نخستین سلول های یوکاریوتی - سلول هایی با هسته و اندام های غشاء داخلی است احتمالا حدود 2 میلیارد سال پیش تکامل یافته است. این توسط نظریه endosymbioticتوضیح داده شده است
1- تکامل سلولهای یوکاریوتی
همانطور که زندگی روی زمین شروع به تکامل کرد و پیچیده تر شد، سلول ساده تر پروتئین به نام پروکاریوت تغییراتی در طی مدت زمان طولانی برای تبدیل به سلول های یوکاریوتی داد. یوکاریوت ها پیچیده تر هستند و قطعات بیشتری از پروکاریوت ها دارند. برای زنده ماندن چندین جهش صورت گرفت تا تبدیل به یوکاریوت شود.
دانشمندان معتقدند که سفر از پروکاریوت به یوکاریوت نتیجه تغییرات کوچک در ساختار و عملکرد در طول دوره های بسیار طولانی است. پیشرفت منطقی تغییر برای این سلول ها برای پیچیده تر شدن وجود دارد. هنگامی که سلول های یوکاریوتی به وجود آمد، آنها شروع به تشکیل کلونی ها و در نهایت ارگانیسم های چند سلولی با سلول های اختصاصی کردند.
چگونه این سلول های پیچیده یوکاریوتی در طبیعت ظاهر می شوند؟
2-سطح خارجی انعطاف پذیر
بیشتر ارگانیزمهای تک سلولی دیواره سلولی را در اطراف غشاهای پلاسما خود دارند تا آنها را از خطرات محیطی محافظت کند. بسیاری از پروکاریوت ها، مانند انواع خاصی از باکتری ها، نیز توسط یک لایه محافظ دیگری احاطه شده است .بیشتر فسیل های پروکاریوتی از دوره زمانی پرکامبرین Precambrianباسیل یا میله ای شکل با دیواره سلولی بسیار سخت که در اطراف پروکاریوت قرار دارد.
در حالی که برخی از سلول های یوکاریوتی مانند سلول های گیاهی هنوز دیواره سلولی دارند، اما بسیاری از آنها فاقد آن است . این بدان معنی است که دربرخی از زمان ها در طول تاریخ تکاملی پروکاریوت، دیواره های سلولی مورد نیازاز بین رفته یا حداقل انعطاف پذیر تر شدن. مرز بیرونی انعطاف پذیر در سلول اجازه می دهد تا آن را بیشتر گسترش دهد. Eukaryotes بسیار بزرگتر از سلولهای پروکاریوتی ابتدایی هستند.
مرزهای سلول انعطاف پذیر همچنین می توانند خم شوند تا سطح بیشتری ایجاد کنند. یک سلول با سطح وسیعتری در تبادل مواد مغذی و دفع ضایعات با محیط کارآمد تراست. این همچنین منجر به آوردن یا حذف ذرات به خصوص بزرگ با استفاده از اندوسیتوز یا اگزوسیتوز می شود.
3-ظاهر سیتواسکلتون یا اسکلت سلولی
پروتئین های ساختاری درون یک سلول یوکاریوتی برای ایجاد یک سیستم بنام سیتواسکلتون می باشد. در حالی که اصطلاح "اسکلت" عموما چیزی که به یک شیء شکل می دهد در ذهن تداعی می شود سلول های سیتو دارای بسیاری از توابع مهم دیگر در سلول یوکاریوتی هستند. نه تنها میکروفیلیست هاmicrofilaments، میکروتوبول ها و فیبرهای میانی کمک می کنند که شکل سلول را حفظ کنند، بلکه به طور گسترده ای در میتوز یوکاریوتی، حرکت مواد مغذی و پروتئین استفاده می شود و ارگانل ها را در محل قرار می گیرند.
در طی میتوز(mitosis)، میکروتوبول ها اسپیندل (spindle)را ایجاد می کنند که کروموزوم ها را از هم جدا می کند و به طور مساوی به دو سلول مونث که بعد از تجزیه سلول می رسند، توزیع می کند. این قسمت از سلول های بنیادی به کروماتید های خواهر درسانترومر centromere متصل می شود و آنها را به طور مساوی جدا می کند بنابراین هر سلول حاصل یک کپی دقیق است و حاوی تمام ژن هایی است که برای زنده ماندن وجود دارد.
میکرو فایله ها همچنین به میکروتوبول ها در انتقال مواد مغذی و ضایعات، و همچنین پروتئین های تازه ساخته شده، اطراف بخش های مختلف سلول کمک می کنند. الیاف میانی، اندامک ها و سایر قسمت های سلولی را با جایگذاری آنها در جایی که نیاز دارند، حفظ می کنند..
اگرچه یوکاریوتها( eukaryotes) تنها نوع سلول هایی هستند که دارای سیتواسکلتون هستند، سلول های پروکاریوتی دارای پروتئین هایی هستند که ساختار بسیار نزدیک به آنها هستند که برای ایجاد سیتواسکلت استفاده می شوند. اعتقاد بر این است که این فرم های ابتدایی پروتئین تحت چند جهش قرار می گیرند که آنها را با یکدیگر ترکیب می کنند و قطعات مختلف سیتواسکلتون را تشکیل می دهند.
