Katere so glavne razlike med arhejami in bakterijami?



The Glavne razlike med arhejami in bakterijami temeljijo na molekularno-strukturnih in metaboličnih vidikih, ki jih bomo razvijali naprej. Domena Archaea združuje taksonomsko enocelične mikroorganizme, ki imajo morfologijo prokariontskih celic (brez jedrske membrane ali membrane citoplazmatskih organelov), značilnosti, ki so podobne bakterijam.

Vendar pa obstajajo tudi značilnosti, ki jih ločujejo, ker so arheje opremljene z zelo specifičnimi prilagoditvenimi mehanizmi, ki jim omogočajo, da živijo v okoljih ekstremnih pogojih.

Domena bakterij vsebuje najbolj bogate oblike bakterij, imenovane eubakterije, ali prave bakterije. To so tudi enocelični, mikroskopski, prokariontski organizmi, ki živijo v katerem koli okolju zmerni pogoji.

Indeks

  • 1 Razvoj taksonomije teh skupin
  • 2 Diferencialne značilnosti arhej in bakterij
    • 2.1 Habitat
    • 2.2 Plazemska membrana
    • 2.3 Celična stena
    • 2.4 ribosomska ribonukleinska kislina (rRNA)
    • 2.5 Proizvodnja endospor
    • 2.6 Gibanje
    • 2.7 Fotosinteza
  • 3 Reference

Razvoj taksonomije teh skupin

V četrtem stoletju pred našim štetjem so bila živa bitja razvrščena v samo dve skupini: živali in rastline. Van Leeuwenhoek je v sedemnajstem stoletju z mikroskopom, ki ga je zgradil sam, opazoval mikroorganizme, ki so bili do tedaj nevidni in opisani pod imenom "animas", protozoji in bakterije..

V osemnajstem stoletju so bile "mikroskopske živali" vključene v sistematične klasifikacije Carlosa Linnaeusa. Sredi 19. stoletja je novo kraljestvo združilo bakterije: Haeckel je zahteval sistematično, ki temelji na treh kraljestvih; kraljestvo Plantae, kraljestvo Animalia in kraljestvo Protista, ki združuje mikroorganizme z jedrom (alge, protozoe in glivice) in organizmi brez jedra (bakterije).

Od tega datuma je več biologov predlagalo različne klasifikacijske sisteme (Chatton leta 1937, Copeland leta 1956, Whittaker leta 1969) in merila za razvrščanje mikroorganizmov, ki so sprva temeljili na morfoloških razlikah in razlikah v barvanju (barvanje po Gramu), temeljijo na presnovnih in biokemičnih razlikah.

Leta 1990 je Carl Woese z uporabo molekularnih tehnik sekvenciranja nukleinskih kislin (ribosomska ribonukleinska kislina, rRNA) odkril, da so med mikroorganizmi, ki so združeni v bakterije, zelo velike filogenetske razlike..

To odkritje je pokazalo, da prokarioti niso monofiletična skupina (s skupnim prednikom), nato je Woese predlagal tri evolucijske domene, ki jih je poimenoval: Archaea, Bacteria in Eukarya (organizmi nukleiranih celic)..

Diferencialne značilnosti arhej in bakterij

Organizmi Archaea in Bakterije imajo skupne značilnosti, saj sta oba enocelična ali združena. Nimajo opredeljenih jeder ali organelov, imajo povprečno velikost celic od 1 do 30 μm.

Predstavljajo pomembne razlike v molekularni sestavi nekaterih struktur in v biokemiji njihovih metabolizmov.

Habitat

Bakterije živijo v številnih habitatih: naselile so se slane in sladke vode, hladne in vroče okolice, močvirne zemlje, morski sedimenti in razpoke v kamninah ter lahko živijo tudi v atmosferskem zraku.

Lahko soobstajajo z drugimi organizmi v prebavilih žuželk, mehkužcev in sesalcev, ustnih votlinah, dihalnih in urogenitalnih sesalcih ter krvi vretenčarjev.

Tudi mikroorganizmi, ki pripadajo bakterijam, so lahko paraziti, simbioni ali komensali rib, korenin in stebel rastlin sesalcev; lahko so povezane z lišnimi glivicami in s protozoami. Lahko so tudi onesnaževalci hrane (meso, jajca, mleko, morski sadeži, med drugim).

Vrste skupine Archaea imajo mehanizme prilagajanja, ki omogočajo njihovo življenje v okoljih ekstremnih razmer; lahko živijo pri temperaturah pod 0 ° C in nad 100 ° C (temperatura, ki je bakterije ne prenašajo), pri alkalnem ali ekstremnem kislem pH in koncentracijah soli, ki so veliko višje od morske vode..

Metanolni organizmi (ki proizvajajo metan, CH4) spadajo tudi v domeno Archaea.

