoplasme, généralement sous la forme d'un anneau unique. Les eucaryotes ont de l'ADN à l'intérieur d'une enveloppe nucléaire organisée en plusieurs chromosomes.

Une fois que la cellule a évolué vers une frontière extérieure flexible qui pourrait se plier et se plier, on pense que l'anneau d'ADN du procaryote a été trouvé près de cette frontière. En se pliant et en se pliant, il a entouré l'ADN et s'est pincé pour devenir une enveloppe nucléaire entourant le noyau où l'ADN était maintenant protégé.

Au fil du temps, l'ADN en forme d'anneau unique a évolué en une structure étroitement enroulée que nous appelons maintenant le chromosome. C'était une adaptation favorable afin que l'ADN ne soit pas emmêlé ou divisé de manière inégale pendant la mitose ou la méiose. Les chromosomes peuvent se dérouler ou s'enrouler selon l'étape du cycle cellulaire dans laquelle ils se trouvent.

Maintenant que le noyau était apparu, d'autres systèmes de membranes internes comme le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi ont évolué. Ribosomes, qui n'avait été que de la variété flottante chez les procaryotes, s'est maintenant ancrée à des parties du réticulum endoplasmique pour faciliter l'assemblage et le mouvement des protéines.

Avec une plus grande cellule vient le besoin de plus de nutriments et la production de plus de protéines par transcription et traduction. Parallèlement à ces changements positifs, vient le problème de l'augmentation des déchets dans la cellule. Faire face à la demande de se débarrasser des déchets a été la prochaine étape dans l'évolution de la cellule eucaryote moderne.

La frontière cellulaire flexible avait maintenant créé toutes sortes de plis et pouvait se pincer au besoin pour créer des vacuoles pour faire entrer et sortir des particules de la cellule. Il avait également fait quelque chose comme une cellule de rétention pour les produits et les déchets que la cellule faisait. Au fil du temps, certaines de ces vacuoles ont pu contenir une enzyme digestive qui pourrait détruire des ribosomes anciens ou endommagés, des protéines incorrectes ou d'autres types de déchets.

La plupart des parties de la cellule eucaryote ont été fabriquées à l'intérieur d'une seule cellule procaryote et n'ont pas nécessité d'interaction avec d'autres cellules individuelles. Cependant, les eucaryotes ont quelques organites très spécialisés qui étaient autrefois considérés comme leurs propres cellules procaryotes. Les cellules eucaryotes primitives avaient la capacité d'engloutir les choses par endocytose, et certaines des choses qu'elles peuvent avoir englouties semblent être de plus petits procaryotes.

Connu comme le Théorie endosymbiotique, Lynn Margulis a proposé que les mitochondries, ou la partie de la cellule qui rend l'énergie utilisable, était autrefois un procaryote qui a été englouti, mais non digéré, par l'eucaryote primitif. En plus de produire de l'énergie, les premières mitochondries ont probablement aidé la cellule à survivre à la nouvelle forme de l'atmosphère qui comprenait maintenant de l'oxygène.

Certains eucaryotes peuvent subir une photosynthèse. Ces eucaryotes ont un organite spécial appelé chloroplaste. Il existe des preuves que le chloroplaste était un procaryote similaire à une algue bleu-vert engloutie un peu comme les mitochondries. Une fois qu'il faisait partie de l'eucaryote, l'eucaryote pouvait maintenant produire sa propre nourriture en utilisant la lumière du soleil.