4- تکامل هسته
بیشترین استفاده از شناسایی یک سلول یوکاریوتی، حضور هسته است. کار اصلی هسته این است که DNA یا اطلاعات ژنتیکی سلول را به خانه بسپاریم. در یک پروکاریوت، DNA فقط در سیتوپلاسم یافت می شود، معمولا حلقه ای شکل است. یوکاریوت ها دارای DNA درون یک پوشش یا لفاف هسته ای هستند که به چندین کروموزوم تقسیم شده اند.
هنگامی که مرز بیرونی سلول انعطاف پذیری باشد می توانست خم شود ، اعتقاد بر این است که حلقه DNA پروکاریوت در نزدیکی آن مرز پیدا شده است. همانطور که خم و انعطاف پذیراست ، DNA را احاطه کرده و به یک پوشش هسته ای اطراف هسته ای که در آن DNA در حال حاضر محافظت می شود تبدیل می شود.
با گذشت زمان، DNA به شکل حلقوی منفرد در یک ساختار محکم تکامل یافته که اکنون آن را کروموزوم می نامیم. این یک سازگاری مطلوب بود بنابراین DNA در طول میتوز یا مایوز درهم پیچیده یا ناهموار نیست. کروموزوم ها بسته به اینکه چه مرحله ای از چرخه سلولی در آن قرار دارد، می تواند به حالت خاموش شدن برسد.
هسته که ظاهر شد، دیگر سیستم های غشای داخلی مانند ریتکولوم (reticulum) اندوپلاسمی و دستگاه گلژی(Golgi )تکامل یافته است. ریبوزوم، که تنها از گونه های آزاد شناور در پروکریت ها بود، اکنون خود را به بخش هایی از سلول اندوپلاسمی متصل می کند تا به مونتاژ و حرکت پروتئین کمک کند.
5- هضم ضایعات
یک سلول بزرگتر، نیاز به مواد مغذی بیشتر و تولید پروتئین بیشتر از طریق رونویسی و ترجمه دارد. البته، همراه با این تغییرات مثبت، مشکل ,ضایعات درون سلول است. با توجه به نیازبرای از بین بردن ضایعات، گام بعدی در تکامل سلول های یوکاریوتی مدرن بود.
انعطاف پذیری سلول ها اکنون انواع مختلفی از حفره ها ایجاد کرده است که می تواند برای ایجاد vacuoles ( فضا یا حفره غشا دار)برای ذرات در داخل و خارج سلول باشد. این نیز چیزی شبیه یک سلول نگهدارنده برای محصولات وضایعات ساخته شده سلول است . با گذشت زمان برخی از این فضا ها vacuoles قادر به نگهداری آنزیم های گوارشی هستند که می تواند ریبوزوم های قدیمی یا آسیب دیده ، پروتئین های ناجورو یا سایر انواع ضایعات را از بین ببرد.
6- درون همزیستی Endosymbiosis
بیشتر قسمت های سلول یوکاریوتی درون یک سلول پروکاریوتی ساخته شد و نیازی به تعامل با سلول های تک سلولی نبود. با این حال، یوکاریوت ها دارای چند عضو اندام بسیار تخصصی هستند که به نظر می رسید سلول های پروکاریوتی خودشان باشند. سلولهای اولیه یوکاریوتی قادر به جذب چیزهایی از طریق اندوسیتوز هستند و برخی از چیزهایی که ممکن است در آنها نفوذ کرده باشند، به نظر می رسد پروکاریوت های کوچکتر هستند.
لین مارگول، تئوری درون همزیستی Endosymbiotic، پیشنهاد کرد که میتوکندری یا بخشی از سلول که انرژی قابل استفاده را می سازد، یک بار پروکاریوت بود که توسط یوکاریوت اولی بلعیده شده اما هضم نشد. به عبارتی تئوری درون همزیستی می گوید میکروارگانیسم ها با خوردن انواعی از سلولهای کوچکتر واجد اندامک های غشا دار شدند این نظریه روش تکامل اندامک های سلول را توضیح می دهد
برخی از یوکاریوت ها می توانند فتوسنتز شوند. این یوکاریوت ها دارای اندام ویژه ای به نام کلرپلاست هستند. شواهدی وجود دارد که کلروپلاست یک پروکریوت بود که شبیه به یک جلبک سبز آبی بود که بسیار شبیه میتوکندری است. هنگامی که بخشی از یوکاریوت بود، یوکاریوت اکنون می تواند مواد غذایی خود را با استفاده از نور خورشید تولید کند.
مطالب مرتبط در سایت دانستنی دردانم:
خون چیست ؟ 
عناصر تشکیل دهنده بدن انسان 
سلول گیاهی 
ژنتیک چیست ؟ 