PAGRINDINIAI ARCHAJOS IR BAKTERIJŲ SKIRTUMAI - BIOLOGIJA - 2025

Į pagrindiniai skirtumai tarp Archaea ir bakterijų remiasi molekulinės-struktūrinių ir metabolinių aspektų, kuriuos mes sukursime žemiau. „Archaea“ sritis taksonomiškai grupuoja vienaląsčius mikroorganizmus, kurie turi prokariotinių ląstelių morfologiją (be branduolinės membranos ar citoplazminių organelių membranų), savybes, primenančias bakterijas.

Tačiau yra ir bruožų, kurie juos išskiria, nes archajai yra suteikti labai specifiniai adaptacijos mechanizmai, leidžiantys jiems gyventi ekstremalių sąlygų aplinkoje.

1 pav. Escherichia coli bakterijos. Šaltinis: NIAID, per „Wikimedia Commons“

Bakterijos domene yra gausiausios bakterijų, vadinamų eubakterijomis, formos arba tikrosios bakterijos. Tai taip pat yra vienaląsčiai, mikroskopiniai, prokariotiniai organizmai, kurie gyvena bet kurioje vidutinio sunkumo aplinkoje.

Šių grupių taksonomijos raida

4 amžiuje prieš Kristų gyvi daiktai buvo klasifikuojami tik į dvi grupes: gyvūnus ir augalus. Van Leeuwenhoekas XVII amžiuje, naudodamas paties pastatytą mikroskopą, sugebėjo pastebėti iki tol nematomus mikroorganizmus ir aprašė pirmuonis bei bakterijas pavadinimu „animáculos“.

XVIII amžiuje „mikroskopiniai gyvūnai“ buvo įtraukti į sistemingą Carloso Linneo klasifikaciją. Devyniolikto amžiaus viduryje naujoje karalystėje susibūrė bakterijos: Haeckelis postuliavo sisteminę sistemą, pagrįstą trimis karalystėmis; karalystė Plantae, karalystė Animalia ir karalystė Protista, kurios grupavo mikroorganizmus su branduoliu (dumbliai, pirmuonys ir grybeliai) ir organizmus be branduolio (bakterijas).

Nuo šios datos keli biologai pasiūlė skirtingas klasifikavimo sistemas (Chattonas 1937 m., Copelandas 1956 m., Whittakeris 1969 m.) Ir kriterijus, pagal kuriuos klasifikuojami mikroorganizmai, iš pradžių remiantis morfologiniais skirtumais ir dažymo skirtumais (graminė dėmė). jie tapo pagrįsti metaboliniais ir biocheminiais skirtumais.

1990 m. Carlas Woese'as, taikydamas nukleorūgščių (ribosomų ribonukleino rūgšties, rRNR) molekulinės sekos sudarymo metodus, atrado, kad tarp mikroorganizmų, sugrupuotų kaip bakterijos, yra labai dideli filogenetiniai skirtumai.

Šis atradimas parodė, kad prokariotai nėra monofilinė grupė (su bendru protėviu), o tada Woesas pasiūlė tris evoliucijos domenus, kuriuos jis pavadino: Archaea, bakterijos ir Eukarya (branduolinių ląstelių organizmai).

Diferencialinės Archaea ir bakterijų savybės

Archaea ir bakterijų organizmai turi bendrų savybių, nes abu yra vienaląsčiai, laisvi arba agreguoti. Jie neturi apibrėžto branduolio ar organelių, jų ląstelių dydis yra vidutiniškai nuo 1 iki 30 μm.

Jie rodo reikšmingus skirtumus, susijusius su kai kurių struktūrų molekuline sudėtimi ir jų metabolizmų biochemija.

Buveinė

Bakterijų rūšys gyvena įvairiose buveinėse: jos kolonizavo sūrus ir gėlus vandenis, karštą ir šaltą aplinką, pelkėtas žemes, jūros nuosėdas ir uolienų plyšius, be to, jos gali gyventi atmosferos ore .

Jie gali gyventi su kitais organizmais, esančiais vabzdžių, moliuskų ir žinduolių virškinimo vamzdeliuose, burnos ertmėse, žinduolių kvėpavimo ir urogenitaliniuose traktuose bei stuburinių gyvūnų kraujyje.

2 pav. Karštosios versmės, kraštutinės buveinės, kuriose gyvena Archaea grupės organizmai, kurios paprastai suteikia jiems ryškias spalvas. Šaltinis: CNX OpenStax per wikipedia

Mikroorganizmai, priklausantys bakterijoms, taip pat gali būti žuvų, žinduolių, augalų šaknų ir kamienų parazitai, simbiontai ar komiksai; jie gali būti siejami su kerpių grybais ir pirmuonimis. Jie taip pat gali būti maisto teršalai (be kita ko, mėsa, kiaušiniai, pienas, jūros gėrybės).

Archaea grupės rūšys turi prisitaikymo mechanizmus, leidžiančius gyventi jų ekstremaliomis sąlygomis; jie gali gyventi žemesnėje nei 0 ° C ir aukštesnėje kaip 100 ° C temperatūroje (temperatūroje, kurios bakterijos nepajėgia palaikyti), esant ypač šarminiams ar rūgštiniams pH ir druskos koncentracijai daug aukštesnėms nei jūros vandenyje.

Metanogeniniai organizmai (kurie gamina metaną, CH ₄ ) taip pat priklauso Archaea sričiai.

