우리는 우리 자신이 단세포 원핵생물과는 공통점이 거의 없다고 생각한다. 하지만 우리를 비롯한 모든 다세포 진핵생물은 세균이나 고세균과 많은 특성을 공유한다. 예를 들어 진핵생물이든 원핵생물이든 간에 모든 생물은 다음 특성을 가진다.
1. 원형질막과 리보솜을 갖고 있다
2. 해당작용 같은 공통된 대사경로를 가진다
3. DNA를 반보 존 적으로 복제한다
4. 단백질을 암호화하는 유전물질로 DNA를 사용하고, 그리고 전사 및 번역 과정에서 비슷한 유전암호를 이용하여 단백질을 만든다
이러한 특성은 살아 있는 모든 생물이 서로 유연관계가 있다는 결론을 지지한다. 만약 생명이 다수의 기원으로부터 출현하였다면, 모든 생물이 그토록 비슷한 유전정보를 사용하고 리보솜만큼이나 고유한 구조를 공유할 이유가 없을 것이다. 더욱이 보편적 유전자 (universal gene:예로 리보솜의 구성요소를 암호화하는 유전자)의 DNA 서열의 유사성은 생명의 단계통성(monophyly)을 확인시켜 준다.
이러한 공통점에도 불구하고, 중요한 차이도 생명의 다양성에따라 진화하였다. 세포구조와 생화학적 기능의 중요한 차이에 기초하여 많은 생물학자들은 현재 생명을 세 영역, 즉 두 영역의 원핵생물과 한 영역의 진핵생물로 구분한다, '영역(domain)'은 생명의 가장 큰 집단에 대해 사용하는 주관적인 용어이다.
모든 원핵생물은 커다란 협력적 군체와 많은 개체로 구성된 생물막을 구성하지만 단세포이다. 반대로 진핵생물 영역은 단세포및 다세포 생명 형태를 모두 포함한다. 3장에서 설명한 것처럼, 원핵세포는 몇 가지 중요한 면에서 진핵세포와 다르다.
원핵생물과 진핵생물의 차이
분열 방식
진핵생물: 유사분열로 알려진 세포 분열 방식을 사용합니다. 유사분열은 유핵 세포에서 유사한 핵 분열 후 세포 분열이 발생하는 과정을 의미합니다.
원핵생물: 이분법이라고 알려진 고유한 분열 방식을 사용합니다. 원핵세포는 DNA 복제 후에 세포 분열을 위해 이분법을 사용합니다.
유전물질의 조직화
진핵생물: 진핵세포의 DNA는 핵(세포핵)에 있는 막으로 둘러싸여 있습니다. 진핵생물은 일반적으로 세포핵 안에 선형 형태의 큰 염색체를 가지고 있습니다.
원핵생물: 원핵세포의 DNA는 막으로 둘러싸인 핵 안에 있지 않습니다. 원핵생물의 DNA 분자는 대부분 원형으로 구성되어 있습니다. 일부 원핵생물은 플라스미드라고 불리는 작은 DNA 분자를 추가로 가지고 있을 수 있지만, 주 염색체는 단 하나이며 사실상 반수체입니다.
세포 구조
진핵생물: 진핵세포는 다양한 막으로 둘러싸인 세포 소기관(예: 미토콘드리아, 골지체)을 가지고 있습니다. 이러한 소기관들은 세포 내에서 특정 기능을 수행하는 데 중요한 역할을 합니다.
원핵생물: 원핵생물은 일반적으로 미토콘드리아, 골지체 등의 막으로 둘러싸인 세포 소기관을 갖고 있지 않습니다. 하지만 원핵세포의 세포질은 진핵생물에서는 발견되지 않는 원형질막과 광합성막체계의 다양한 내부 주름을 가지고 있습니다.
원핵생물과 진핵생물의 차이는 분자유전학과 생화학 분야의 연구를 통해 명확히 되고 있습니다. 특히, 세균과 고세균 사이의 차이를 밝히는 연구들이 원핵생물과 진핵생물 간의 차이를 더욱 명확하게 보여주고 있습니다. 이러한 연구들은 최근 몇십 년 동안 진핵생물 영역과 원핵생물 영역의 지식을 크게 발전시켰습니다.