Značilnosti enoceličnih organizmov, razmnoževanje, prehrana

The enocelični organizmi To so bitja, katerih genetski material, encimski stroji, beljakovine in druge molekule, potrebne za življenje, so omejene v eni celici. Zahvaljujoč temu so izjemno zapleteni biološki subjekti, pogosto zelo majhne.

Od treh domen življenja, dva - loke in bakterije - tvorijo enocelični organizmi. Poleg tega, da so enocelični, ti prokariotski organizmi nimajo jedra in so izjemno raznoliki in obilni.

Vodnjak Pixabay.com

V preostali domeni, evkariotah, najdemo tako enocelične kot večcelične organizme. Znotraj enoceličnega imamo protozoe, nekaj gliv in nekaj alg.

[TOC]

Glavne značilnosti

Pred približno 200 leti so takratni biologi menili, da so organizmi, ki jih tvori ena celica, razmeroma preprosti. Ta zaključek je bil posledica majhnih informacij, ki so jih prejeli iz leč, ki so jih uporabili za vizualizacijo.

Danes lahko zahvaljujoč tehnološkemu napredku, povezanem z mikroskopijo. Nato bomo razpravljali o najpomembnejših strukturah v enoceličnih organizmih, tako v evkariotih kot v prokariotih.

Sestavni deli prokariotske celice

Genetski material

Najbolj izjemna značilnost prokariotske celice je pomanjkanje membrane, ki omejuje genetski material. Torej odsotnost pravega jedra.

V nasprotju s tem se DNK nahaja kot vidna struktura: kromosom. V večini bakterij in lokov je DNK organizirana v velikem krožnem kromosomu, povezanem z beljakovinami.

V modelni bakteriji, kot je Escherichia coli (V naslednjih razdelkih bomo govorili več o njegovi biologiji) kromosom doseže linearno dolžino do 1 mm, skoraj 500 -krat večjo od celice.

Za shranjevanje vsega tega materiala mora DNK vzeti super vpoklicano konformacijo. Ta primer je ekstrapoliran za večino članov bakterij. Fizično območje, kjer se ta kompaktna struktura genetskega materiala imenuje nukleoidna.

Poleg kromosoma imajo lahko prokariotski organizmi na stotine majhnih dodatnih molekul DNK, imenovane plazmide.

Ti, tako kot kromosom, kodirajo za specifične gene, vendar so fizično izolirani. Ker so koristne v zelo specifičnih okoliščinah, sestavljajo nekakšne pomožne genetske elemente.

Ribosomi

Za proizvodnjo beljakovin imajo prokariotske celice kompleksno encimsko stroje, imenovano ribosomi, ki distribuirajo po celični notranjosti. Vsaka celica lahko vsebuje približno 10.000 ribosomov.

Fotosintetske stroje

Bakterije, ki izvajajo fotosintezo. Membrane fotosintetskih bakterij imajo invaginacije, kjer so shranjeni encimi in pigmenti, potrebni za zapletene reakcije.

Te fotosintetske vezikule je mogoče ohraniti povezave s plazemsko membrano ali jih je mogoče odpraviti in namestiti znotraj celice.

Citoskelet

Kot že ime pove, je citoskelet celični skelet. Osnova te strukture sestavljajo beljakovinska vlakna, ki je bistvena za proces delitve celic in za vzdrževanje celične oblike.

Nedavne raziskave so pokazale, da citoskelet v prokariotih tvori kompleksno omrežje nitk in ni tako preprost, kot je prej mislil.

Vam lahko služi: Simplasto: deli in značilnosti

Organele v prokariotih

Zgodovinsko gledano je bila ena najbolj izjemnih značilnosti prokariotskega telesa pomanjkanje notranjih oddelkov ali organelov.

Danes je sprejeto, da imajo bakterije specifične vrste organel (predelkov, obkroženih z membranami), povezane s shranjevanjem kalcijevih ionov, mineralnimi kristali, ki sodelujejo v celični orientaciji, in encimi.

Sestavni deli enocelične evkariotske celice

Znotraj rodu evkariote imamo tudi enocelične organizme. Za njih je značilno, da je genetski material omejen v organelu, obkrožen z dinamično in zapleteno membrano.

Stroji za proizvodnjo beljakovin tvorijo tudi ribosomi v teh organizmih. Vendar so v evkariotih ti večji. Pravzaprav je razlika v velikosti ribosomov ena glavnih razlik med obema skupinama.

Evkariontske celice so bolj zapletene kot prokariote, opisane v prejšnjem razdelku, saj predstavljajo podklade, obkrožene z eno ali več membranami, imenovanimi organeli. Med njimi imamo med drugim mitohondrije, endoplazemski retikulum, Golgijevi aparati, vakuole in lizosome.

