Huvudsakliga skillnader mellan archaea och bakterier

1117
Anthony Golden

De huvudsakliga skillnaderna mellan archaea och bakterier De är baserade på molekylstrukturella och metaboliska aspekter som vi kommer att utveckla nedan. Archaea-domänen grupperar taxonomiskt encelliga mikroorganismer som har prokaryot cellmorfologi (utan kärnmembran eller cytoplasmatiska organellmembran), egenskaper som liknar bakterier.

Det finns emellertid också egenskaper som skiljer dem, eftersom archaea är utrustade med mycket speciella anpassningsmekanismer som gör att de kan leva i miljöer med extrema förhållanden.

Figur 1. Escherichia coli-bakterier. Källa: NIAID [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Bakteriedomänen innehåller de vanligaste formerna av bakterier som kallas eubakterier, eller sanna bakterier. Dessa är också encelliga, mikroskopiska organismer, prokaryoter, som lever i vilken miljö som helst måttliga förhållanden.

Artikelindex

  • 1 Utveckling av taxonomin för dessa grupper
  • 2 Differentiella egenskaper hos Archaea och Bacteria
    • 2.1 Livsmiljö
    • 2.2 Plasmamembran
    • 2.3 Cellvägg
    • 2.4 Ribosomal ribonukleinsyra (rRNA)
    • 2.5 Endosporeproduktion
    • 2.6 Rörelse
    • 2.7 Fotosyntes
  • 3 Referenser

Utvecklingen av dessa gruppers taxonomi

Under 400-talet f.Kr. klassificerades levande saker i endast två grupper: djur och växter. Van Leeuwenhoek, på 1600-talet, med hjälp av ett mikroskop som han själv hade byggt, kunde observera mikroorganismer som fram till dess hade varit osynliga och beskrev protozoer och bakterier under namnet "animáculos".

På 1700-talet införlivades "mikroskopiska djur" i Carlos Linnés systematiska klassificeringar. I mitten av 1800-talet grupperade ett nytt rike bakterier: Haeckel postulerade ett systematiskt baserat på tre riken; Kingdom Plantae, Kingdom Animalia och Kingdom Protista, som grupperade mikroorganismer med en kärna (alger, protozoer och svampar) och organismer utan kärna (bakterier).

Sedan detta datum har flera biologer föreslagit olika klassificeringssystem (Chatton 1937, Copeland 1956, Whittaker 1969) och kriterierna för klassificering av mikroorganismer, ursprungligen baserade på morfologiska skillnader och skillnader i färgning (Gram-fläck), baserades på metabolisk och biokemiska skillnader.

1990 upptäckte Carl Woese, som använde molekylär sekvenseringsteknik i nukleinsyror (ribosomal ribonukleinsyra, rRNA), att det fanns mycket stora fylogenetiska skillnader mellan mikroorganismer grupperade som bakterier..

Denna upptäckt visade att prokaryoter inte är en monofyletisk grupp (med en gemensam förfader) och Woese föreslog sedan tre evolutionära domäner som han namngav: Archaea, Bacteria och Eukarya (kärnkroppsorganismer).

Differentiella egenskaper hos Archaea och Bacteria

Archaea- och bakterieorganismer har gemensamma egenskaper genom att båda är encelliga, fria eller aggregerade. De har inte en definierad kärna eller organeller, de har i genomsnitt cellstorlek mellan 1 och 30 μm.

De presenterar signifikanta skillnader med avseende på molekylära sammansättningen av vissa strukturer och i deras biokemi.

Livsmiljö

Bakteriearter lever i ett brett utbud av livsmiljöer: de har koloniserat bräckt och sötvatten, varma och kalla miljöer, träskmarker, marina sediment och bergsprickor och de kan också leva i atmosfärisk luft..

De kan leva med andra organismer i matsmältningsrören hos insekter, blötdjur och däggdjur, munhålor, andningsvägar och urogenitala kanaler från däggdjur och blod från ryggradsdjur..

Figur 2. Varma källor, extrema livsmiljöer där organismer från Archaea-gruppen bor, vilket vanligtvis ger dem ljusa färger. Källa: CNX OpenStax via wikipedia

Mikroorganismerna som tillhör bakterier kan också vara parasiter, symbionter eller kommens av fisk, rötter och stjälkar av växter, av däggdjur; de kan associeras med lavsvampar och protozoer. De kan också vara livsmedelsföroreningar (bland annat kött, ägg, mjölk, skaldjur).

Arten av Archaea-gruppen har anpassningsmekanismer som tillåter deras liv i miljöer med extrema förhållanden; kan leva vid temperaturer under 0 ° C och över 100 ° C (temperatur som bakterier inte kan stödja), i extrema alkaliska eller sura pH-värden och saltkoncentrationer mycket högre än de för havsvatten.

