Эукариотические (ядерные) клетки значительно отличаются от прокариотических (безъядерных). Они приобрели обширное количество новшеств на протяжении периода от двух миллиардов до полутора миллиардов лет назад. Как показано на Рис.6, в основном инновации заключались в более сложной клеточной организации. Современные эукариотические клетки из таких непохожих организмов, как дрожжи (грибы), протисты, растения и животные крайне сходны между собой по своему внутреннему устройству. Из этого можно сделать вывод, что их общий предок эволюционировал в широком спектре самых разных внешних условий, в котором на сегодняшний день живут его потомки. Появление первой эукариотической клетки стало главным и основательным успехом. Из-за сходства между генами человека и генами более примитивных организмов, более простые организмы, к примеру, могут быть использованы в качестве моделей для испытания лекарств. Которые затем применяются непосредственно для лечения людей. В процесс “изобретения” эукариотических клеток был вовлечен целый ряд характерных новшеств. Наиболее удивительные черты эукариотов – это их размер и сложность. Ядерные клетки заметно больше бактериальных по объему: от ста до тысячи раз. У них есть многочисленные внутренние мембраны, которые выстилают маленькие отсеки, называемые органеллами ( “маленькими органами”). Органеллы специализированы на выполнение разнообразных функций. ДНК расположена в одной из таких органелл, клеточном ядре. Все РНК копируются с ДНК именно в нем. Подобная специализация малых отсеков клеточного объема была почти невозможна в небольших размерах прокариотических клеток. Более того, в эукариотических клетках содержится большее количество ДНК, в сравнении с прокариотами. К примеру, желудочная бактерия E.coli насчитывает около 4300 генов, тогда как дрожжи – 6300, а человек – 22500. Количество ДНК, не кодирующей РНК и порой называемой мусорной ДНК (довольно опасный термин для вещей, которые непонятны), у эукариотов также намного больше. Таким образом, отношение размера генома (количества нуклеотидных оснований) к количеству генов у сложных животных в сто раз больше в сравнении с бактериями. У эукариотических клеток развилась способность поглощать большие частицы еды, тогда как бактерии, окруженные твердой оболочкой для поддержания формы, вынуждены выделять пищеварительные энзимы во внешнее окружение. В отсутствие твердых “окружающих стенок” форма клетки эукариотов обеспечивается за счет распределенного цитоскелета (клеточного скелета). Он представляет собой динамическую, перестраивающуюся структуру и способен принимать многочисленные конфигурации. Наряду с цитоскелетом, форму клетки поддерживают молекулярные насосы, закачивающие или выкачивающие из ее объема малые ионы (вроде Na+). Их роль заключается в предотвращении разрыва оболочки из-за разницы осмотического давления. После поглощения частицы еды эукариотическая клетка заключает ее в пузырек, окруженный мембраной (везикулу) и транспортирует везикулу внутри цитоплазмы. Эти обособленные отсеки в виде пузырьков, в дальнейшем внутри клетки используются по прямому назначению, сливаясь с другими пузырьками, содержащими пищеварительные энзимы. Число “отсеков”, их природа, размер и функции у разных организмов отличаются. Однако основные механизмы их образования и обмена веществ между отсеками, появились около двух миллиардов лет назад у самых ранних эукариотических предков в результате эволюции.
