A medida que la vida en la Tierra comenzó a sufrir evolución y volverse más complejo, cuanto más simple tipo de celda llamado procariota sufrió varios cambios durante un largo período de tiempo para convertirse en células eucariotas. Los eucariotas son más complejos y tienen muchas más partes que los procariotas. Tomó varios mutaciones y sobreviviendo seleccion natural para que los eucariotas evolucionen y se vuelvan frecuentes.
Los científicos creen que el viaje de procariotas a eucariotas fue el resultado de pequeños cambios en la estructura y la función durante períodos de tiempo muy largos. Hay una progresión lógica de cambio para que estas células se vuelvan más complejas. Una vez que las células eucariotas han aparecido, pueden comenzar a formar colonias y eventualmente organismos multicelulares con células especializadas.
La mayoría de los organismos unicelulares tienen una pared celular alrededor de sus membranas plasmáticas para protegerlos de los peligros ambientales. Muchos procariotas, como ciertos tipos de bacterias, también están encapsulados por otra capa protectora que también les permite adherirse a las superficies. La mayoría de los fósiles procariotas del
Lapso de tiempo precámbrico son bacilos, o en forma de varilla, con una pared celular muy resistente que rodea al procariota.Mientras que algunas células eucariotas, como las células vegetales, todavía tienen paredes celulares, muchas no. Esto significa que en algún momento durante la historia evolutiva de la procariota, las paredes celulares necesitaban desaparecer o al menos volverse más flexibles. Un límite externo flexible en una celda le permite expandirse más. Los eucariotas son mucho más grandes que las células procariotas más primitivas.
Los límites de celdas flexibles también pueden doblarse y doblarse para crear más área de superficie. Una célula con una mayor área de superficie es más eficiente en el intercambio de nutrientes y desechos con su entorno. También es un beneficio incorporar o eliminar partículas particularmente grandes utilizando endocitosis o exocitosis.
Las proteínas estructurales dentro de una célula eucariota se unen para crear un sistema conocido como el citoesqueleto. Si bien el término "esqueleto" generalmente recuerda algo que crea la forma de un objeto, el citoesqueleto tiene muchas otras funciones importantes dentro de una célula eucariota. Los microfilamentos, los microtúbulos y las fibras intermedias no solo ayudan a mantener la forma de la célula, sino que también se usan ampliamente en eucariotas. mitosis, movimiento de nutrientes y proteínas, y anclaje de orgánulos en su lugar.
Durante la mitosis, los microtúbulos forman el huso que tira del cromosomas aparte y los distribuye por igual a las dos células hijas que resultan después de que la célula se divide. Esta parte del citoesqueleto se une a las cromátidas hermanas en el centrómero y las separa de manera uniforme, por lo que cada célula resultante es una copia exacta y contiene todos los genes que necesita para sobrevivir.
Los microfilamentos también ayudan a los microtúbulos a mover nutrientes y desechos, así como proteínas recién hechas, a diferentes partes de la célula. Las fibras intermedias mantienen los orgánulos y otras partes celulares en su lugar al anclarlos donde deben estar. El citoesqueleto también puede formar flagelos para mover la célula.
Aunque los eucariotas son los únicos tipos de células que tienen citoesqueletos, las células procariotas tienen proteínas que tienen una estructura muy similar a las utilizadas para crear el citoesqueleto. Se cree que estas formas más primitivas de las proteínas sufrieron algunas mutaciones que las hicieron agruparse y formar las diferentes piezas del citoesqueleto.
La identificación más utilizada de una célula eucariota es la presencia de un núcleo. El trabajo principal del núcleo es alojar el ADN, o información genética, de la célula. En un procariota, el ADN se encuentra en el citoplasma, generalmente en forma de anillo único. Los eucariotas tienen ADN dentro de una envoltura nuclear que está organizada en varios cromosomas.
Una vez que la célula ha desarrollado un límite externo flexible que podría doblarse y doblarse, se cree que el anillo de ADN de la procariota se encontró cerca de ese límite. Cuando se dobló y dobló, rodeó el ADN y se pellizcó para convertirse en una envoltura nuclear que rodea el núcleo donde el ADN ahora estaba protegido.
Con el tiempo, el ADN en forma de anillo único evolucionó en una estructura herida apretada que ahora llamamos el cromosoma. Fue una adaptación favorable por lo que el ADN no se enreda ni se divide de manera desigual durante la mitosis o la meiosis. Los cromosomas pueden relajarse o terminar dependiendo de la etapa del ciclo celular en que se encuentre.
Ahora que el núcleo había aparecido, otros sistemas de membrana interna como el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi evolucionaron. Ribosomas, que solo había sido de la variedad de flotación libre en los procariotas, ahora se anclaron a partes del retículo endoplásmico para ayudar en el ensamblaje y el movimiento de las proteínas.
Con una célula más grande viene la necesidad de más nutrientes y la producción de más proteínas a través de la transcripción y traducción. Junto con estos cambios positivos viene el problema de más desperdicio dentro de la célula. Mantenerse al día con la demanda de deshacerse de los desechos fue el siguiente paso en la evolución de la célula eucariota moderna.
El límite flexible de la celda ahora había creado todo tipo de pliegues y podía pellizcarse según fuera necesario para crear vacuolas para llevar y sacar partículas de la celda. También había hecho algo así como una celda de retención para productos y desechos que la celda estaba produciendo. Con el tiempo, algunas de estas vacuolas pudieron contener una enzima digestiva que podría destruir ribosomas viejos o lesionados, proteínas incorrectas u otros tipos de desechos.
La mayoría de las partes de la célula eucariota se hicieron dentro de una sola célula procariota y no requirieron la interacción de otras células individuales. Sin embargo, los eucariotas tienen un par de orgánulos muy especializados que alguna vez se pensó que eran sus propias células procariotas. Las células eucariotas primitivas tenían la capacidad de engullir cosas a través de la endocitosis, y algunas de las cosas que pudieron haber engullido parecen ser procariotas más pequeños.
Conocido como el Teoría Endosimbiótica, Lynn Margulis propuso que las mitocondrias, o la parte de la célula que produce energía utilizable, alguna vez fue un procariota que fue engullido, pero no digerido, por el eucariota primitivo. Además de producir energía, las primeras mitocondrias probablemente ayudaron a la célula a sobrevivir a la nueva forma de la atmósfera que ahora incluía oxígeno.
Algunos eucariotas pueden someterse a la fotosíntesis. Estos eucariotas tienen un orgánulo especial llamado cloroplasto. Hay evidencia de que el cloroplasto era un procariota que era similar a una alga azul-verde que estaba envuelta de manera muy similar a las mitocondrias. Una vez que era parte del eucariota, el eucariota ahora podía producir su propia comida usando la luz solar.