VIENALĄSČIAI ORGANIZMAI: SAVYBĖS, DAUGINIMASIS, MITYBA - BIOLOGIJA - 2025

Į vienaląsčiai yra būtybės, kurių genetinė medžiaga, fermentinis mašinos, baltymų ir kitų molekulių būtinos gyvenimui yra apriboti vienos ląstelės. Dėl šios priežasties jie yra ypač sudėtingi biologiniai dariniai, dažnai labai maži.

Iš trijų gyvenimo sričių dvi iš jų - archają ir bakterijas - sudaro vienaląsčiai organizmai. Šie prokariotiniai organizmai, be vienaląsčių, neturi branduolio ir yra nepaprastai įvairūs ir gausūs.

Šaltinis pixabay.com

Likusiame domene, eukariotuose, randame ir vienaląsčių, ir daugialąsčių organizmų. Vienaląsčiuose mes turime pirmuonis, keletą grybų ir kai kuriuos dumblius.

Pagrindinės funkcijos

Maždaug prieš 200 metų tuo metu biologai laikė, kad organizmai, sudaryti iš vienos ląstelės, yra gana paprasti. Tokią išvadą lėmė mažai informacijos, kurią jie gavo iš objektyvų, kuriuos naudojo žiūrėdami.

Šiandien, atsižvelgdami į technologinę pažangą, susijusią su mikroskopija, galime įsivaizduoti sudėtingą vienaląsčių būtybių struktūrų tinklą ir didelę įvairovę, kurią demonstruoja šios linijos. Dabar aptarsime svarbiausias struktūras vienaląsčiuose organizmuose, tiek eukariotuose, tiek prokariotuose.

Prokariotų ląstelės komponentai

Genetinė medžiaga

Ryškiausia prokariotinės ląstelės savybė yra membranos, ribojančios genetinę medžiagą, trūkumas. Tai yra, tikro branduolio nebuvimas.

Priešingai, DNR yra išsiskirianti struktūra: chromosoma. Daugelyje bakterijų ir archajų DNR yra suskirstyta į didelę apskritą su baltymais susijusią chromosomą.

Modelio bakterijoje, tokioje kaip Escherichia coli (daugiau apie jos biologiją kituose skyriuose), chromosoma pasiekia linijinį ilgį iki 1 mm, beveik 500 kartų didesnį už ląstelės dydį.

Kad būtų galima laikyti visą šią medžiagą, DNR turi įgauti super susuktą struktūrą. Šis pavyzdys gali būti ekstrapoliuotas daugumai bakterijų narių. Fizinis regionas, kuriame yra ši kompaktiška genetinės medžiagos struktūra, vadinamas nukleoidu.

Be chromosomos, prokariotiniai organizmai gali turėti šimtus papildomų mažų DNR molekulių, vadinamų plazmidėmis.

Jie, kaip ir chromosoma, koduoja specifinius genus, tačiau yra fiziškai nuo jo atskirti. Kadangi jie yra naudingi labai specifinėmis aplinkybėmis, jie sudaro tam tikrus pagalbinius genetinius elementus.

Ribosomos

Baltymų gamybai prokariotinės ląstelės turi sudėtingą fermentinį mechanizmą, vadinamą ribosomomis, kurios pasiskirsto visame ląstelės viduje. Kiekvienoje ląstelėje gali būti apie 10 000 ribosomų.

Fotosintetinės mašinos

Bakterijos, atliekančios fotosintezę, turi papildomą aparatūrą, leidžiančią fiksuoti saulės šviesą ir vėliau ją paversti chemine energija. Fotosintetinių bakterijų membranose yra invazijos, kuriose saugomi fermentai ir pigmentai, reikalingi jų vykdomoms sudėtingoms reakcijoms.

Šios fotosintetinės pūslelės gali likti pritvirtintos prie plazmos membranos arba jos gali būti atskirtos ir išdėstytos ląstelės viduje.

Citoskeletas

Kaip rodo pavadinimas, citoskeletas yra ląstelės skeletas. Šios struktūros pagrindą sudaro baltymingos skaidulos, būtinos ląstelių dalijimosi procesui ir ląstelių formos palaikymui.

