Ποιες είναι οι κυριότερες διαφορές μεταξύ των αρχαίων και των βακτηρίων;

Το Κύριες διαφορές μεταξύ των αρχαίων και των βακτηρίων βασίζονται σε μοριακο-δομικές και μεταβολικές πτυχές τις οποίες θα αναπτύξουμε στη συνέχεια. Οι ταξινομικά ομάδες τομέα Archaea μονοκύτταροι μικροοργανισμοί έχοντας προκαρυωτικό κυτταρική μορφολογία (καμία πυρηνική μεμβράνη ή μεμβράνες των κυτταροπλασματικών οργανιδίων), χαρακτηριστικά που μοιάζει με τα βακτήρια να.

Ωστόσο, υπάρχουν και χαρακτηριστικά που τα χωρίζουν, αφού τα αρχαία είναι εξοπλισμένα με πολύ συγκεκριμένους μηχανισμούς προσαρμογής που τους επιτρέπουν να ζουν σε περιβάλλοντα ακραίες συνθήκες.

Ο τομέας βακτηριδίων περιέχει τις πιο άφθονες μορφές βακτηρίων που ονομάζονται ευβακτήρια, ή αληθινά βακτηρίδια. Αυτοί είναι επίσης μονοκύτταροι, μικροσκοπικοί, προκαρυωτικοί οργανισμοί που ζουν σε οποιοδήποτε περιβάλλον μετριοπαθείς συνθήκες.

Ευρετήριο

• 1 Εξέλιξη της ταξινόμησης αυτών των ομάδων
• 2 Διαφορικά χαρακτηριστικά των Αρχαίων και των Βακτηρίων
  • 2.1 Οικοτόπος
  • 2.2 Μεμβράνη πλάσματος
  • 2.3 Κυτταρικός τοίχος
  • 2.4 ριβοσωμικό ριβονουκλεϊνικό οξύ (rRNA)
  • 2.5 Παραγωγή ενδοσπόρων
  • 2.6 Κίνηση
  • 2.7 Φωτοσύνθεση
• 3 Αναφορές

Εξέλιξη της ταξινόμησης αυτών των ομάδων

Τον 4ο αιώνα π.Χ., τα ζωντανά όντα κατατάσσονταν σε δύο μόνο ομάδες: ζώα και φυτά. Van Leeuwenhoek, το δέκατο έβδομο αιώνα, χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο που είχε κατασκευαστεί, παρατηρήθηκε μικροοργανισμούς που μέχρι τότε ήταν αόρατη και περιγράφεται με το όνομα «ζωάκια» σε πρωτόζωα και βακτήρια.

Στον δέκατο όγδοο αιώνα, τα "μικροσκοπικά ζώα" ενσωματώθηκαν στις συστηματικές ταξινομήσεις του Κάρλος Λινναίου. Στα μέσα του 19ου αιώνα, ένα νέο βασίλειο ομαδοποιεί τα βακτήρια: ο Haeckel θεώρησε ένα συστηματικό βασισμένο σε τρία βασίλεια. το βασίλειο Plantae, το βασίλειο Animalia και το βασίλειο Protista, που ομαδοποίησαν μικροοργανισμούς με πυρήνα (άλγη, πρωτόζωα και μύκητες) και οργανισμούς χωρίς πυρήνα (βακτήρια).

Από τότε, πολλές βιολόγοι έχουν προτείνει διαφορετικά συστήματα ταξινόμησης (Chatton 1937, Copeland 1956, Whittaker 1969) και τα κριτήρια για την ταξινόμηση μικροοργανισμών, αρχικά γειωμένη σε μορφολογικές διαφορές και οι διαφορές στην χρώση (χρώση Gram), πήγαν να βασίζονται σε μεταβολικές και βιοχημικές διαφορές.

Το 1990, ο Carl Woese τεχνικές μοριακής αλληλούχιση χρησιμοποιώντας νουκλεϊκά οξέα (ριβοσωμικό ριβονουκλεϊκό οξύ, rRNA), ανακαλύπτουν ότι μεταξύ μικροοργανισμοί συγκεντρώνονται σε βακτήρια, υπήρχαν πολύ μεγάλες διαφορές φυλογενετική.

Αυτή η ανακάλυψη έδειξε ότι προκαρυωτικά δεν αποτελούν μονοφυλετική ομάδα (με ένα κοινό πρόγονο) και Woese συνέχεια πρότεινε ότι τρεις εξελικτική περιοχών ονομάζονται: Αρχαία, βακτήρια και Ευκαρυώτες (εμπύρηνα κυττάρου οργανισμούς).

