Phân biệt tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn

Tế bào nhân sơ là những thực thể sống nhỏ nhất trên hành tinh. Chúng là những tế bào nhỏ, đơn giản với cơ chế sống không phức tạp. Sự đơn giản này là do không có nhiều bào quan có cấu trúc phức tạp và cơ chế hoạt động phức tạp hơn. Mặt khác, tế bào nhân chuẩn có khung lớn hơn và cơ chế sống phức tạp. Sự phức tạp này là do sự hiện diện của các bào quan tế bào được liên kết với màng được xác định rõ.

Sinh vật nhân sơ là sinh vật bậc thấp đơn bào trong khi sinh vật nhân chuẩn có thể đơn bào (amoeba) hoặc đa bào (sinh vật bậc cao như thực vật, động vật, nấm…).

Tế bào nhân sơ không có nhân liên kết màng và do đó vật liệu di truyền vẫn nằm rải rác dưới dạng nhân con. Ngược lại, tế bào nhân chuẩn có nhân riêng biệt để lưu trữ vật liệu di truyền.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về sự khác biệt chung giữa hai loại tế bào tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn.

Bảng so sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn

Tế bào nhân sơ là gì?

Thuật ngữ prokaryotic xuất phát từ các từ tiếng Hy Lạp “Pro” và “Karyon” (Pro: cổ xưa/nguyên thủy; karyon: hạt/nhân). Như tên gọi của nó, quá trình tiến hóa của tế bào prokaryotic đã có từ ít nhất 3,5 tỷ năm trước . Nhưng ngay cả ngày nay chúng vẫn là một phần đáng kể của cuộc sống con người.

Về cơ bản, đây là những tế bào có cấu hình, định hướng và cơ chế đơn giản. Điều này là do chúng thiếu các bào quan có màng liên kết, có cấu trúc tốt và không tiến hóa thành sinh vật nhân chuẩn. Hầu hết các loài vi khuẩn như vi khuẩn và vi khuẩn cổ đều có bản chất là sinh vật nhân sơ.

Ngay cả với cấu trúc rất nhỏ và hệ thống không có tổ chức , chúng vẫn là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Không chỉ trong môi trường xung quanh, một số trong số chúng thậm chí còn tồn tại bên trong chúng ta . Chúng cũng có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực nông nghiệp và công nghiệp. Ngoài ra, chúng cũng có thể gây hại trong một số trường hợp, dẫn đến bệnh tật.

Đặc điểm của tế bào nhân sơ

• Chúng được coi là dạng sống cổ xưa nhất trên hành tinh.
• Kích thước rất nhỏ (có thể nhỏ hơn tế bào nhân thực từ 1/2 đến 1/1000 lần) với cấu trúc đơn giản.
• Không có bào quan nào được xác định có màng bao bọc.
• ADN của các tế bào này được đóng gói chặt chẽ và dày đặc với nhau, được gọi là “ nhân ”. Không được coi là nhân thực sự do thiếu màng nhân.
• Phần lớn bao gồm các phần nhô ra giống như roi trên bề mặt được gọi là roi để di chuyển.
• Có phần nhô ra bên ngoài – pilli và fimbriae . Chúng giúp tế bào bám vào bề mặt của các tế bào khác.