Plazemska membrana

Ovojnico prokariontskih celic na splošno tvorijo citoplazmatska membrana, celična stena in kapsula..

Plazemska membrana organizmov iz skupine bakterij ne vsebuje holesterola niti drugih steroidov, ampak linearne maščobne kisline, ki se vežejo na glicerol z estrskimi vezmi..

Membrana članov Archaea je lahko sestavljena iz dvosloja ali lipidnega monosloja, ki nikoli ne vsebuje holesterola. Fosfolipidi v membrani sestojijo iz dolgo verižnih ogljikovodikov, razvejanih in vezanih na glicerol z vezmi eternega tipa.

Celična stena

V organizmih iz skupine bakterij celično steno tvorijo peptidoglikani ali murein. Organizmi Archaea imajo celične stene, ki vsebujejo pseudopeptidoglikan, glikoproteine ​​ali beljakovine, kot prilagoditve ekstremnim okoljskim pogojem.

Poleg tega lahko predstavijo zunanji sloj beljakovin in glikoproteinov, ki prekrivajo steno.

Ribosomska ribonukleinska kislina (rRNA)

RRNA je nukleinska kislina, ki sodeluje pri sintezi beljakovin - proizvodnja proteinov, ki jih celica potrebuje za izpolnitev svojih funkcij in za razvoj - usmerjanje vmesnih korakov tega procesa.

Nukleotidne sekvence v ribosomskih ribonukleinskih kislinah so različne v organizmih arhej in bakterij. To dejstvo je Carl Woese odkril v svojih študijah leta 1990, kar je privedlo do na te različne organizme.

Endospore proizvodnja

Nekateri člani skupine bakterij lahko tvorijo strukture za preživetje, imenovane endospore. Kadar so okoljske razmere zelo neugodne, lahko endospore ohranijo svojo sposobnost preživetja že več let, skorajda brez presnove.

Te spore so izjemno odporne na vročino, kisline, sevanje in različne kemične snovi. V skupini Archaea niso poročali o vrstah, ki tvorijo endospore.

Gibanje

Nekatere bakterije imajo zastavice, ki jim zagotavljajo mobilnost; spirohete imajo aksialni filament, s katerim se lahko premikajo v tekočih, viskoznih medijih, kot so blato in humus.

Nekatere vijolične in zelene bakterije, cianobakterije in Archaea imajo plinske vezikule, ki jim omogočajo, da se premikajo s flotacijo. Znane vrste Archaea nimajo dodatkov, kot so flagele ali filamenti.

Fotosinteza

Znotraj domene bakterij obstajajo vrste cianobakterij, ki lahko izvajajo kisikovo fotosintezo (ki proizvaja kisik), ker imajo klorofil in fikobilin kot dodatne pigmente, spojine, ki zajemajo sončno svetlobo..

Ta skupina vsebuje tudi organizme, ki proizvajajo anoksigensko fotosintezo (ki ne proizvaja kisika) preko bakterioklorofilov, ki absorbirajo sončno svetlobo, kot so: rdeče ali vijolične žvepla in rdeče bakterije brez žvepla, zelene bakterije žvepla in zelene bakterije brez žvepla;.

V domeni Archaea niso poročali o fotosintetskih vrstah, temveč o rodu Halobacterium, ekstremnih halofitov, je sposoben proizvajati adenozin trifosfat (ATP), z uporabo sončne svetlobe brez klorofila. Imajo vijolični pigment, ki se veže na membranske proteine ​​in tvori kompleks, imenovan bakteriorhodopsin.

Kompleks bakteriorodopsina absorbira energijo iz sončne svetlobe in ko se sprosti, lahko črpa ione H+ celično zunanjost in spodbujajo fosforilacijo ADP (adenozin difosfata) v ATP (adenozin trifosfat), iz katerega mikroorganizem pridobiva energijo.

Reference

  1. Barraclough T.G. in Nee, S. (2001). Filogenetika in speciacija. Trendi v ekologiji in evoluciji. 16: 391-399.
  2. Doolittle, W.F. (1999). Filogenetska klasifikacija in univerzalno drevo. Znanost 284: 2124-2128.
  3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. in Raoult, D. (2018). Filogenomska analiza β-laktamaze v arhahah in bakterijah omogoča identifikacijo potencialno novih članov. Biologija in evolucija genoma. 10 (4): 1106-1114. Biologija in evolucija genoma. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
  4. Whittaker, R. H. (1969). Novi koncepti kraljestev organizmov. Znanost 163: 150-161.
  5. Woese, C.R., Kandler, O. in Wheelis, M.L. (1990). Proti naravnemu sistemu organizmov: predlog za domene Archaea, Bacteria in Eukarya. Zbornik Naravoslovne akademije. ZDA 87: 45-76.