تفاوت پروکاریوت و یوکاریوت؛ سفری به اعماق مهندسی سلولی و اسرار حیات
به گزارش جام پارسی، دنیای میکروسکوپی پیرامون ما، داستانی به قدمت میلیاردها سال را در دل خود پنهان نموده است؛ داستانی که با یک تقسیم بندی بنیادین شروع می گردد: مرز میان سادگی و پیچیدگی. وقتی از تفاوت پروکاریوت (Prokaryote) و یوکاریوت (Eukaryote) صحبت می کنیم، در واقع در حال آنالیز نقشه ای هستیم که حیات بر اساس آن شکل گرفته است. تصور کنید در یک سو، کلبه های کوچک و کارآمدی قرار دارند که تمام فعالیت های زندگی در یک اتاق واحد انجام می گردد و در سوی دیگر، عمارت های مجلل و هوشمندی که هر بخش آن به یک وظیفه خاص اختصاص یافته است. این همان تفاوت اصلی میان باکتری های سرسخت و سلول های بدن انسان، گیاهان و قارچ هاست.
درک این تمایز تنها یک بحث خشک علمی نیست، بلکه کلیدی برای فهم چگونگی تکامل جانداران، نحوه عملکرد داروها و حتی آینده مهندسی ژنتیک محسوب می شود. در این مقاله، قرار است از پوسته ظاهری این سلول ها عبور کنیم و با نگاهی تازه به آنالیز ساختارهایی بپردازیم که شاید در نگاه اول دیده نشوند، اما نبض تپنده زیست شناسی مدرن هستند. از چگونگی بسته بندی DNA گرفته تا معماری پیچیده غشاهای درونی، هر جزئیات کوچک، حقیقتی بزرگ را درباره بقای موجودات فاش می نماید.
1- معماری بنیادین؛ مرز میان نظم و آشوب در فضای سلولی
در نگاه نخست به یک سلول پروکاریوتی، شاید تصور کنید با ساختاری بی نظم روبه رو هستید، اما واقعیت این است که پروکاریوت ها مظهر بهره وری در فضای محدود هستند. واژه پروکاریوت که از ریشه یونانی به معنای پیش هسته گرفته شده، به جاندارانی اشاره دارد که ماده ژنتیکی آن ها درون یک غشای محافظ قرار نگرفته است. در این سلول ها، DNA به صورت آزادانه در ناحیه ای به نام نوکلئوئید (Nucleoid) غوطه ور است. این سادگی ساختاری به آن ها اجازه می دهد با سرعتی خیره نماینده تکثیر شوند و در سخت ترین شرایط محیطی، از چشمه های آب گرم اسیدی تا اعماق یخ های قطبی، دوام بیاورند.
یک نکته کنجکاوی برانگیز:
باکتری ها به عنوان شاخص ترین پروکاریوت ها، چنان سرعت تکثیری دارند که بعضی گونه ها می توانند تنها در عرض 20 دقیقه جمعیت خود را دو برابر نمایند؛ قابلیتی که یوکاریوت های پیچیده هرگز به آن دست نخواهند یافت.
در مقابل، سلول های یوکاریوتی مانند یک شهر پیشرفته با منطقه ها تخصصی عمل می نمایند. وجود هسته (Nucleus) محصور در غشا، مهم ترین وجه تمایز آن هاست. این هسته مانند یک کتابخانه فوق امنیتی، دستورالعمل های حیات را از گزند واکنش های شیمیایی سیتوپلاسم در امان نگه می دارد. یوکاریوت ها با بهره گیری از اندامک های غشادار، توانسته اند وظایف حیاتی مانند فراوری انرژی، سنتز پروتئین و دفع پسماند را در فضاهای مجزا انجام دهند. این تقسیم کار، اجازه داده است تا سلول های یوکاریوتی به ابعادی بسیار بزرگتر از همتایان پروکاریوتی خود دست یابند و موجودات پرسلولی پیچیده ای همانند انسان را پدید آورند.
