Charakteristiky jednobunkových organizmov, reprodukcia, výživa

Ten jednobunkové organizmy Sú to bytosti, ktorých genetický materiál, enzymatické mechanizmy, proteíny a ďalšie molekuly potrebné pre život sú obmedzené v jednej bunke. Vďaka tomu sú to mimoriadne zložité biologické entity, často veľmi malú veľkosť.

Z troch oblastí života sú dve - oblúky a baktérie - tvorené jednobunkovými organizmami. Okrem toho, že sú jednobunkové, tieto prokaryotické organizmy nemajú jadro a sú mimoriadne rozmanité a hojné.

Fontána Pixabay.com

V zostávajúcej doméne, Eukaryotas, nachádzame jednobunkové aj mnohobunkové organizmy. V rámci jednobunky máme protozoa, niektoré huby a niektoré riasy.

[TOC]

Hlavné charakteristiky

Asi pred 200 rokmi biológovia času uvažovali o tom, že organizmy tvorené jedinou bunkou boli relatívne jednoduché. Tento záver bol spôsobený malými informáciami, ktoré dostali od šošoviek, ktoré použili na vizualizáciu.

Dnes vďaka technologickému pokroku súvisiacim s mikroskopiou môžeme vizualizovať zložitú sieť štruktúr, ktoré jednobunkové bytosti a veľká rozmanitosť vykazujú tieto línie, ktoré tieto línie vykazujú. Ďalej budeme diskutovať o najrelevantnejších štruktúrach v jednobunkových organizmoch, a to v eukaryotoch aj v prokaryotoch.

Zložky prokaryotickej bunky

Genetický materiál

Najvýznamnejšou črtou prokaryotickej bunky je nedostatok membrány, ktorá vymedzuje genetický materiál. To znamená, že neprítomnosť skutočného jadra.

Naopak, DNA sa nachádza ako výrazná štruktúra: chromozóm. Vo väčšine baktérií a oblúkov je DNA organizovaná vo veľkom kruhovom chromozóme spojenom s proteínmi.

V modelovej baktérii, napríklad Escherichia coli (V nasledujúcich častiach budeme hovoriť viac o jeho biológii) Chromozóm dosahuje lineárnu dĺžku až 1 mm, čo je takmer 500 -násobok veľkosti bunky.

Na ukladanie všetkého tohto materiálu musí DNA vziať super-inklapovanú konformáciu. Tento príklad je extrapolovateľný pre väčšinu členov baktérií. Fyzikálna oblasť, v ktorej sa táto kompaktná štruktúra genetického materiálu nazýva nukleoid.

Okrem chromozómu môžu mať prokaryotické organizmy stovky malých ďalších molekúl DNA, nazývané plazmidy.

Tieto, rovnako ako chromozóm, kódujú pre špecifické gény, ale sú z neho fyzicky izolované. Pretože sú užitočné za veľmi špecifických okolností, tvoria určitý druh pomocných genetických prvkov.

Ribozómy

Na výrobu proteínov majú prokaryotické bunky komplexné enzymatické zariadenie nazývané ribozómy, ktoré sa distribuujú v celom bunkovom interiéri. Každá bunka môže obsahovať asi 10.000 ribozómov.

Fotosyntetický stroj

Baktérie, ktoré vykonávajú fotosyntézu. Membrány fotosyntetických baktérií majú invaginácie, kde sa ukladajú enzýmy a pigmenty potrebné pre komplexné reakcie, ktoré vykonávajú.

Tieto fotosyntetické vezikuly môžu byť udržiavané spojené s plazmatickou membránou alebo sa môžu oddeliť a umiestniť sa vo vnútri bunky.

Cytoskelet

Ako už názov napovedá, cytoskelet je bunková kostra. Základom tejto štruktúry je tvorené proteínové vlákna, ktoré sú nevyhnutné pre proces delenia buniek a na udržiavanie bunkovej formy.