V primeru organizmov s sposobnostjo fotosinteze imajo encimske stroje in pigmente, shranjene v strukturah, imenovanih plastika. Najbolj znani so kloroplasti, čeprav obstajajo tudi amiloplast, kromoplastos, etioplasti.

Nekateri enocelični evkarioti imajo celično steno, kot so alge in glive (čeprav se razlikujejo v svoji kemični naravi).

Razlike med bakterijami in loki

Kot smo že omenili, domene lokov in bakterij tvorijo enocelični posamezniki. Vendar delitev te značilnosti še ne pomeni, da so rodovnice enake.

Če bomo temeljito primerjali obe skupini, se bomo zavedali, da se razlikujejo na enak način kot mi - ali kateri koli drug sesalec - se razlikujemo od ribe. Temeljne razlike so naslednje.

Celična membrana

Začenši od omejitev celic se molekule, ki tvorijo steno in membrano obeh rodov. V bakterijah so fosfolipidi sestavljeni iz maščobnih kislin, pritrjenih na glicerol. V nasprotju s tem imajo loki zelo razvejane fosfolipide, zasidrane na glicerol.

Poleg tega se tudi povezave, ki tvorijo fosfolipidi. Zaradi tega lahko loki živijo v okoljih, kjer so temperatura, pH in drugi skrajni.

Celična stena

Celična stena je struktura, ki ščiti organizem osmotskih stresnih celic, ki nastane zaradi razlike v koncentracijah med celično notranjostjo in okoljem, ki tvori nekakšen eksoskelet.

Na splošno ima celica visoko koncentracijo topljencev. Glede na načela osmoze in difuzije bi voda vstopila v celico in razširila njegovo volumen.

Stena ščiti lomljeno celico, zahvaljujoč svoji trdni in vlaknasti strukturi. V bakterijah je glavna strukturna komponenta peptidoglikan, čeprav so lahko prisotne nekatere molekule, na primer glikolipidi.

V primeru lokov je narava celične stene precej spremenljiva in v nekaterih primerih neznana. Vendar je peptidoglikan odsoten v doslej izvedenih študijah.

Organizacija genoma

Glede na strukturno organizacijo genetskega materiala so loki bolj podobni evkariontskim organizmom, saj se geni prekinejo z regijami, ki jih ne bodo prevedli, imenovani introni - izraz, ki se uporablja za prevedene regije, je "ekson".

Vam lahko služi: mastociti: izvor in usposabljanje, značilnosti in funkcije

V nasprotju s.

Razlike z večceličnimi organizmi

Ključna razlika med večceličnim in enoceličnim organizmom je število celic, ki sestavljajo telo.

Pluricelični organizmi so sestavljeni iz več celic in na splošno vsaka specializirana za določeno delo, delitev nalog pa je ena izmed njegovih najbolj izjemnih značilnosti.

Z drugimi besedami, ker celici ni več treba opravljati vseh potrebnih dejavnosti, da bi ohranil živi organizem, se pojavi delitev nalog.

Na primer, nevronske celice izpolnjujejo popolnoma različne naloge od tistih, ki jih izvajajo ledvične ali mišične celice.

Ta razlika v nalogah je izražena v morfoloških razlikah. To pomeni, da niso vse celice, ki sestavljajo večcelični organizem, v njegovi obliki enake - nevroni so v obliki dreves, mišične celice so podolgovate in tako naprej.

Specializirane celice večceličnih organizmov so združene v tkiva in te v organih. Organi, ki izpolnjujejo podobne ali dopolnilne funkcije, so razvrščeni v sisteme. Tako imamo strukturno hierarhično organizacijo, ki se ne pojavlja v enoceličnih entitetah.

Reprodukcija

Aseksualna reprodukcija

Enocelični organizmi se razmnožujejo aseksualno. Upoštevajte, da v teh organizmih ni posebnih struktur, ki so vključene v razmnoževanje, kot se pojavlja pri različnih vrstah večceličnih bitij.

V tej vrsti aseksualne reprodukcije oče povzroči potomce brez potrebe po spolnem partnerju ali združitvi gameta.

Aseksualno razmnoževanje je razvrščeno na različne načine, na splošno pa uporabljamo kot referenco ravnino ali obliko delitve, ki jo telo uporablja za delitev.

Skupna vrsta je binarna cesija, kjer posameznik povzroči dva organizma, enako starševskemu. Nekateri imajo možnost, da ustvarijo cepljenje več kot dva potomca, kar je znano kot večkratna cepitev.