Các thành phần của tế bào nhân sơ

• Thành tế bào: Cung cấp độ cứng và hỗ trợ cho tế bào.
• Màng tế bào: Lớp protein và lipid mỏng bao quanh tế bào chất và điều chỉnh dòng chảy của vật chất bên trong và bên ngoài tế bào.
• Ribosome: Các hạt nhỏ trên bề mặt của lưới nội chất (RER). Chúng giúp tổng hợp protein.
• Glycocalyx: Lớp này có chức năng như một thụ thể, hỗ trợ sự kết dính và bảo vệ thành tế bào.
• Nhân con: Là nơi vật liệu di truyền được cô đọng thành một gói nhỏ.
• Pilus: Phần rỗng giống như lông nằm trên bề mặt vi khuẩn và có chức năng vận chuyển DNA đến các tế bào khác trong quá trình kết dính tế bào với tế bào.
• Mesosome: Là phần mở rộng của màng tế bào được mở ra thành tế bào chất. Chúng đóng vai trò trong hô hấp tế bào.
• Roi: Giúp di chuyển, bám vào thân gốc của tế bào.
• Fimbriae: Giúp bám vào bề mặt và các vi khuẩn khác trong khi giao phối. Đây là những cấu trúc nhỏ giống như sợi lông.
• Thể vùi: Chúng là những cấu trúc dạng hạt nhỏ giúp lưu trữ carbohydrate, glycogen, phosphate, chất béo có thể được sử dụng khi cần thiết.

Các sinh vật nhân sơ (Prokaryote) có khả năng đặc biệt là chuyển sang giai đoạn ngủ đông để sống sót trong môi trường khắc nghiệt không phù hợp. Để làm được điều này, chúng tạo ra các nội bào tử có thể chịu được mọi loại căng thẳng.

Vai trò của sinh vật nhân sơ trong cuộc sống của chúng ta

• Sinh vật nhân sơ là tác nhân chính tham gia vào quá trình sản xuất oxy (ví dụ: vi khuẩn lam).
• Được sử dụng trong ngành công nghệ thực phẩm để cung cấp kết cấu và hương vị cho các loại thực phẩm khác nhau (Ví dụ: Streptococcus, Lactobacillus…).
• Hỗ trợ quản lý chất thải bằng cách tái chế chất thải và giảm các mảnh vụn hữu cơ thành các thành phần vô cơ đơn giản hơn.
• Thúc đẩy hoạt động tiêu hóa , nhu động ruột và nhiều hoạt động trao đổi chất khác.

Tế bào nhân thực là gì?

Thuật ngữ Eukaryote cũng được bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp . Nó bao gồm sự kết hợp của hai từ “Eu” (có nghĩa là đúng/thực) và “karyon” (hạt/nhân). Chúng được đặt tên như vậy vì có nhân được định nghĩa rõ ràng, có màng bao bọc. Chúng là loại tế bào tiên tiến và hiện đại được tìm thấy ở các sinh vật bậc cao như thực vật, động vật và nấm.

Không giống như sinh vật nhân sơ, các tế bào này có các bào quan cụ thể được chỉ định để thực hiện các chức năng chuyên biệt. Vì lý do này, chúng có mức độ tổ chức hơi phức tạp . Các cuộc gọi này có thể có trong cấu hình đơn bào, thuộc địa hoặc đa bào tùy theo mức độ phức tạp của sinh vật.

Đặc điểm của tế bào nhân thực

• Chúng có kích thước lớn hơn tương đối (đường kính 10-100 µm). Do đó, dễ dàng quan sát dưới kính hiển vi quang học.
• Có nhiều hình dạng và cấu trúc khác nhau tùy theo vị trí cũng như chức năng mà chúng thực hiện (hồng cầu có hình cầu, tế bào cơ dài, tế bào thần kinh phân nhánh…).
• Hình dạng của chúng có thể cứng hoặc mềm dẻo. Ví dụ, amip có cấu trúc đa hình (có thể thay đổi) trong khi cấu trúc của động vật và tế bào là cứng.
• Hầu hết, ADN được tìm thấy như vật liệu di truyền. ADN này có dạng tuyến tính với nhiều vị trí gốc để sao chép.
• Vật liệu chromatin bên trong nhân trôi nổi trong chất bán lỏng giống như gel được gọi là nhân tế bào.

