Le cellule procariotiche sono cellule primitive prive di nucleo. Invece di immagazzinare materiale genetico in cromosomi ben organizzati protetti da un nucleo legato alla membrana, i procarioti immagazzinano il loro materiale genetico in un “nucleoide” di forma irregolare composto per il 60% da DNA. Il DNA sostanziale è anche immagazzinato in piccoli organelli esterni al nucleoide chiamati plasmidi, che sono piccoli anelli di materiale genetico (1-400 kilobasi) che vengono copiati insieme al normale processo di divisione cellulare e possono anche essere scambiati tra procarioti. Lo scambio di plasmidi è parzialmente responsabile della capacità dei procarioti di adattarsi rapidamente alle minacce esterne come gli antibiotici.
I procarioti comprendono i domini Batteri e Archaea, che sono due dei tre domini di tutta la vita, l’altro è Eucariota, che contiene tutti gli organismi multicellulari con cui abbiamo familiarità. La maggior parte dei procarioti è fluttuante e indipendente, sebbene alcuni formino vari tipi di colonie e i cianobatteri mostrano persino un certo grado di differenziazione cellulare che può essere interpretata come caratteristiche vegetali primitive come steli, viti, ecc.
La divisione tra eucarioti e procarioti è considerata la divisione più significativa dell’intero regno della vita. I semplici procarioti del dominio Archaea esistono da 3.8 miliardi di anni o più, mentre gli eucarioti esistono solo da circa 600 milioni di anni, una differenza di oltre un fattore sei. Molti astrobiologi e appassionati di spazio sperano di trovare vita eucariotica su altri pianeti, dove le condizioni sono troppo estreme perché l’emergere di vita procariotica sia molto probabile. Una posizione potenziale spesso citata sono i laghi di metano della luna di Saturno Titano.
Forse il più grande risultato dei procarioti è stato ciò che ha reso possibili altre forme di vita: la conversione di massa della CO2 atmosferica in ossigeno. Ciò è accaduto circa 2.4 miliardi di anni fa ed è stato definito la catastrofe dell’ossigeno, perché ha causato l’estinzione di massa tra gli organismi non adattati a respirare l’aria nuova. Possiamo individuare la data della Catastrofe dell’Ossigeno perché il suo verificarsi ha portato all’ossidazione della maggior parte del ferro libero sulla superficie terrestre, producendo una brusca transizione dal ferro alla ruggine negli strati.