Naujausi tyrimai parodė, kad prokariotuose esantis citoskeletas yra sudarytas iš sudėtingo gijų tinklo ir nėra toks paprastas, kaip manyta anksčiau.

Organelės prokariotuose

Istoriškai viena ryškiausių prokariotinių organizmų savybių buvo vidinių skyrių ar organelių trūkumas.

Šiandien pripažįstama, kad bakterijos turi specifinius organelių tipus (skyrius, apjuostas membranomis), susijusius su kalcio jonų, mineralinių kristalų, kurie dalyvauja ląstelių orientacijoje, ir fermentų kaupimu.

Vienaląsčių eukariotų ląstelių komponentai

Iš eukariotų kilmės taip pat turime vienaląsčių organizmų. Joms būdinga tai, kad genetinė medžiaga yra uždengta organeliu, apsuptu dinamiška ir sudėtinga membrana.

Baltymų gamybos mechanizmą taip pat sudaro šių organizmų ribosomos. Tačiau eukariotuose jų yra daugiau. Tiesą sakant, ribosomų dydžio skirtumas yra vienas iš pagrindinių skirtumų tarp dviejų grupių.

Eukariotinės ląstelės yra sudėtingesnės nei ankstesniame skyriuje aprašytos prokariotinės ląstelės, nes jos turi poskyrius, apsuptus vienos ar daugiau membranų, vadinamų organelėmis. Tarp jų yra mitochondrijos, endoplazminis retikulumas, Golgi aparatas, vakuolės ir lizosomos.

Organizmai, galintys fotosintezuoti, turi fermentinius mechanizmus ir pigmentus, laikomus struktūrose, vadinamose plastais. Žinomiausi yra chloroplastai, nors tarp jų yra ir amiloplastų, chromoplastų, etioplastų.

Kai kurie vienaląsčiai eukariotai turi ląstelių sienas, pavyzdžiui, dumblius ir grybelius (nors jų cheminė prigimtis skiriasi).

Bakterijų ir archajos skirtumai

Kaip minėjome, archajos ir bakterijų domenai yra sudaryti iš vienaląsčių asmenų. Tačiau dalijimasis šia savybe dar nereiškia, kad giminės yra vienodos.

Jei nuodugniai palyginsime abi grupes, suprasime, kad jos skiriasi taip pat, kaip mes - ar bet kuris kitas žinduolis - skiriasi nuo žuvies. Pagrindiniai skirtumai yra šie.

Ląstelinė membrana

Pradedant nuo ląstelių ribų, abiejų linijų sienelę ir membraną sudarančios molekulės labai skiriasi. Bakterijose fosfolipidai susideda iš riebalų rūgščių, prijungtų prie glicerolio. Priešingai, archajoje yra labai šakotų fosfolipidų (izoprenoidų), prijungtų prie glicerolio.

Be to, skiriasi ir jungtys, kurios sudaro fosfolipidus, todėl archajoje susidaro stabilesnė membrana. Dėl šios priežasties archaja gali gyventi aplinkoje, kur ypač aukšta temperatūra, pH ir kitos sąlygos.

Korinė siena

Ląstelės siena yra struktūra, apsauganti ląstelės organizmą nuo osmosinio streso, kurį sukelia koncentracijos skirtumai tarp ląstelės vidų ir aplinką, sudarantį savotišką egzoskeletą.

Paprastai ląstelėje yra didelė tirpių medžiagų koncentracija. Pagal osmoso ir difuzijos principus vanduo patektų į ląstelę, išplėsdamas jos tūrį.

Dėl tvirtos ir pluoštinės struktūros siena apsaugo ląstelę nuo plyšimo. Bakterijose pagrindinis struktūrinis komponentas yra peptidoglikanas, nors gali būti tam tikrų molekulių, tokių kaip glikolipidai.

Archaea atveju ląstelės sienos pobūdis yra gana įvairus ir kai kuriais atvejais nežinomas. Tačiau iki šiol tyrimų peptidoglikano nebuvo.