Plazmos membrana

Prokariotinių ląstelių apvalkalą paprastai sudaro citoplazminė membrana, ląstelės siena ir kapsulė.

Bakterijų grupės organizmų plazminėje membranoje nėra cholesterolio ar kitų steroidų, o linijinės riebiosios rūgštys, sujungtos gliceroliu esterio tipo jungtimis.

Archaea narių membraną gali sudaryti dvisluoksnis arba lipidinis monosluoksnis, kuriuose niekada nėra cholesterolio. Membraniniai fosfolipidai yra sudaryti iš ilgos grandinės šakotų angliavandenilių, sujungtų su gliceroliu eterio tipo jungtimis.

Korinė siena

Bakterijų grupės organizmuose ląstelių sienelę sudaro peptidoglikanai arba mureinas. Archaea organizmai turi ląstelių sienas, kuriose yra pseudopeptidoglikano, glikoproteinų ar baltymų, kaip prisitaikymą prie ekstremalių aplinkos sąlygų.

Be to, jie gali pateikti išorinį baltymų ir glikoproteinų sluoksnį, dengiantį sieną.

Ribosominė ribonukleino rūgštis (rRNR)

RRNR yra nukleino rūgštis, dalyvaujanti baltymų sintezėje - baltymų gamyboje, kurių reikia ląstelei atlikti savo funkcijas ir jos vystymuisi, ir nukreipti tarpinius šio proceso etapus.

Ribosomų ribonukleorūgščių nukleotidų sekos Archaea ir bakterijų organizmuose skiriasi. Šį faktą atrado Carlas Woese'as savo 1990 m. Tyrimuose, dėl kurių šie organizmai buvo suskirstyti į dvi skirtingas grupes.

Endosporų gamyba

Kai kurie bakterijų grupės nariai gali sukurti išgyvenimo struktūras, vadinamas endosporomis. Kai aplinkos sąlygos yra labai nepalankios, endosporos gali išlaikyti savo gyvybingumą metų metus, o metabolizmas praktiškai nėra lygus.

Šios sporos yra ypač atsparios šilumai, rūgštims, radiacijai ir įvairioms cheminėms medžiagoms. Archaea grupėje nebuvo pranešta apie endosporas sudarančias rūšis .

Judėjimas

Kai kurios bakterijos turi žvynelius, kurie suteikia judrumo; spirocitai turi ašinį siūlelį, kurio dėka jie gali judėti skystoje, klampioje terpėje, tokioje kaip purvas ir humusas.

Kai kurios purpurinės ir žaliosios bakterijos, cianobakterijos ir Archaea turi dujų pūsleles, leidžiančias joms judėti plūduriuojant. Žinomos Archaea rūšys neturi tokių priedų kaip flagella ar gijų.

3 pav. Río Tinto, ekstremali aplinka Huelvoje, Ispanijoje, kur vystosi Metallosphaera ir Sulfolobus genčių arkos. Šaltinis: „Riotinto2006“, iš „Wikimedia Commons“

Fotosintezė

Bakterijų srityje yra melsvadumblių rūšių, kurios gali vykdyti deguonies fotosintezę (gaminančios deguonį), nes jose yra chlorofilo ir fikobilinų, kaip papildomų pigmentų, junginių, kurie fiksuoja saulės šviesą.

Šiai grupei taip pat priklauso organizmai, vykdantys anoksigenišką fotosintezę (nesukuriantį deguonies) per bakteriochlorofilus, kurie sugeria saulės spindulius, pavyzdžiui: raudona arba violetinė siera ir raudonos be sieros bakterijos, žalia siera ir žalios be sieros bakterijos.

Archaea srityje apie fotosintetines rūšis nepastebėta, tačiau Halobacterium gentis, pasižyminti ekstremaliais haloofitais, gali gaminti adenozino trifosfatą (ATP), kai saulės spinduliai naudojami be chlorofilo. Jie turi tinklainės purpurinį pigmentą, kuris jungiasi su membranos baltymais ir sudaro kompleksą, vadinamą bakteriofodopsinu.

Bakterododopsino kompleksas sugeria saulės spindulių energiją ir, išleistas į aplinką, gali siurbti H ⁺ jonus į ląstelės išorę ir skatinti ADP (adenozino difosfato) fosforilinimąsi į ATP (adenozino trifosfatą), iš kurio mikroorganizmas gauna energiją.

Nuorodos

1. Barraclough T. G. ir Nee, S. (2001). Filogenetika ir specifikacija. Ekologijos ir evoliucijos tendencijos. 16: 391-399.
2. Doolittle, WF (1999). Filogenetinė klasifikacija ir universalus medis. Mokslas. 284: 2124–2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. ir Raoult, D. (2018). Β-laktamazių filogenominė analizė Archaea ir bakterijose leidžia nustatyti tikėtinus naujus narius. Genomo biologija ir evoliucija. 10 (4): 1106–1114. Genomo biologija ir evoliucija. 10 (4): 1106–1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittakeris, RH (1969). Naujos organizmų karalystės sampratos. Mokslas. 163: 150–161.
5. Woese, CR, Kandler, O. ir Wheelis, ML (1990). Natūralios organizmų sistemos link: Archaea, bakterijų ir Eukarya sričių pasiūlymas. Gamtos mokslų akademijos leidiniai. NAUDOJIMAS. 87: 45-76.