Διαφορικά χαρακτηριστικά των Archaea και των βακτηρίων

Οι οργανισμοί της Αρχαίας και των Βακτηρίων, έχουν κοινά χαρακτηριστικά στο ότι και τα δύο είναι μονοκύτταρα ελεύθερα ή συσσωματωμένα. Δεν έχουν καθορισμένο πυρήνα ή οργανίδια, έχουν μέγεθος κυψελίδας μεταξύ 1 και 30μm κατά μέσο όρο.

Παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές σε σχέση με τη μοριακή σύνθεση ορισμένων δομών και τη βιοχημεία των μεταβολισμών τους.

Habitat

είδη βακτηρίων ζουν σε ένα ευρύ φάσμα των οικοτόπων έχουν αποικίσει υφάλμυρο και γλυκό, ζεστά και κρύα περιβάλλοντα, ελώδεις περιοχές, θαλάσσιων ιζημάτων και σχισμές σε βράχους, και μπορεί επίσης να ζουν σε ατμοσφαιρικό αέρα.

Μπορούν να συνυπάρχουν με άλλους οργανισμούς μέσα στους χωνευτικούς σωλήνες των εντόμων, των μαλακίων και των θηλαστικών, των στοματικών κοιλοτήτων, των αναπνευστικών και ουρογεννητικών των θηλαστικών και του αίματος των σπονδυλωτών.

Επίσης, οι μικροοργανισμοί που ανήκουν στα βακτήρια μπορούν να είναι παράσιτα, συμβιωτικά ή συναφή με ψάρια, ρίζες και στελέχη φυτών, θηλαστικών. Μπορούν να συσχετιστούν με μύκητες λειχήνων και με πρωτόζωα. Μπορούν επίσης να είναι προσμείξεις τροφίμων (κρέας, αυγά, γάλα, θαλασσινά, μεταξύ άλλων).

Τα είδη του ομίλου Archaea, έχουν μηχανισμούς προσαρμογής που καθιστούν δυνατή τη ζωή τους σε περιβάλλοντα ακραίων συνθηκών. μπορούν να ζήσουν σε θερμοκρασίες κάτω από 0 ° C και πάνω από 100 ° C (θερμοκρασία που τα βακτήρια δεν μπορούν να ανεχθούν), σε αλκαλικές ή ακραίες συγκεντρώσεις pH και άλατος πολύ υψηλότερες από το θαλασσινό νερό.

Μεθογονικοί οργανισμοί (που παράγουν μεθάνιο, CH₄) ανήκουν επίσης στον τομέα των Αρχαίων.

Μεμβράνη πλάσματος

Το περίβλημα των προκαρυωτικών κυττάρων, γενικά, σχηματίζεται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη, το κυτταρικό τοίχωμα και την κάψουλα.

Η μεμβράνη πλάσματος των οργανισμών της ομάδας των βακτηριδίων δεν περιέχει χοληστερόλη ούτε άλλα στεροειδή, αλλά γραμμικά λιπαρά οξέα δεσμευμένα στη γλυκερόλη με δεσμούς τύπου εστέρα.

Η μεμβράνη των μελών της Αρχαίας μπορεί να αποτελείται από μία διπλή στρώση ή από μία λιπιδική μονοστιβάδα, η οποία δεν περιέχει ποτέ χοληστερόλη. Τα φωσφολιπίδια στη μεμβράνη αποτελούνται από υδρογονάνθρακες μακράς αλυσίδας, διακλαδισμένοι και δεσμευμένοι στη γλυκερόλη με δεσμούς τύπου αιθέρα.

Κυτταρικό τοίχωμα

Στους οργανισμούς της ομάδας βακτηρίων, το κυτταρικό τοίχωμα σχηματίζεται από πεπτιδογλυκάνες ή μουρεΐνη. Οι οργανισμοί του Archaea έχουν κυτταρικά τοιχώματα που περιέχουν ψευδοπεπτιδογλυκάνη, γλυκοπρωτεΐνες ή πρωτεΐνες, ως προσαρμογές σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Επιπλέον, μπορούν να παρουσιάσουν ένα εξωτερικό στρώμα πρωτεϊνών και γλυκοπρωτεϊνών, που καλύπτουν τον τοίχο.

Ρινοσωμικό ριβονουκλεϊκό οξύ (rRNA)

Το rRNA είναι ένα νουκλεϊνικό οξύ που συμμετέχει στην πρωτεϊνική σύνθεση - την παραγωγή των πρωτεϊνών που χρειάζεται το κύτταρο για να εκπληρώσει τις λειτουργίες του και για την ανάπτυξή του - κατευθύνοντας τα ενδιάμεσα στάδια αυτής της διαδικασίας.