Nedávny výskum ukázal, že cytoskelet v prokaryotes je tvorený zložitou sieťou vlákna a nie je taký jednoduchý, ako sa predtým myslelo.

Môže vám slúžiť: Simplasto: časti a vlastnosti

Organely v prokaryotoch

Historicky jednou z najvýznamnejších charakteristík prokaryotického tela bola nedostatok vnútorných oddielov alebo organely.

Dnes je akceptované, že baktérie majú špecifické typy organel (kompartmenty obklopené membránami) súvisiace s ukladaním vápenatých iónov, minerálnymi kryštálmi, ktoré sa podieľajú na bunkovej orientácii a enzýmami.

Zložky jednobunkovej Eukaryot buniek

V rámci línie eukaryotov máme tiež jednobunkové organizmy. Vyznačujú sa tým, že genetický materiál uväznený v organele obklopenej dynamickou a komplexnou membránou.

V týchto organizmoch sa tiež vytvára stroje na výrobu bielkovín. V eukaryotoch sú však väčšie. V skutočnosti je rozdiel vo veľkosti ribozómov jedným z hlavných rozdielov medzi oboma skupinami.

Eukaryotické bunky sú zložitejšie ako prokaryoty opísané v predchádzajúcej časti, pretože uvádzajú čiastkové komplety obklopené jednou alebo niekoľkými membránami nazývanými organely. Medzi nimi máme okrem iného mitochondrie, endoplazmatické retikula, golgi aparáty, vakuoly a lyzozómy.

V prípade organizmov so schopnosťou vykonávať fotosyntézu majú enzymatické zariadenie a pigmenty uložené v štruktúrach nazývaných plasty. Najznámejšie sú chloroplasty, aj keď existujú aj amyloplast, chromoplastos, etioplasty,.

Niektoré jednobunkové eukaryoty majú bunkovú stenu, ako sú riasy a huby (hoci sa líšia v ich chemickom charaktere).

Rozdiely medzi baktériami a oblúkmi

Ako sme už spomenuli, domény oblúkov a baktérií tvoria jednobunkoví jedinci. Zdieľanie tejto charakteristiky však neznamená, že línie sú rovnaké.

Ak dôkladne porovnáme obe skupiny, uvedomíme si, že sa líšia rovnakým spôsobom ako my - alebo akýkoľvek iný cicavc - sa líšia od rýb. Základné rozdiely sú nasledujúce.

Bunková membrána

Počnúc bunkovými limitmi sa molekuly, ktoré tvoria stenu a membránu oboch línií. V baktériách sa fosfolipidy skladajú z mastných kyselín pripojených k glycerolu. Naopak, oblúky majú vysoko rozvetvené fosfolipidy ukotvené k glycerolu.

Okrem toho sa líšia aj odkazy, ktoré tvoria fosfolipidy, čo vedie k stabilnejšej membráne v oblúkoch. Z tohto dôvodu môžu oblúky žiť v prostrediach, kde sú extrémne teploty, pH a ďalšie.

Bunková stena

Bunková stena je štruktúra, ktorá chráni organizmus osmotických stresových buniek generovaný rozdielom v koncentráciách medzi interiérom buniek a prostredím a vytvára určitý druh exoskeletu.

Všeobecne platí, že bunka vykazuje vysokú koncentráciu rozpustených látok. Podľa zásad osmózy a difúzie by voda vstúpila do bunky, čím by rozšírila svoj objem.

Stena chráni lámavú bunku vďaka svojej pevnej a vláknitej štruktúre. V baktériách je hlavnou štruktúrnou zložkou peptidoglykán, hoci môžu byť prítomné určité molekuly, ako sú glykolipidy.

V prípade oblúkov je povaha bunkovej steny dosť variabilná av niektorých prípadoch neznáma. Peptidoglykán však v doterajších štúdiách chýba.

Genómová organizácia

Pokiaľ ide o štrukturálnu organizáciu genetického materiálu, oblúky sú viac podobné eukaryotickým organizmom, pretože gény sú prerušené regiónmi, ktoré sa nebudú prekladať, nazývané intróny - pojem použitý pre preložené oblasti je „exón“.