2- تقابل ژنتیکی؛ از حلقه های ساده تا رشته های در هم تنیده
تفاوت در شیوه ذخیره سازی و مدیریت اطلاعات ژنتیکی، یکی از مجذوب کننده ترین بخش های مقایسه این دو نوع سلول است. در پروکاریوت ها، معمولاً با یک مولکول DNA حلقوی (Circular DNA) روبرو هستیم که به صورت فشرده در مرکز سلول قرار گرفته است. این جانداران بعلاوه دارای قطعات کوچک و مستقلی از DNA به نام پلاسمید (Plasmid) هستند. پلاسمیدها مانند کارت های حافظه جانبی عمل می نمایند که حاوی کدهای ویژه ای مثل مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها هستند و می توانند به راحتی بین سلول ها جابه جا شوند؛ فرآیندی که شرح دهنده توسعه سریع مقاومت های دارویی در دنیا امروز است.
یوکاریوت ها اما استراتژی متفاوتی را برگزیده اند. DNA آن ها به صورت خطی (Linear DNA) است و به دور پروتئین هایی به نام هیستون (Histone) پیچیده شده تا کروموزوم های منظمی را تشکیل دهد. این ساختار پیچیده، امکان کنترل بسیار دقیق تر بر بیان ژن ها را فراهم می نماید. جالب است بدانید که فرآیند نسخه برداری و ترجمه پروتئین در پروکاریوت ها تقریباً همزمان و در یک مکان انجام می شود، اما در یوکاریوت ها، این دو فرآیند به وسیله غشای هسته از هم جدا شده اند؛ نسخه برداری در داخل هسته و ترجمه در سیتوپلاسم. این وقفه زمانی و مکانی به سلول های یوکاریوتی فرصت می دهد تا اطلاعات ژنتیکی را پیش از تبدیل شدن به پروتئین، ویرایش و بازبینی نمایند.
3- اندامک های غشادار؛ کارخانه های تخصصی درون سلولی
اگر سیتوپلاسم سلول را به یک کارخانه تشبیه کنیم، پروکاریوت ها مانند کارگاه های کوچکی هستند که همه دستگاه ها در یک سالن کنار هم کار می نمایند. آن ها فاقد اندامک های غشادار پیچیده هستند. فرآیندهای حیاتی مانند تنفس سلولی یا فتوسنتز در پروکاریوت ها، به جای اندامک های خاص، اغلب در سطح غشای پلاسمایی سلول انجام می شود. این محدودیت ساختاری باعث شده است که مقدار سلول های پروکاریوتی به طور میانگین بین 1 تا 5 میکرومتر باقی بماند، زیرا تبادل مواد در حجم های بزرگتر بدون وجود سیستم های انتقال داخلی برای آن ها غیرممکن است.
در طرف دیگر، یوکاریوت ها با ابداع اندامک هایی مثل میتوکندری (Mitochondria) و کلروپلاست (Chloroplast)، انقلابی در بهره وری انرژی ایجاد کردند. میتوکندری ها که به عنوان نیروگاه سلول شناخته می شوند، با داشتن غشاهای در هم پیچیده، سطح وسیعی را برای فراوری ATP فراهم می نمایند. شبکه آندوپلاسمی و دستگاه گلژی نیز به عنوان سیستم های بسته بندی و لجستیک، جابه جایی مولکول های بزرگ را در فضای وسیع سلول (که گاهی تا 100 میکرومتر یا بیشتر می رسد) مدیریت می نمایند. این تخصص گرایی نه تنها باعث افزایش مقدار، بلکه منجر به پیدایش تنوع بی نظیر در عملکرد سلول ها شده است.