Οι νουκλεοτιδικές αλληλουχίες στις ριβοσωμικό ριβονουκλεϊκό οξέα είναι διαφορετικές στις Αρχαία και βακτήρια οργανισμών. Το γεγονός αυτό ανακαλύφθηκε από τον Carl Woese στις μελέτες του του 1990, οι οποίες οδήγησαν στην διαχωρισμός σε δύο διαφορετικές ομάδες σε αυτούς τους οργανισμούς.

Παραγωγή ενδοσπόρων

Μερικά μέλη της ομάδας βακτηρίων μπορούν να παράγουν δομές επιβίωσης που ονομάζονται ενδοσπόρια. Όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι πολύ δυσμενείς, τα ενδοσπόρια μπορούν να διατηρήσουν τη βιωσιμότητά τους για χρόνια, χωρίς σχεδόν καθόλου μεταβολισμό.

Αυτά τα σπόρια είναι εξαιρετικά ανθεκτικά στη θερμότητα, τα οξέα, την ακτινοβολία και διάφορους χημικούς παράγοντες. Στην ομάδα Archaea δεν έχουν αναφερθεί είδη που σχηματίζουν ενδοσπόρια.

Κίνηση

Ορισμένα βακτήρια έχουν μαστίγια που τους παρέχουν κινητικότητα. σπειροχαίτες έχουν μια αξονική νήματος μέσω της οποίας μπορεί να κινείται σε υγρά, ιξώδη ως ιλύς και χούμο.

Μερικά πορφυρά και πράσινα βακτήρια, κυανοβακτήρια και Archaea διαθέτουν φυσαλίδες αερίων που τους επιτρέπουν να μετακινούνται με επίπλευση. Τα γνωστά είδη Archaea δεν έχουν εξαρτήματα όπως μαστίγια ή νημάτια.

Φωτοσύνθεση

Εντός του τομέα βακτηρίων, υπάρχουν είδη κυανοβακτηρίων που μπορούν να εκτελέσουν οξυγονική φωτοσύνθεση (η οποία παράγει οξυγόνο), δεδομένου ότι έχουν χλωροφύλλη και φυκοβιλίνες ως βοηθητικές χρωστικές, ενώσεις που συλλαμβάνουν το φως του ήλιου.

Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει επίσης οργανισμούς που εκτελούν anoxygenic φωτοσύνθεση (η οποία παράγει οξυγόνο) μέσω βακτηριοχλωροφύλλης απορροφά το φως του ήλιου, όπως: κόκκινο πράσινο βακτήρια μοβ θείου ή κόκκινο και όχι θειώδες, πράσινο βακτήρια θείου και χωρίς θειώδες.

Στον τομέα των Αρχαίων, δεν έχουν αναφερθεί φωτοσυνθετικά είδη, αλλά το γένος Halobacterium, των ακραίων αλοφόρων, είναι σε θέση να παράγει τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ), με τη χρήση ηλιακού φωτός χωρίς χλωροφύλλη. Διαθέτουν το πορφυρό πορφυρό πιγμέντο, το οποίο δεσμεύεται με πρωτεΐνες μεμβράνης και σχηματίζει ένα σύμπλεγμα που ονομάζεται βακτηριοδοψοπίνη.

Το σύμπλεγμα bacteriorhodopsin απορροφά ενέργεια από το ηλιακό φως και όταν απελευθερώνεται μπορεί να αντλεί ιόντα Η⁺ στο κυψελοειδές εξωτερικό περιβάλλον και προάγουν τη φωσφορυλίωση της ΑϋΡ (διφωσφορική αδενοσίνη) σε ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), από την οποία ο μικροοργανισμός λαμβάνει ενέργεια.

Αναφορές

1. Barraclough T.G. και Nee, S. (2001). Φυλογενετική και συσχετισμός. Τάσεις στην Οικολογία και την Εξέλιξη. 16: 391-399.
2. Doolittle, W.F. (1999). Φυλογενετική ταξινόμηση και το γενικό δέντρο. Επιστήμη 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, Α., Levasseur, Α., Rolain, J., Pontarotti, Ρ. And Raoult, D. (2018). Φυλογενεμική Ανάλυση της β-Λακταμάσης στα Αρχαία και τα Βακτήρια Επιτρέπει την ταυτοποίηση πιθανών Νέων Μελών. Genome Biology and Evolution. 10 (4): 1106-1114. Genome Biology and Evolution. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittaker, R. Η. (1969). Νέες έννοιες των βασιλείων των οργανισμών. Επιστήμη 163: 150-161.
5. Woese, C.R., Kandler, Ο. And Wheelis, Μ.Ι. (1990). Προς ένα φυσικό σύστημα οργανισμών: πρόταση για τους τομείς Αρχαία, Βακτήρια και Ευκαρυά. Πρακτικά της Ακαδημίας Φυσικών Επιστημών. ΗΠΑ 87: 45-76.