Môže vám slúžiť: žírne bunky: pôvod a tréning, charakteristiky a funkcie

Naopak, organizácia bakteriálneho genómu sa vykonáva hlavne v operátoch, kde sa gény nachádzajú vo funkčných jednotkách umiestnených jeden po druhom, bez prerušenia.

Rozdiely s mnohobunkovými organizmami

Kľúčovým rozdielom medzi mnohobunkovým a jednobunkovým organizmom je počet buniek, ktoré tvoria telo.

Pluricelulárne organizmy sa skladajú z viac ako jednej bunky a vo všeobecnosti sa špecializujú na konkrétne dielo, pričom rozdelenie úloh je jednou z najvýznamnejších charakteristík.

Inými slovami, keďže bunka už nemusí vykonávať všetky potrebné činnosti na udržanie živého organizmu, vyvstáva rozdelenie úloh.

Napríklad neuronálne bunky plnia úplne odlišné úlohy od úloh, ktoré vykonávajú obličkové alebo svalové bunky.

Tento rozdiel v úlohách je vyjadrený v morfologických rozdieloch. To znamená, že nie všetky bunky, ktoré tvoria mnohobunkový organizmus, sú rovnaké vo svojej podobe - neuróny sú tvare stromov, svalové bunky sú predĺžené atď.

Špecializované bunky mnohobunkových organizmov sú zoskupené do tkanív a tieto orgány. Orgány, ktoré pĺňajú podobné alebo doplnkové funkcie, sú zoskupené do systémov. Máme teda štrukturálnu hierarchickú organizáciu, ktorá sa neobjavuje v jednobunkových entitách.

Reprodukcia

Asexuálna reprodukcia

Jednobunkové organizmy reprodukujú asexuálne. Všimnite si, že v týchto organizmoch nie sú zapojené žiadne špeciálne štruktúry, ktoré sa vyskytujú u rôznych druhov mnohobunkových bytostí.

V tomto type asexuálnej reprodukcie otec vyvoláva potomstvo bez potreby sexuálneho partnera alebo zlúčenia gamét.

Asexuálna reprodukcia je klasifikovaná rôznymi spôsobmi, všeobecne sa používa ako referencia rovina alebo forma delenia, ktoré telo používa na rozdelenie.

Bežným typom je binárne štiepenie, kde jednotlivec vedie k dvom organizmom, totožné s rodičmi. Niektorí majú schopnosť prinútiť štiepenie generovanie viac ako dvoch potomkov, ktoré je známe ako viacnásobné štiepenie.

Ďalším typom je gemation, kde organizmus vedie k menšiemu. V týchto prípadoch rodičovský organizmus pramení predĺženie, ktoré zostáva zvyšujúce sa na primeranú veľkosť a potom sa objaví od jej rodiča. Ostatné jednobunkové organizmy sa môžu reprodukovať formovaním spór.

Aj keď asexuálna reprodukcia je typická pre jednobunkové organizmy, nie je pre túto líniu jedinečná. Niektoré mnohobunkové organizmy, ako sú riasy, špongie, echinodermy, sa môžu týmto modalitou reprodukovať okrem iného.

Prenos vodorovného génu

Aj keď v prokaryotických organizmoch nedochádza k sexuálnej reprodukcii, môžu si vymieňať genetický materiál s inými jednotlivcami prostredníctvom udalosti nazývanej horizontálny prenos génov. Táto výmena nezahŕňa materiál od rodičov k deťom, ale vyskytuje sa medzi jednotlivcami rovnakej generácie.

K tomu dochádza tromi základnými mechanizmami: konjugácia, transformácia a transdukcia. V prvom type je možné dlhé kusy DNA vymieňať prostredníctvom fyzických spojení medzi dvoma jednotlivcami prostredníctvom sexuálneho pili.