Các thành phần của tế bào nhân thực

Tế bào nhân thực được cấu tạo bởi các thành phần chính sau:

• Thành tế bào: Nó cung cấp hình dạng, độ cứng và hỗ trợ cho tế bào. Thành phần của thành tế bào có thể khác nhau ở các sinh vật khác nhau nhưng chủ yếu bao gồm cellulose, pectin, kitin hoặc peptidoglycan. Có trong tế bào thực vật.
• Màng tế bào: Đây là một màng mỏng bán thấm bao quanh tế bào chất. Nó hoạt động như một rào cản của tế bào, điều chỉnh sự ra vào của các chất trong và ngoài tế bào. Lớp này được tạo thành từ hai lớp phospholipid được nhúng trong protein. Trong tế bào thực vật, lớp này nằm bên dưới thành tế bào trong khi ở tế bào động vật, nó là lớp ngoài cùng.
• Nhân: Tế bào nhân thực có nhân được xác định rõ ràng, nơi lưu trữ ADN (vật liệu di truyền), giúp sản xuất tổng hợp protein và ribosome. Nhiễm sắc thể có bên trong nhân, được bao quanh bởi màng nhân. Đây là lớp bi-lipid và kiểm soát sự đi qua của các ion và phân tử.
• Tế bào chất: Tế bào chất là chất lỏng dạng gel chứa đầy bên trong tế bào. Tất cả các bào quan của tế bào đều chìm bên trong tế bào chất. Chức năng chính của nó là cung cấp nền tảng để thực hiện một số hoạt động trao đổi chất quan trọng. Một số bào quan chính của tế bào chất là:
• Ty thể: Được gọi là nhà máy điện của tế bào. Chức năng chính của nó là tạo ra năng lượng dưới dạng ATP. Nó sở hữu DNA cá nhân vẫn trôi nổi trong ma trận bên trong.
• Bộ máy Golgi: Nó bao gồm một chồng nhiều túi dẹt, hình đĩa được gọi là cisternae. Vai trò chính của cơ thể Golgi là đóng gói và vận chuyển thành phần tế bào bên trong và/hoặc bên ngoài tế bào. Đôi khi, chúng cũng có trách nhiệm lưu trữ các vật liệu này.
• Lưới nội chất: Chúng tạo ra một mạng lưới đường ống trong tế bào. Mạng lưới này dẫn các chất chuyển hóa của tế bào đến các bộ phận và vị trí khác nhau của tế bào. Nó vận chuyển lipid, protein và các vật liệu khác qua tế bào. Chúng có hai loại là lưới nội chất trơn và lưới nội chất hạt.
• Lục lạp: Chỉ có ở tảo và thực vật. Vai trò chính của chúng là lưu trữ chất diệp lục cần thiết để thực hiện phản ứng quang hợp. Ngoài ra, chúng còn lưu trữ nhiều sắc tố khác như carotenoid, xanthophyll, v.v. có chức năng cung cấp nhiều màu sắc cho thực vật.
• Ribosome: bào quan nhỏ nhưng quan trọng. Thường có trên bề mặt của lưới nội chất. Chúng hỗ trợ cơ chế tổng hợp protein trong tế bào. Sinh vật nhân chuẩn có ribosome 80S được chia thành hai tiểu đơn vị là 40S và 60S (S là viết tắt của đơn vị Sedverg).
• Bộ khung tế bào: Là bộ khung hỗ trợ của tế bào. Nó bao gồm hai loại sắp xếp – Vi ống và Vi sợi. Trong đó, vi ống là những sợi lớn có đường kính khoảng 24 nanomet (nm), được tạo thành từ một loại protein gọi là tubulin. Các sợi vi mô nhỏ hơn có đường kính 6nm, chúng được tạo thành từ protein gọi là actin.
• Các phần nhô ra của tế bào: Có các phần nhô ra của tế bào trên bề mặt ngoài để di chuyển và bám dính. Hai loại phần phụ chính là – Lông mao: Đây là những cấu trúc nhỏ, mỏng như sợi chỉ. Một sợi có thể chứa hàng ngàn lông mao. Một số tế bào như biểu mô có lông mao, tế bào phế quản, ống dẫn trứng, v.v. có lông mao trên bề mặt của chúng. – Flagella: Chúng là những sợi dài hơn. Chúng thường trông giống như đuôi của tế bào. Tế bào tinh trùng là ví dụ tốt nhất về tế bào mang flagella.
• Bề mặt tế bào: chứa một số thụ thể để gửi và nhận tín hiệu. Glycocalyx là một loại polysaccharide trên bề mặt ngoài cùng của tế bào. Các cấu trúc trên bề mặt này giúp tế bào bám dính, bảo vệ và nhận tín hiệu từ các tế bào khác.
• Lysosome: được sản xuất bởi lưới nội chất và thể Golgi. Chúng được coi là những túi tự tử tiêu hóa mọi thành phần không cần thiết bao gồm các bào quan cũ, mảnh vụn tế bào, các vật thể lạ như mầm bệnh…
• Không bào: là những túi lưu trữ có kích thước lớn của tế bào. Chúng không chỉ lưu trữ các thành phần cần thiết.