Genomo organizacija

Kalbant apie genetinės medžiagos struktūrinį organizavimą, archaja yra panašesnė į eukariotinius organizmus, nes genus pertraukia regionai, kurie nebus verčiami, vadinami intronais - regionams, kurie bus verčiami, naudojamas terminas yra „egzonas“ ».

Priešingai, bakterijų genomas organizuojamas daugiausia operonuose, kur genai yra funkciniuose vienetuose, esančiuose vienas po kito, be pertraukų.

Skirtumai tarp daugialąsčių organizmų

Esminis skirtumas tarp daugialąsčio ir vienaląsčio organizmo yra ląstelių, sudarančių organizmą, skaičius.

Daugialąstelinius organizmus sudaro daugiau nei viena ląstelė ir paprastai kiekviena jų specializuojasi tam tikroje užduotyje, o užduočių pasiskirstymas yra viena iš ryškiausių jo savybių.

Kitaip tariant, kadangi ląstelei nebereikia atlikti visų organizmui gyvuoti būtinų veiksmų, atsiranda užduočių pasiskirstymas.

Pavyzdžiui, neuronų ląstelės atlieka visiškai kitokias užduotis nei inkstų ar raumenų ląstelės.

Šis atliktų užduočių skirtumas išreiškiamas morfologiniais skirtumais. Tai yra, ne visos ląstelės, sudarančios daugialąstelį organizmą, yra vienodos formos - neuronai yra medžio formos, raumenų ląstelės yra pailgos ir pan.

Specialios daugialąsčių organizmų ląstelės yra sugrupuotos audiniuose, o šios savo ruožtu organuose. Organai, atliekantys panašias ar vienas kitą papildančias funkcijas, yra suskirstyti į sistemas. Taigi, mes turime struktūrinę hierarchinę organizaciją, kurios nėra vienaląsčiuose subjektuose.

Dauginimas

Neseksualus dauginimasis

Vienaląsčiai organizmai dauginasi aseksualiai. Atkreipkite dėmesį, kad šiuose organizmuose nėra specialių struktūrų, susijusių su dauginimu, kaip tai nutinka įvairių rūšių daugialąstelėms būtybėms.

Tokio tipo neseksualios reprodukcijos metu tėvas palieka palikuonių, nereikalaudamas seksualinio partnerio ar sulydant lytines ląsteles.

Neseksualioji reprodukcija klasifikuojama skirtingais būdais, paprastai kaip atskaitos tašką naudodama dalijimosi plokštumą ar formą, kurią organizmas naudoja padalyti.

Paplitęs tipas yra dvejetainis dalijimasis, kai individas sukuria du organizmus, tapačius pirminiam. Kai kurie turi galimybę atlikti dalijimąsi generuodami daugiau nei du palikuonis, tai vadinama daugialypiu dalijimu.

Kitas tipas yra pumpurai, kai organizmas sukelia mažesnį. Tokiais atvejais tėvų organizmas išauga pailgėjimą, kuris toliau auga iki tinkamo dydžio ir vėliau atsiskiria nuo savo tėvo. Kiti vienaląsčiai organizmai gali daugintis sudarydami sporas.

Nors aseksualus dauginimasis būdingas vienaląsčiams organizmams, jis nėra būdingas tik šiai kilmei. Tam tikri daugialąsčiai organizmai, tokie kaip dumbliai, kempinės, dygiaodžiai, be kita ko, gali daugintis per šį būdą.

Horizontalus genų perdavimas

Nors prokariotų organizmuose nėra lytinio dauginimosi, jie gali keistis genetine medžiaga su kitais individais per įvykį, vadinamą horizontaliu genų perdavimu. Šis keitimasis nėra susijęs su medžiagos perdavimu iš tėvų vaikams, bet vyksta tarp tos pačios kartos asmenų.

Tai vyksta trimis pagrindiniais mechanizmais: konjugacija, transformacija ir transdukcija. Pirmojo tipo, ilgos DNR dalys gali būti keičiamos per fizinius ryšius tarp dviejų asmenų seksualinės pilvo pagalba.