Môže vám slúžiť: cytoskelet

V obidvoch mechanizmoch je veľkosť vymenenej DNA nižšia. Transformácia je nahá DNA berúc baktériou a transdukcia je príjem cudzieho DNA dôsledkom vírusovej infekcie.

Hojnosť

Život možno rozdeliť do troch hlavných oblastí: oblúky, baktérie a eukaryoty. Prvé dva sú prokaryoty, pretože ich jadro nie je obklopené membránou a všetky sú jednobunkové organizmy.

Podľa súčasných odhadov ich viac ako 3.10³⁰ Jednotlivci baktérií a oblúkov na Zemi, väčšina z toho bez mena a bez opisu. V skutočnosti je naše vlastné telo tvorené dynamickými populáciami týchto organizmov, ktoré s nami vytvárajú symbiotické vzťahy.

Výživa

Výživa v jednobunkových organizmoch je mimoriadne rozmanitá. Existujú heterotrofické aj autotrofické organizmy.

Prvý z nich musí konzumovať svoje environmentálne potraviny, spravidla fagocypy výživových častíc. Autotrofické varianty majú všetky potrebné stroje na konverziu svetlej energie na chémiu, uložené v cukre.

Rovnako ako každý živý organizmus, jednobunkové vyžadujú určité živiny, ako je voda, zdroj uhlíka, minerálne ióny, okrem iného, ​​na optimálny rast a reprodukciu. Niektoré však tiež vyžadujú konkrétne živiny.

Príklady jednobunkových organizmov

Kvôli veľkej rozmanitosti jednobunkových organizmov je zložité uviesť zoznam príkladov. Uveríme však modelové organizmy v biológii a organizmoch s lekárskym a priemyselným významom:

Escherichia coli

Najlepšie študovaným organizmom je bezpochyby baktéria Escherichia coli. Aj keď niektoré kmene môžu mať negatívne zdravotné následky, A. coli Je to normálna a hojná zložka ľudskej mikrobioty.

Je to prospešné podľa rôznych perspektív. V našom tráviacom trakte baktérie pomáhajú produkcii určitých vitamínov a konkurencieschopne vylučujú patogénne mikroorganizmy, ktoré by mohli vstúpiť do nášho tela.

Okrem toho v biologických laboratóriách je to jeden z najpoužívanejších organizmov modelov, ktorý je veľmi užitočný pre objavy vo vede.

Trypanosoma cruzi

Je to protozoan parazit, ktorý žije vo vnútri buniek a spôsobuje chorobu Chagas. Toto sa považuje za dôležitý problém verejného zdravia vo viac ako 17 krajinách nachádzajúcich sa v trópoch.

Jednou z najvýznamnejších charakteristík tohto parazitu je prítomnosť pohry pre lokomóciu a jednu mitochondriu. Prenášajú sa na svojho hostiteľa cicavcov niekoľkými hmyzmi patriacimi rodine Hemiptera, nazývané triathomines.

Ďalšími príkladmi mikroorganizmov sú Giardia, Euglena, Plazmodium, Paramecium, Sacharomyces cerevisiae, medzi inými.

Odkazy

1. Alexander, m. (1961). Úvod do pôdnej mikrobiológie. John Wiley and Sons, Inc ..
2. Baker, G. C., Smith, J. J., & Cowan, D. Do. (2003). Preskúmanie a opätovná analýza primérov 16S špecifických pre doménu. Časopis mikrobiologických metód, 55(3), 541-555.
3. Forbes, b. Do., SAHM, D. F., & Weissfeld, a. Siež. (2007). Diagnostická mikrobiológia. Mosby.
4. Freeman, s. (2017). Biologická veda. Pearson Vzdelanie.
5. Murray, P. R., Rosenthal, K. Siež., & Pfaller, m. Do. (2015). Mikrobiológia lekársky. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, J. B., Urry, l. Do., Kain, m. L., Wasserman, s. Do., Minorsky, P. Vložka., & Jackson, R. B. (2014). Biológia Campbell. Pearson Vzdelanie.