Jaké jsou hlavní rozdíly mezi archaea a bakteriemi?



Hlavní rozdíly mezi archaea a bakteriemi jsou založeny na molekulárně-strukturálních a metabolických aspektech, které budeme dále rozvíjet. Domény skupiny Archaea taxonomicky jednobuněčné mikroorganismy, které mají morfologii prokaryotických buněk (bez jaderné membrány nebo membrány cytoplazmatických organel), vlastnosti, které se podobají bakteriím.

Existují však také funkce, které je oddělují, protože archaea jsou vybaveny velmi specifickými adaptačními mechanismy, které jim umožňují žít v prostředích extrémních podmínek.

Doména bakterií obsahuje nejrozšířenější formy bakterií zvané eubakterie nebo pravé bakterie. To jsou také jednobuněčné, mikroskopické, prokaryotické organismy, které žijí v jakémkoliv prostředí mírné podmínky.

Index

  • 1 Evoluce taxonomie těchto skupin
  • 2 Diferenciální charakteristiky Archaea a bakterií
    • 2.1 Stanoviště
    • 2.2 Plazmatická membrána
    • 2.3 Buněčná stěna
    • 2,4 ribozomální ribonukleová kyselina (rRNA)
    • 2.5 Produkce endospor
    • 2.6 Pohyb
    • 2.7 Fotosyntéza
  • 3 Odkazy

Evoluce taxonomie těchto skupin

Ve čtvrtém století před naším letopočtem byly živé bytosti rozděleny do dvou skupin: zvířata a rostliny. Van Leeuwenhoek, v sedmnáctém století, pomocí mikroskopu, který si postavil sám, mohl pozorovat mikroorganismy, které byly do té doby neviditelné a popsané pod názvem "animas" prvoky a bakterie.

V osmnáctém století, “mikroskopická zvířata” byla včleněna do systematických klasifikací Carlose Linnaeus. V polovině 19. století, nové království seskupuje bakterie: Haeckel postuloval systematický založený na třech královstvích; říše Plantae, království Animalia a království Protista, které seskupily mikroorganismy s jádrem (řasy, prvoky a houby) a organismy bez jádra (bakterie).

Od tohoto data, několik biologů navrhlo různé klasifikační systémy (Chatton v 1937, Copeland v 1956, Whittaker v 1969) a kritéria pro klasifikovat mikroorganismy, zpočátku založený na morfologických rozdílech a rozdíly v barvení (Gram barvení), \ t vycházely z metabolických a biochemických rozdílů.

V roce 1990, Carl Woese, aplikovat molekulární techniky sekvenování nukleové kyseliny (ribozomální ribonukleová kyselina, rRNA), objevil to mezi mikroorganismy seskupené jako bakterie, tam byly velmi velké fylogenetic rozdíly \ t.

Tento objev ukázal, že prokaryoty nejsou monofyletická skupina (se společným předkem) a Woese pak navrhl tři evoluční domény, které pojmenoval: Archaea, Bacteria a Eukarya (organismy jaderných buněk).

Diferenciální charakteristiky Archaea a bakterií

Organismy Archaea a Bacteria mají společné vlastnosti v tom, že oba jsou jednobuněčné nebo agregované. Oni nemají definované jádro nebo organelles, oni mají velikost buňky mezi 1 k 30μm v průměru.

Představují významné rozdíly v molekulárním složení některých struktur av biochemii jejich metabolismu.

Lokalita

Druhy bakterií žijí v širokém spektru stanovišť: kolonizují brakické a sladké vody, chladné a horké prostředí, bažinaté půdy, mořské sedimenty a trhliny ve skalách a mohou také žít v atmosférickém vzduchu.

Mohou koexistovat s jinými organismy uvnitř zažívacích trubic hmyzu, měkkýšů a savců, ústních dutin, dýchacích cest a urogenitálu savců a krve obratlovců..

Také mikroorganismy patřící k bakteriím mohou být parazity, symbionty nebo komensály ryb, kořenů a stonků rostlin, savců; mohou být spojeny s lišejníkovými houbami as prvoky. Mohou to být také kontaminanty potravin (maso, vejce, mléko, mořské plody, mj.).

Druhy skupiny Archaea mají adaptační mechanismy, které umožňují jejich život v prostředí extrémních podmínek; mohou žít při teplotách pod 0 ° C a nad 100 ° C (teplota, kterou bakterie netolerují), při alkalickém nebo extrémním pH kyselin a koncentracích solí mnohem vyšších než mořská voda.

Methanogenní organismy (které produkují metan, CH4) také patří do domény Archaea.

