Aké sú hlavné rozdiely medzi archaea a baktériami?



Hlavné rozdiely medzi archaea a baktériami sú založené na molekulárno-štrukturálnych a metabolických aspektoch, ktoré budeme ďalej rozvíjať. Domény skupiny Archaea taxonomicky jednobunkové mikroorganizmy, ktoré majú morfológiu prokaryotických buniek (bez jadrovej membrány alebo membrány cytoplazmatických organel), vlastnosti, ktoré sa podobajú baktériám.

Existujú však aj funkcie, ktoré ich odlišujú, pretože archaea sú vybavené veľmi špecifickými adaptačnými mechanizmami, ktoré im umožňujú žiť v prostrediach extrémne podmienky.

Baktérová doména obsahuje najpočetnejšie formy baktérií nazývaných eubaktérie alebo pravé baktérie. To sú tiež jednobunkové, mikroskopické, prokaryotické organizmy, ktoré žijú v akomkoľvek prostredí mierne podmienky.

index

  • 1 Vývoj taxonómie týchto skupín
  • 2 Diferenciálne charakteristiky Archaea a baktérií
    • 2.1
    • 2.2 Plazmatická membrána
    • 2.3 Bunková stena
    • 2,4 ribozomálna ribonukleová kyselina (rRNA)
    • 2.5 Produkcia endosporov
    • 2.6 Pohyb
    • 2.7 Fotosyntéza
  • 3 Odkazy

Evolúcia taxonómie týchto skupín

Vo štvrtom storočí pred naším letopočtom boli živé bytosti rozdelené do dvoch skupín: zvierat a rastlín. Van Leeuwenhoek, v sedemnástom storočí, pomocou mikroskopu, ktorý si sám postavil, mohol pozorovať mikroorganizmy, ktoré boli dovtedy neviditeľné a opísané pod menom prvoky a baktérie "animas".

V 18. storočí boli "mikroskopické zvieratá" zapracované do systematických klasifikácií Carlosa Linnaeusa. V polovici 19. storočia, nové kráľovstvo zoskupuje baktérie: Haeckel postuloval systematický založený na troch kráľovstvách; kráľovstvo Plantae, kráľovstvo Animalia a kráľovstvo Protista, ktoré zoskupili mikroorganizmy s jadrom (riasy, prvoky a huby) a organizmy bez jadra (baktérie).

Od tohto dátumu niekoľko biológov navrhlo rôzne klasifikačné systémy (Chatton v roku 1937, Copeland v roku 1956, Whittaker v roku 1969) a kritériá na klasifikáciu mikroorganizmov, spočiatku založené na morfologických rozdieloch a rozdieloch v zafarbení (farbenie podľa Grama), Vychádzali z metabolických a biochemických rozdielov.

V roku 1990 Carl Woese, ktorý použil molekulárne techniky sekvencovania nukleových kyselín (ribozomálna ribonukleová kyselina, rRNA), zistil, že medzi mikroorganizmami zoskupenými ako baktérie boli veľmi veľké fylogenetické rozdiely.

Tento objav ukázal, že prokaryoty nie sú monofyletickou skupinou (so spoločným predchodcom) a Woese potom navrhol tri evolučné domény, ktoré nazval: Archaea, Bacteria a Eukarya (organizmy jadrových buniek).

Diferenciálne charakteristiky Archaea a baktérií

Organizmy Archaea a Baktérie majú spoločné vlastnosti v tom, že obe sú jednobunkové alebo agregované. Nemajú definované jadro alebo organely, majú v priemere 1 až 30 μm.

Predstavujú významné rozdiely v molekulárnom zložení niektorých štruktúr av biochémii ich metabolizmu.

habitat

Druhy baktérií žijú v širokom spektre biotopov: osídlili brakické a sladké vody, chladné a horúce prostredie, bažinaté pôdy, morské sedimenty a trhliny v skalách a môžu žiť aj v atmosférickom vzduchu.

Môžu koexistovať s inými organizmami v tráviacom trakte hmyzu, mäkkýšov a cicavcov, ústnych dutín, dýchacích ciest a urogenitálu cicavcov a krvi stavovcov..

Tiež mikroorganizmy patriace do baktérií môžu byť parazity, symbionty alebo komplexy rýb, koreňov a stoniek rastlín cicavcov; môžu byť spojené s lišajníkovými hubami as prvoky. Môžu to byť aj potravinové kontaminanty (mäso, vajcia, mlieko, morské plody, okrem iného).

Druhy skupiny Archaea majú adaptačné mechanizmy, ktoré umožňujú ich život v prostredí extrémnych podmienok; môžu žiť pri teplotách pod 0 ° C a nad 100 ° C (teplota, ktorú baktérie nemôžu tolerovať), pri alkalickom alebo extrémnom pH kyseliny a koncentráciách solí oveľa vyšších ako morská voda.

Metanogénne organizmy (ktoré produkujú metán, CH. \ T4) patria tiež do domény Archaea.