4- ریبوزوم ها؛ شباهتی در خدمت تفاوت ها
شاید بپرسید آیا این دو دنیای متفاوت، هیچ نقطه اشتراکی دارند؟ بله، ریبوزوم ها (Ribosomes) یکی از معدود ساختارهایی هستند که در هر دو نوع سلول یافت می شوند، چرا که پروتئین سازی لازمه انکارناپذیر حیات است. با این حال، حتی در اینجا هم تفاوت های ظریفی وجود دارد. ریبوزوم های پروکاریوتی کوچک تر و سبک تر هستند (نوع 70S)، در حالی که ریبوزوم های یوکاریوتی بزرگ تر و پیچیده تر طراحی شده اند (نوع 80S). این تفاوت فیزیکی ساده، یکی از بزرگترین دستاوردهای پزشکی را ممکن ساخته است.
بسیاری از آنتی بیوتیک های مدرن بر اساس همین تفاوت ابعاد ساخته شده اند. آن ها طوری طراحی شده اند که فقط به ریبوزوم های 70S باکتری ها حمله نمایند و مانع پروتئین سازی آن ها شوند، بدون اینکه به ریبوزوم های 80S سلول های بدن ما آسیبی برسانند. این نشان می دهد که چگونه مطالعه دقیق تفاوت پروکاریوت و یوکاریوت می تواند مستقیماً با سلامت و بقای ما گره بخورد. علاوه بر ریبوزوم، هر دو سلول دارای غشای پلاسمایی و سیتوپلاسم هستند که چارچوب اصلی فعالیت های بیوشیمیایی آن ها را تشکیل می دهد.
5- معماری دیواره سلولی؛ زرهی برای بقا در محیط های متخاصم
یکی از تفاوت های کلیدی که مرز میان این دو قلمرو را پررنگ تر می نماید، ساختار شیمیایی دیواره سلولی است. در دنیای پروکاریوت ها، بیشتر باکتری ها از یک ترکیب منحصربه فرد به نام پپتیدوگلیکان (Peptidoglycan) برای ساختن دیواره خود استفاده می نمایند. این شبکه توری مانند از قندها و آمینواسیدها، چنان استحکامی به سلول می دهد که می تواند فشار اسمزی (Osmotic pressure) بسیار بالا را تحمل کند. جالب است بدانید که تفاوت در ضخامت همین لایه پپتیدوگلیکانی، اساس آزمایش معروف رنگ آمیزی گرم است که پزشکان برای تشخیص نوع باکتری و تجویز داروی مناسب از آن استفاده می نمایند.
شاید نشنیده باشید:
آرکی ها (Archaea) که دسته ای از پروکاریوت های باستانی هستند، دیواره ای فاقد پپتیدوگلیکان دارند. این ویژگی به همراه ساختار متفاوت غشای آن ها باعث شده تا بتوانند در شرایطی مثل دهانه های آتشفشانی که هر موجود دیگری را ذوب می نماید، به راحتی زندگی نمایند.
در مقابل، در دنیای یوکاریوت ها شرایط کاملاً فرق دارد. سلول های جانوری به طور کلی فاقد دیواره سلولی هستند که همین موضوع به آن ها اجازه می دهد شکل های متنوعی به خود بگیرند و سیستم های حرکتی پیچیده ای داشته باشند. اما گیاهان از سلولز (Cellulose) و قارچ ها از کیتین (Chitin) برای ساخت دیواره استفاده می نمایند. این تفاوت شیمیایی در ساختار دیواره، نشان دهنده مسیرهای تکاملی کاملاً مجزایی است که این موجودات پیموده اند. در حالی که دیواره پروکاریوتی عمدتاً نقش حفاظتی دارد، دیواره یوکاریوتی در گیاهان نقش ساختاری برای ایستادگی در برابر جاذبه را نیز ایفا می نماید.
6- فرضیه درون همزیستی؛ وقتی دشمنان قدیمی به شرکای ابدی تبدیل شدند
چگونه یک سلول پروکاریوت ساده توانست به یک یوکاریوت پیچیده تبدیل شود؟ پاسخ این پرسش در یکی از زیباترین نظریات زیست شناسی به نام فرضیه درون همزیستی (Endosymbiotic theory) نهفته است. طبق پژوهش های نوین، حدود 1.5 تا 2 میلیارد سال پیش، یک سلول بزرگ اولیه، یک باکتری کوچک هوازی را بلعید. اما به جای هضم کردن آن، با او وارد یک معامله سودآور شد: باکتری کوچک انرژی فراوری می کرد و سلول بزرگ پناهگاه و مواد مغذی فراهم می آورد. این باکتری های بلعیده شده، امروزه همان میتوکندری های درون سلول های ما هستند.