Abiejuose mechanizmuose keičiamos DNR dydis yra mažesnis. Transformacija yra plika DNR paėmimas iš bakterijos, o pernešimas - pašalinės DNR priėmimas kaip virusinės infekcijos padarinys.

Gausa

Gyvenimą galima suskirstyti į tris pagrindines sritis: archają, bakterijas ir eukariotus. Pirmieji du yra prokariotiniai, nes jų branduolys nėra apsuptas membranos ir visi jie yra vienaląsčiai organizmai.

Dabartiniais skaičiavimais, žemėje yra daugiau nei 3,10 ³⁰ bakterijų ir archajų individų, dauguma jų yra bevardžiai ir be aprašymo. Tiesą sakant, mūsų pačių kūną sudaro dinamiškos šių organizmų populiacijos, kurios užmezga simbiotinius ryšius su mumis.

Mityba

Vienaląsčių organizmų mityba yra labai įvairi. Yra ir heterotrofinių, ir autotrofinių organizmų.

Pirmieji turi vartoti maistą iš aplinkos, paprastai pasisavindami maistines daleles. Autotrofiniuose variantuose yra visos mašinos, reikalingos šviesos energijai paversti chemija, kaupiamos cukruose.

Kaip ir bet kuris gyvas organizmas, vienaląsčiams augalams reikia tam tikrų maistinių medžiagų, tokių kaip vanduo, anglies šaltinis, mineraliniai jonai, be kita ko, kad jie galėtų optimaliai augti ir daugintis. Tačiau kai kuriems taip pat reikia specifinių maistinių medžiagų.

Vienaląsčių organizmų pavyzdžiai

Dėl didelės vienaląsčių organizmų įvairovės sunku išvardyti pavyzdžius. Tačiau mes paminėsime pavyzdinius organizmus biologijoje ir organizmus, turinčius reikšmės medicinai ir pramonei:

Escherichia coli

Geriausiai ištirtas organizmas, be jokios abejonės, yra Escherichia coli bakterijos. Nors kai kurios padermės gali turėti neigiamų padarinių sveikatai, E. coli yra normalus ir gausus žmogaus mikrobiotos komponentas.

Tai naudinga iš skirtingų perspektyvų. Mūsų virškinamajame trakte bakterijos padeda gaminti tam tikrus vitaminus ir konkurencingai pašalina patogeninius mikroorganizmus, kurie galėtų patekti į mūsų organizmą.

Be to, biologijos laboratorijose tai yra vienas iš labiausiai naudojamų organizmų pavyzdžių, labai naudingas atradimams moksle.

Trypanosoma cruzi

Tai yra pirmuonių parazitas, kuris gyvena ląstelių viduje ir sukelia Chagos ligą. Tai laikoma svarbia visuomenės sveikatos problema daugiau nei 17 atogrąžų šalių.

Viena iš ryškiausių šio parazito savybių yra lokalumas ir vienas mitochondrijas. Jų žinduolių šeimininkams jie perduodami Hemiptera šeimai priklausančiais vabzdžiais, vadinamais triatominais.

Kiti mikroorganizmų pavyzdžiai yra Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

Nuorodos

1. Aleksandras, M. (1961). Įvadas į dirvožemio mikrobiologiją. John Wiley ir Sons, Inc.
2. Bakeris, GC, Smithas, JJ ir Cowan, DA (2003). Domenui būdingų 16S pradmenų peržiūra ir pakartotinė analizė. Mikrobiologinių metodų žurnalas, 55 (3), 541–555.
3. „Forbes“, BA, „Sahm“, DF ir „Weissfeld, AS“ (2007). Diagnostinė mikrobiologija. Mosbis.
4. Freeman, S. (2017). Biologijos mokslas. „Pearson Education“.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS ir Pfaller, MA (2015). Medicininė mikrobiologija. Elsevier sveikatos mokslai.
6. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbello biologija. Pearsono išsilavinimas.