Druga vrsta je gematizacija, kjer organizem povzroča manjšega. V teh primerih starševski organizem izvira iz podaljška, ki še vedno narašča na ustrezno velikost in nato izhaja iz svojega starša. Druge enocelične organizme lahko reproduciramo z oblikovanjem spore.

Čeprav je aseksualna reprodukcija značilna za enocelične organizme, ni edinstven za to linijo. Nekatere večcelične organizme, kot so alge, gobice, ehinoderme, lahko med drugim reproducira ta modalnost.

Vodoravni prenos genov

Čeprav v prokariotskih organizmih ni spolne reprodukcije, lahko to izmenjujejo genetski material z drugimi posamezniki z dogodkom, imenovanim horizontalnim prenosom genov. Ta izmenjava ne vključuje gradiva od staršev do otrok, ampak se pojavlja med posamezniki iste generacije.

To se zgodi s tremi temeljnimi mehanizmi: konjugacija, transformacija in transdukcija. V prvi vrsti lahko dolge koščke DNK izmenjujemo s fizičnimi povezavami med dvema posameznikoma skozi spolni pili.

Vam lahko služi: citoskelet

V obeh mehanizmih je velikost izmenjene DNK nižja. Transformacija je goli DNK, ki ga jemlje bakterija, transdukcija pa je sprejem tuje DNK posledice virusne okužbe.

Obilje

Življenje lahko razdelimo na tri glavne domene: loke, bakterije in evkariote. Prva dva sta prokarioti, ker njihovo jedro ni obkroženo z membrano in so vsi enotni organizmi.

Po trenutnih ocenah jih je več kot 3.10³⁰ Posamezniki bakterij in lokov na zemlji, večina brez imena in brez opisa. Pravzaprav naše telo oblikujejo dinamične populacije teh organizmov, ki vzpostavljajo simbiotske odnose z nami.

Prehrana

Prehrana v enoceličnih organizmih je izjemno raznolika. Obstajajo tako heterotrofni kot avtotrofni organizmi.

Prva mora zaužiti svojo okoljsko hrano, na splošno fagociping prehranske delce. Avtotrofične različice imajo vse potrebne stroje za pretvorbo lahke energije v kemijo, shranjeno v sladkorjih.

Tako kot vsak živi organizem tudi enocelični zahtevajo določena hranila, kot so voda, vir ogljika, mineralni ioni, za optimalno rast in razmnoževanje. Vendar nekatera zahtevajo tudi posebna hranila.

Primeri enoceličnih organizmov

Zaradi velike raznolikosti enoceličnih organizmov je kompleksno narediti seznam primerov. Vendar bomo omenili vzorčne organizme iz biologije in organizmov z medicinsko in industrijsko pomembnostjo:

Escherichia coli

Najbolje preučen organizem je brez dvoma bakterija Escherichia coli. Čeprav imajo nekateri sevi lahko negativne zdravstvene posledice, In. coli Je običajna in obilna sestavina človeške mikrobiote.

Je koristno v različnih perspektivah. V našem prebavnem traktu bakterije pomagajo pri proizvodnji nekaterih vitaminov in konkurenčno izključijo patogene mikroorganizme, ki bi lahko vstopili v naše telo.

Poleg tega je v bioloških laboratorijih eden najbolj uporabljenih modelnih organizmov, saj je zelo koristen za odkritja v znanosti.

Trypanosoma cruzi

To je protozojski parazit, ki živi v celicah in povzroča Chagasovo bolezen. To velja za pomemben javni zdravstveni problem v več kot 17 državah, ki se nahajajo v tropih.

Ena najbolj izjemnih značilnosti tega zajedavca je prisotnost nadloga za lokomocijo in ene same mitohondrije. Na svojega gostitelja sesalcev jih prenaša nekaj žuželk, ki pripadajo družini Hemiptera, imenovane triathomine.

Drugi primeri mikroorganizmov so Giardia, Euglena, Plazmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae, med ostalimi.

Reference

1. Aleksander, m. (1961). Uvod v mikrobiologijo tal. John Wiley in Sons, Inc ..
2. Baker, g. C., Smith, J. J., & Cowan, D. Do. (2003). Pregled in ponovna analiza domeno specifičnih 16S temeljnih premazov. Časopis za mikrobiološke metode, 55(3), 541–555.
3. Forbes, b. Do., Sahm, d. F., & Weissfeld, a. S. (2007). Diagnostična mikrobiologija. Mosby.
4. Freeman, s. (2017). Biološka znanost. Pearson Education.
5. Murray, str. R., Rosenthal, k. S., & Pfaller, m. Do. (2015). Mikrobiologija Medical. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, J. B., Urry, l. Do., Cain, m. L., Wasserman, s. Do., Minorsky, str. V., & Jackson, r. B. (2014). Campbell Biology. Pearson Education.