شواهد این ادعا خیره نماینده است. میتوکندری ها و کلروپلاست ها هنوز هم DNA حلقوی مشابه باکتری ها دارند، ریبوزوم های آن ها از نوع 70S (پروکاریوتی) است و به روشی مشابه باکتری ها یعنی تقسیم دوتایی تکثیر می شوند. این بدان معناست که ما در اعماق سلول های یوکاریوتی خود، بقایای زنده پروکاریوت های باستانی را حمل می کنیم. این جهش تکاملی، نقطه پرتاب حیات از موجودات تک سلولی ساده به سمت جانداران پرسلولی و بافت های تخصصی بود که بدون آن، هرگز هوش و آگاهی انسانی پدید نمی آمد.
7- سیستم های حرکتی؛ تقابل موتورهای چرخشی و پاروهای ظریف
حرکت در دنیای میکروسکوپی، چالش های فیزیکی خاص خود را دارد. پروکاریوت ها برای جابه جایی اغلب از ساختاری به نام تاژک (Flagella) استفاده می نمایند. اما تاژک پروکاریوتی در واقع یک موتور چرخشی پروتئینی است که با جریان یون ها کار می نماید و مانند پروانه یک قایق موتوری می چرخد. این تاژک ها از پروتئینی به نام فلاژلین ساخته شده اند و ساختاری بسیار ساده اما فوق العاده کارآمد دارند که باکتری را با سرعتی معادل چندین برابر طول بدنش در ثانیه، به جلو می راند.
در یوکاریوت ها، تاژک ها و مژک ها (Cilia) ساختار بسیار پیچیده تری دارند. آن ها به جای چرخش، با الگوی ضربانی یا شلاقی حرکت می نمایند. درون این ساختارها، آرایش منظمی از لوله های پروتئینی به نام میکروتوبول (Microtubule) وجود دارد که با صرف انرژی ATP روی هم می لغزند. تفاوت دیگر این است که تاژک یوکاریوتی به وسیله غشای سلولی پوشانده شده است، در حالی که تاژک پروکاریوتی خارج از غشا قرار گرفته است. این تفاوت در مکانیسم حرکتی، نشان دهنده دو راه چاره کاملاً متفاوت مهندسی برای یک احتیاج مشترک یعنی بقا به وسیله جابه جایی است.
8- تقسیم سلولی؛ از سرعت سرسام آور تا پایکوبی منظم کروموزوم ها
فرآیند فراوریمثل در پروکاریوت ها، ساده و سریع است و به آن تقسیم دوتایی (Binary Fission) می گویند. در این روش، تنها کروموزوم حلقوی تکثیر می شود و سلول از وسط به دو نیم تقسیم می شود. کل این فرآیند به قدری سریع است که مجال چندانی برای تنوع ژنتیکی باقی نمی گذارد، مگر به وسیله جهش های تصادفی یا تبادل پلازمیدها. این سرعت بالا، استراتژی پروکاریوت ها برای تسخیر سریع محیط های تازه است.
در مقابل، یوکاریوت ها فرآیند بسیار پیچیده تری به نام میتوز (Mitosis) و میوز (Meiosis) را ابداع نموده اند. به علت وجود چندین کروموزوم خطی و هسته، سلول باید با دقتی وسواس گونه ابتدا غشای هسته را از بین ببرد، کروموزوم ها را با یاری دوک های میتوزی به صف کند و سپس آن ها را به طور مساوی بین دو سلول تازه تقسیم نماید. این فرآیند اگرچه زمان بر است، اما تضمین می نماید که هر سلول تازه دقیقاً همان محتوای اطلاعاتی پیچیده را دریافت کند. بعلاوه فرآیند میوز در یوکاریوت ها، امکان ترکیب مجدد ژن ها و پیدایش تنوعی بی نظیر در نسل های بعدی را فراهم می آورد که زیربنای تنوع زیستی در سیاره زمین است.