Plazmatická membrána

Obálka prokaryotických buněk je obecně tvořena cytoplazmatickou membránou, buněčnou stěnou a kapslí..

Plazmatická membrána organismů skupiny bakterií neobsahuje cholesterol ani jiné steroidy, ale lineární mastné kyseliny vázané na glycerol vazbami esterového typu.

Membrána členů Archaea může být tvořena dvojvrstvou nebo lipidovou monovrstvou, která nikdy neobsahuje cholesterol. Fosfolipidy v membráně se skládají z uhlovodíků s dlouhým řetězcem, rozvětvených a vázaných na glycerol vazbami etherového typu.

Buněčná stěna

V organismech skupiny bakterií je buněčná stěna tvořena peptidoglykany nebo mureinem. Organismy Archaea mají buněčné stěny, které obsahují pseudopeptidoglykan, glykoproteiny nebo proteiny, jako adaptace na extrémní podmínky prostředí.

Navíc mohou představovat vnější vrstvu proteinů a glykoproteinů, které pokrývají stěnu.

Ribozomální ribonukleová kyselina (rRNA)

RRNA je nukleová kyselina, která se podílí na syntéze proteinů - produkci proteinů, které buňka vyžaduje pro plnění svých funkcí a pro její vývoj - a řídí průběžné kroky tohoto procesu..

Nukleotidové sekvence v ribozomálních ribonukleových kyselinách se liší v organismech Archaea a Bacteria. Tato skutečnost byla objevena Carlem Woese v jeho studiích z roku 1990, což vyústilo v těchto dvou organismů.

Produkce endospore

Někteří členové skupiny bakterií mohou produkovat struktury přežití zvané endospory. Když jsou podmínky prostředí velmi nepříznivé, endospory si mohou udržet životaschopnost po celá léta, prakticky bez metabolismu.

Tyto spory jsou mimořádně odolné vůči teplu, kyselinám, záření a různým chemickým látkám. Ve skupině Archaea nebyly hlášeny žádné druhy, které tvoří endospory.

Pohyb

Některé bakterie mají bičíky, které jim poskytují pohyblivost; spirochety mají axiální vlákno, pomocí kterého se mohou pohybovat v kapalném, viskózním médiu, jako je kal a humus.

Některé fialové a zelené bakterie, sinice a Archaea mají plynové váčky, které jim umožňují pohyb flotací. Známé druhy Archaea nemají přívěsky jako bičíky nebo filamenty.

Fotosyntéza

V doméně Bacteria existují druhy cyanobakterií, které mohou provádět kyslíkovou fotosyntézu (která produkuje kyslík), protože mají jako doplňkové pigmenty chlorofyl a fykobiliny, sloučeniny, které zachycují sluneční světlo.

Tato skupina také obsahuje organismy, které produkují anoxigenní fotosyntézu (která neprodukuje kyslík) přes bakteriochlorofyly, které absorbují sluneční světlo, jako jsou: červené nebo purpurové síry a non-sirné červené bakterie, zelené sirné bakterie a non-síry zelené bakterie.

V doméně Archaea nebyly hlášeny žádné fotosyntetické druhy, ale rod Halobacterium, Je schopna produkovat adenosintrifosfát (ATP) s použitím slunečního světla bez chlorofylu. Mají sítnicový purpurový pigment, který se váže na membránové proteiny a tvoří komplex nazývaný bakteriorhodopsin.

Komplex bakteriorhodopsin absorbuje energii ze slunečního světla a při uvolnění může pumpovat ionty H+ podporují fosforylaci ADP (adenosintifosfátu) na ATP (adenosintrifosfát), ze kterého mikroorganismus získává energii.

Odkazy

  1. Barraclough T.G. a Nee, S. (2001). Fylogenetika a speciace. Trendy v ekologii a evoluci. 16: 391-399.
  2. Doolittle, W.F. (1999). Fylogenetická klasifikace a univerzální strom. Věda 284: 2124-2128.
  3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. a Raoult, D. (2018). Fylogenomická analýza p-laktamázy v Archaea a bakteriích umožňuje identifikaci putativních nových členů. Biologie a evoluce genomu. 10 (4): 1106-1114. Biologie a evoluce genomu. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
  4. Whittaker, R. H. (1969). Nové koncepty království organismů. Věda 163: 150-161.
  5. Woese, C.R., Kandler, O. a Wheelis, M.L. (1990). Směrem k přirozenému systému organismů: návrh pro oblasti Archaea, Bacteria a Eukarya. Sborník akademie přírodních věd. USA 87: 45-76.