Metanogena organismer (som producerar metan, CH4) tillhör också Archaea-domänen.

Plasmamembran

Höljet av prokaryota celler bildas vanligen av det cytoplasmiska membranet, cellväggen och kapseln..

Plasmamembranet hos organismer från bakteriegruppen innehåller inte kolesterol eller andra steroider, utan snarare linjära fettsyror kopplade till glycerol genom bindningar av estertyp..

Membranet hos medlemmarna i Archaea kan utgöras av ett dubbelskikt eller av ett lipid-monolager, som aldrig innehåller kolesterol. Membranfosfolipider består av långkedjiga, grenade kolväten kopplade till glycerol genom etertypsbindningar..

Cellvägg

I organismer från bakteriegruppen består cellväggen av peptidoglykaner eller murein. Archaea-organismer har cellväggar som innehåller pseudopeptidoglykan, glykoproteiner eller proteiner, som anpassning till extrema miljöförhållanden.

Dessutom kan de presentera ett yttre lager av proteiner och glykoproteiner som täcker väggen..

Ribosomal ribonukleinsyra (rRNA)

RRNA är en nukleinsyra som deltar i proteinsyntes -produktion av proteinerna som cellen behöver för att fullgöra sina funktioner och för dess utveckling, och styr de mellanliggande stegen i denna process.

Nukleotidsekvenserna i ribosomala ribonukleinsyror är olika i Archaea- och bakterieorganismer. Detta faktum upptäcktes av Carl Woese i hans studier från 1990, vilket ledde till separering i två olika grupper dessa organismer.

Endosporeproduktion

Vissa medlemmar i bakteriegruppen kan producera överlevnadsstrukturer som kallas endosporer. När miljöförhållandena är mycket ogynnsamma kan endosporer bibehålla sin livskraft i flera år, med praktiskt taget ingen metabolism.

Dessa sporer är extremt resistenta mot värme, syror, strålning och olika kemiska medel. I Archaea-gruppen har inga arter som bildar endosporer rapporterats.

Rörelse

Vissa bakterier har flageller som ger rörlighet; spiroketer har en axiell glödtråd med vilken de kan röra sig i flytande, viskösa medier som lera och humus.

Vissa lila och gröna bakterier, cyanobakterier och Archaea har gasblåsor som gör att de kan röra sig genom att flyta. Kända Archaea-arter har inte bilagor som flageller eller trådar.

Figur 3. Río Tinto, en extrem miljö i Huelva, Spanien där Arqueas av Metallosphaera och Sulfolobus släkten utvecklas. Källa: Riotinto2006 [Public domain], från Wikimedia Commons

Fotosyntes

Inom bakteriedomänen finns det arter av cyanobakterier som kan utföra syres fotosyntes (som producerar syre), eftersom de har klorofyll och fykobiliner som tillbehörspigment, föreningar som fångar solljus..

Denna grupp innehåller också organismer som utför anoxygen fotosyntes (som inte producerar syre) genom bakterioklorofyller som absorberar solljus, såsom: röda eller lila svavel- och röda icke-svavelbakterier, grönt svavel och gröna icke-svavelbakterier.

Inom Archaea-domänen har inga fotosyntetiska arter rapporterats, utan släktet Halobacterium, av extrema halofyter, kan den producera adenosintrifosfat (ATP) med användning av solljus utan klorofyll. De har retinal lila pigment, som binder till membranproteiner och bildar ett komplex som kallas bakteriorhodopsin.

Bakteriorhodopsinkomplexet absorberar energi från solljus och när det släpps kan det pumpa H-joner+ på utsidan av cellen och främja fosforyleringen av ADP (adenosindifosfat) till ATP (adenosintrifosfat), från vilken mikroorganismen erhåller energi.

Referenser

  1. Barraclough T.G. och Nee, S. (2001). Fylogenetik och speciering. Trender inom ekologi och evolution. 16: 391-399.
  2. Doolittle, W.F. (1999). Fylogenetisk klassificering och det universella trädet. Vetenskap. 284: 2124-2128.
  3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. och Raoult, D. (2018). Fylogenomisk analys av β-laktamas i archaea och bakterier möjliggör identifiering av förmodade nya medlemmar. Genombiologi och evolution. 10 (4): 1106-1114. Genombiologi och evolution. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
  4. Whittaker, R. H. (1969). Nya begrepp för riken av organismer. Vetenskap. 163: 150-161.
  5. Woese, C.R., Kandler, O. och Wheelis, M.L. (1990). Mot ett naturligt system av organismer: förslag för domänerna Archaea, Bacteria och Eukarya. Proceedings of Natural Sciences Academy. ANVÄNDNINGAR. 87: 45-76.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.