9- کاربردهای نوین؛ وقتی تفاوت ها به ابزار درمان تبدیل می شوند
امروزه شناخت تفاوت های ساختاری پروکاریوت ها و یوکاریوت ها فراتر از کتاب های درسی رفته و به قلب فناوری های زیستی نفوذ نموده است. مهندسان ژنتیک با بهره گیری از سیستم ایمنی باکتری ها (که یک ساختار پروکاریوتی است)، تکنولوژی کریسپر (CRISPR) را برای ویرایش ژنوم انسان (که یک ساختار یوکاریوتی است) توسعه داده اند. بعلاوه، در فراوری داروهای پروتئینی مانند انسولین، از باکتری ها به عنوان کارخانه های کوچک استفاده می شود؛ زیرا سادگی ساختار پروکاریوتی آن ها اجازه می دهد تا ژن های انسانی را در بدن آن ها کاشته و با سرعت بالا محصول مورد نظر را استخراج کنیم. طبق پژوهش های نوین، درک دقیق مکانیسم های ترشح پروتئین در این دو نوع سلول، راه را برای فراوری واکسن های نسل تازه و درمان های هدفمند سرطان هموار نموده است.
نتیجه گیری
تفاوت پروکاریوت و یوکاریوت تنها در داشتن یا نداشتن یک هسته ساده خلاصه نمی شود؛ این تمایز بیانگر دو استراتژی کاملاً متفاوت برای بقاست. پروکاریوت ها با تکیه بر سادگی، سرعت تکثیر بالا و انعطاف پذیری متابولیک، فرمانروایان محیط های سخت هستند. در مقابل، یوکاریوت ها با ایجاد نظم درونی، اندامک های تخصصی و مدیریت پیچیده ژنتیکی، امکان پیدایش حیات پرسلولی و هوشمند را فراهم کردند. شناخت این تفاوت ها نه تنها به ما در درک ریشه های حیات یاری می نماید، بلکه ابزاری قدرتمند برای پیشرفت در علوم پزشکی، داروسازی و مهندسی زیستی در دنیای امروز محسوب می شود.
سوالات متداول (Smart FAQ)
1. آیا ممکن است یک عفونت باکتریایی مستقیماً به DNA هسته سلول های ما آسیب بزند؟
به طور معمول باکتری ها به علت نداشتن آنزیم های ورود به هسته، نمی توانند مستقیماً به DNA یوکاریوتی دسترسی پیدا نمایند. با این حال، بعضی باکتری های خاص با ترشح سموم یا ایجاد التهاب مزمن می توانند باعث ناپایداری ژنتیکی در سلول میزبان شوند. این فرآیند در درازمدت ممکن است خطر جهش های منجر به سرطان را افزایش دهد.
2. چرا آنتی بیوتیک ها روی ویروس ها بی اثر هستند اما باکتری ها را از بین می برند؟
آنتی بیوتیک ها ساختارهای خاص سلولی مانند دیواره پپتیدوگلیکانی یا ریبوزوم های پروکاریوتی را هدف قرار می دهند که در ویروس ها وجود ندارد. ویروس ها اصلاً سلول نیستند و برای بقا به ماشین آلات سلول میزبان وابسته هستند. بنابراین، دارویی که ساختار سلول باکتری را تخریب می نماید، تأثیری بر قطعات پروتئینی و ژنتیکی ویروس نخواهد داشت.