Sự khác biệt chính giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực

Sau đây là sự khác biệt cơ bản giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực:

• Tế bào nhân sơ là loại tế bào nguyên thủy, có kích thước thay đổi từ 0,5-3µm, chúng thường được tìm thấy trong các sinh vật đơn bào. Trong khi tế bào nhân chuẩn có cấu trúc tế bào hiện đại chứa các thành phần khác nhau trong đó, kích thước của chúng thay đổi từ 2-100µm, chúng được tìm thấy trong các sinh vật đa bào.
• Các bào quan như ty thể, ribosome, thể Golgi, lưới nội chất, thành tế bào, lục lạp, v.v. không có trong tế bào nhân sơ, trong khi các bào quan này có trong sinh vật nhân chuẩn. Mặc dù thành tế bào và lục lạp không có trong tế bào động vật, nhưng có trong tế bào thực vật xanh, một số vi khuẩn và tảo.
• Yếu tố chính phân biệt giữa tế bào nhân sơ và nhân thực là sự hiện diện của nhân. Tế bào nhân sơ không có cấu trúc được xác định rõ ràng để lưu trữ vật liệu di truyền. Vật liệu di truyền vẫn bị thương chặt ở một nơi gọi là nhân. Ngược lại, tế bào nhân thực có nhân xác định để lưu trữ vật liệu di truyền.
• Ở sinh vật nhân sơ, sự phân chia tế bào diễn ra thông qua tiếp hợp, chuyển đổi, chuyển nạp nhưng ở sinh vật nhân thực, sự phân chia tế bào diễn ra thông qua quá trình phân chia tế bào.
• Quá trình phiên mã và dịch mã diễn ra cùng nhau, và có một điểm khởi đầu sao chép duy nhất trong tế bào nhân sơ. Mặt khác, có nhiều điểm khởi đầu sao chép và phiên mã diễn ra trong nhân và dịch mã ở sinh vật nhân chuẩn.
• Vật liệu di truyền ở sinh vật nhân sơ có dạng vòng và mạch kép, nhưng ở sinh vật nhân thực, vật liệu di truyền chủ yếu có dạng tuyến tính và mạch kép.
• Sinh vật nhân sơ sinh sản vô tính; sinh vật nhân thực thường có hình thức sinh sản hữu tính.
• Sinh vật nhân sơ là loại tế bào đơn giản nhất, nhỏ nhất và phổ biến nhất trên trái đất; sinh vật nhân thực là loại tế bào lớn hơn và phức tạp hơn.

Tổng kết lại:

Tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống, chịu trách nhiệm cho mọi hoạt động sinh học của sinh vật sống dù là prokaryote hay eukaryote. Cả hai loại tế bào này đều có vai trò khác nhau, như prokaryote là loại tế bào cơ bản nên chúng không có nhân thích hợp và các bào quan khác, vốn có rất nhiều ở eukaryote, vì đây là những tế bào tiến hóa và tiên tiến.