Plazmatická membrána

Obal prokaryotických buniek je všeobecne tvorený cytoplazmatickou membránou, bunkovou stenou a kapsulou..

Plazmatická membrána organizmov skupiny baktérií neobsahuje cholesterol ani iné steroidy, ale lineárne mastné kyseliny viazané na glycerol väzbami esterového typu.

Membrána členov Archaea môže byť tvorená dvojvrstvou alebo lipidovou monovrstvou, ktorá nikdy neobsahuje cholesterol. Fosfolipidy v membráne pozostávajú z uhľovodíkov s dlhým reťazcom, rozvetvených a viazaných na glycerol väzbami éterového typu.

Bunková stena

V organizmoch skupiny baktérií je bunková stena tvorená peptidoglykánmi alebo mureínom. Archaea organizmy majú bunkové steny, ktoré obsahujú pseudopeptidoglykán, glykoproteíny alebo proteíny, ako adaptácie na extrémne podmienky prostredia.

Okrem toho môžu tvoriť vonkajšiu vrstvu proteínov a glykoproteínov, ktorá zakrýva stenu.

Ribozomálna ribonukleová kyselina (rRNA)

RRNA je nukleová kyselina, ktorá sa podieľa na syntéze proteínov - produkciu proteínov, ktoré bunka potrebuje na plnenie svojich funkcií a na jej vývoj, pričom riadi priebežné kroky tohto procesu..

Nukleotidové sekvencie v ribozomálnych ribonukleových kyselinách sú odlišné v organizmoch Archaea a Bacteria. Túto skutočnosť objavil Carl Woese vo svojich štúdiách z roku 1990, čo malo za následok k týmto organizmom.

Produkcia endospore

Niektorí členovia skupiny baktérií môžu produkovať štruktúry prežitia nazývané endospory. Keď sú environmentálne podmienky veľmi nepriaznivé, endospory si môžu udržať svoju životaschopnosť roky, prakticky bez metabolizmu.

Tieto spóry sú mimoriadne odolné voči teplu, kyselinám, žiareniu a rôznym chemickým činidlám. V skupine Archaea neboli hlásené žiadne druhy, ktoré tvoria endospory.

pohyb

Niektoré baktérie majú bičík, ktorý im poskytuje pohyblivosť; spirochety majú axiálne vlákno, pomocou ktorého sa môžu pohybovať v kvapalnom, viskóznom médiu, ako je kaly a humus.

Niektoré fialové a zelené baktérie, cyanobaktérie a Archaea majú plynové vezikuly, ktoré im umožňujú pohyb flotáciou. Známe druhy Archaea nemajú prívesky ako bičík alebo filamenty.

fotosyntéza

V doméne Baktérie existujú druhy cyanobaktérií, ktoré môžu vykonávať kyslíkovú fotosyntézu (ktorá produkuje kyslík), pretože majú ako prídavné pigmenty chlorofyl a fykobilíny, zlúčeniny, ktoré zachytávajú slnečné svetlo.

Táto skupina tiež obsahuje organizmy, ktoré produkujú anoxigénnu fotosyntézu (ktorá neprodukuje kyslík) prostredníctvom bakteriochlorofylov, ktoré absorbujú slnečné svetlo, ako sú: červené alebo purpurové síry a non-sírne červené baktérie, zelené síry baktérie a non-síry zelené baktérie.

V doméne Archaea neboli hlásené žiadne fotosyntetické druhy, ale rod Halobacterium, je schopný produkovať adenozíntrifosfát (ATP) s použitím slnečného svetla bez chlorofylu. Majú retinálny purpurový pigment, ktorý sa viaže na membránové proteíny a tvorí komplex nazývaný bakteriorhodopsín.

Komplex bakteriorhodopsínu absorbuje energiu zo slnečného žiarenia a pri uvoľnení môže čerpať ióny H+ podporia fosforyláciu ADP (adenozíndifosfát) na ATP (adenozíntrifosfát), z ktorého mikroorganizmus získava energiu.

referencie

  1. Barraclough T.G. a Nee, S. (2001). Fylogenetika a speciacia. Trendy v ekológii a evolúcii. 16: 391-399.
  2. Doolittle, W.F. (1999). Fylogenetická klasifikácia a univerzálny strom. Science. 284: 2124-2128.
  3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. a Raoult, D. (2018). Fylogenomická analýza β-laktamázy v Archaea a baktériách umožňuje identifikáciu putatívnych nových členov. Biológia a evolúcia genómu. 10 (4): 1106-1114. Biológia a evolúcia genómu. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
  4. Whittaker, R. H. (1969). Nové koncepcie kráľovstiev organizmov. Science. 163: 150-161.
  5. Woese, C.R., Kandler, O. a Wheelis, M.L. (1990). Smerom k prirodzenému systému organizmov: návrh pre oblasti Archaea, Bacteria a Eukarya. Zborník Akadémie prírodných vied. USA. 87: 45-76.