3. آیا مصرف بیش از حد آنتی بیوتیک می تواند به میتوکندری های بدن ما آسیب بزند؟
به علت شباهت زیاد میتوکندری به باکتری ها (طبق نظریه درون همزیستی)، بعضی آنتی بیوتیک های قوی ممکن است بر عملکرد این اندامک ها تأثیر منفی بگذارند. این موضوع معمولاً با خستگی شدید یا ضعف عضلانی در دوره های طولانی درمان ظاهر می شود. پزشکان همواره دوز دارو را طوری تنظیم می نمایند که کمترین تداخل با سیستم انرژی رسانی سلول های یوکاریوتی ایجاد شود.
4. با توجه به تحقیقات نوین، آیا نانوروبات ها می توانند جایگزین عملکرد اندامک ها در سلول شوند؟
در حال حاضر محققان در حال طراحی نانوساختارهایی هستند که می توانند مانند میتوکندری های مصنوعی، انرژی سلول را در موارد بیماری های خاص تأمین نمایند. این فناوری با هدف ترمیم سلول های یوکاریوتی آسیب دیده و افزایش طول عمر بافت های حیاتی در حال توسعه است. انتظار می رود این سیستم ها بتوانند نقص های ژنتیکی اندامک ها را بدون احتیاج به تغییر در هسته سلول جبران نمایند.
5. آیا ادعای وجود باکتری های جاودانه از نظر علمی صحت دارد؟
بعضی پروکاریوت ها با تشکیل هاگ (Endospore) می توانند میلیون ها سال در شرایط خواب باقی بمانند و در برابر اشعه و حرارت مطلق مقاومت نمایند. این حالت نوعی زندگی تعلیق یافته است که با مفهوم جاودانگی بیولوژیک در یوکاریوت ها فرق دارد. این توانایی شگفت انگیز تنها به علت سادگی ساختاری و غشاهای فوق مقاوم آن ها امکان پذیر شده است.
6. چرا سلول های یوکاریوتی برخلاف باکتری ها نمی توانند نیتروژن هوا را مستقیماً جذب نمایند؟
تثبیت نیتروژن احتیاجمند آنزیم نیتروژناز است که به اکسیژن بسیار حساس بوده و فقط در بعضی پروکاریوت ها تکامل یافته است. سلول های یوکاریوتی به علت محیط پر از اکسیژن سیتوپلاسم و ساختار پیچیده، امکان نگهداری این آنزیم را ندارند. به همین علت گیاهان یوکاریوت برای تأمین نیتروژن به همزیستی با باکتری های پروکاریوت وابسته هستند.
7. آیا پلازمیدهای باکتریایی می توانند به صورت طبیعی وارد سلول های بدن انسان شوند؟
انتقال افقی ژن به طور طبیعی بین پروکاریوت و یوکاریوت بسیار نادر است، اما در آزمایشگاه از پلازمیدها به عنوان خودروهای انتقال ژن (Vector) برای ژن درمانی استفاده می شود. این پلازمیدها طوری مهندسی می شوند که بتوانند از غشای سلول و هسته یوکاریوتی عبور نموده و ژن سالم را جایگزین نمایند. این روش یکی از امیدهای اصلی برای درمان بیماری های ژنتیکی صعب العلاج است.
8. آیا باکتری های روده (میکروبیوم) هم یوکاریوت هستند؟
بیشتریت قاطع میکروب های روده ما پروکاریوت هستند که در یک همزیستی پیچیده با سلول های یوکاریوتی بدن زندگی می نمایند. این پروکاریوت ها نقش حیاتی در هضم غذا، فراوری ویتامین ها و حتی تنظیم خلق وخو ایفا می نمایند. تعادل میان این دو نوع سلول متفاوت در بدن ما، ضامن اصلی سلامت عمومی است.
9. چرا سرطان فقط در جانداران یوکاریوتی دیده می شود؟
سرطان در اصل اختلال در سیستم کنترل تقسیم سلولی در موجودات پرسلولی است که از سلول های یوکاریوتی ساخته شده اند. پروکاریوت ها چون تک سلولی هستند و سیستم های کنترلی پیچیده بافت محور ندارند، دچار سرطان به معنای پزشکی نمی شوند. در یوکاریوت ها، نقص در ارتباط بین سلول ها منجر به رشد بی رویه و تومور می شود.
10. آیا ساختار سیتوپلاسم در این دو سلول از نظر غلظت فرق دارد؟
سیتوپلاسم پروکاریوت ها به علت تراکم بالای ریبوزوم ها و مولکول های معلق، حالتی بسیار غلیظ و ژله مانند دارد که حرکت مولکول ها را محدود می نماید. در یوکاریوت ها، وجود اسکلت سلولی (Cytoskeleton) سازمان یافته اجازه می دهد که سیتوپلاسم سیال تر بوده و مواد به صورت فعال جابه جا شوند. این تفاوت فیزیکی، سرعت واکنش های بیوشیمیایی را در هر دو گروه بهینه می نماید.
11. آیا یوکاریوت ها هم می توانند مانند باکتری ها از محیط پیرامون DNA جذب نمایند؟
این فرآیند که در باکتری ها ترانسفورماسیون نامیده می شود، در یوکاریوت های پرسلولی به صورت طبیعی برای تغییر صفات رخ نمی دهد. با این حال، بعضی آغازیان تک سلولی یوکاریوتی می توانند قطعات ژنتیکی را از محیط بگیرند. غشای هسته در یوکاریوت های عالی تر به عنوان یک سد حفاظتی عمل می نماید تا از ورود کدهای بیگانه به ذخیره ژنتیکی اصلی جلوگیری شود.
12. تفاوت اصلی در طول عمر DNA پروکاریوتی و یوکاریوتی چیست؟
DNA پروکاریوتی به علت نداشتن پوشش حفاظتی و تلومر (Telomere)، در معرض آسیب های محیطی بیشتری قرار گرفته است اما سریع تر بازسازی می شود. در یوکاریوت ها، انتهای کروموزوم ها دارای تلومر است که با هر بار تقسیم کوتاه تر می شود و به عنوان ساعت بیولوژیک عمر سلول عمل می نماید. فقدان این ساختار در پروکاریوت های حلقوی، یکی از دلایل تفاوت بنیادین در فرآیند پیری سلولی آن هاست.
13. آیا پروکاریوت ها هم سیستم عصبی یا حسی دارند؟
پروکاریوت ها سیستم عصبی ندارند، اما به وسیله فرآیندی به نام حد نصاب احساس (Quorum Sensing) با هم ارتباط شیمیایی برقرار می نمایند. آن ها می توانند تراکم جمعیت خود را حس نموده و رفتارهای گروهی مثل حمله به میزبان یا تشکیل کلونی را هماهنگ نمایند. این نوع هوش جمعی، جایگزین نبود سیستم های پیچیده عصبی یوکاریوتی شده است.
14. آیا در آینده امکان دارد مرز بین پروکاریوت و یوکاریوت با مهندسی ژنتیک از بین برود؟
دانشمندان در حال حاضر روی پروژه های سلول های هیبریدی کار می نمایند که ویژگی های هر دو گروه را داشته باشند، مانند باکتری هایی که هسته مصنوعی دارند. هدف از این کار، ایجاد ابرسلول هایی برای پاکسازی محیط زیست یا فراوری سوخت های زیستی با بازدهی یوکاریوتی و سرعت پروکاریوتی است. این مرز اگرچه در طبیعت پایدار است، اما در دنیای بیوتکنولوژی هر روز کمرنگ تر می شود.
تجربه شما از دنیای شگفت انگیز سلول ها چیست؟
به نظر شما کدام ویژگی سلول های یوکاریوتی باعث شده تا جانداران پیچیده ای مثل ما پدید بیایند؟ آیا فکر می کنید سادگی پروکاریوت ها در نهایت بر پیچیدگی یوکاریوت ها پیروز خواهد شد؟ نظرات و سوالات خود را در بخش دیدگاه ها با ما به اشتراک بگذارید تا در کنار هم به درک عمیق تری از اسرار حیات دست یابیم.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
با بیش از 20 سال نویسندگی ترکیبی مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران