Charakterystyka organizmów jednokomórkowych, reprodukcja, odżywianie

Jednokomórkowe organizmy Są istotami, których materiał genetyczny, maszyny enzymatyczne, białka i inne cząsteczki niezbędne do życia są ograniczone w pojedynczej komórce. Dzięki temu są niezwykle złożonymi bytami biologicznymi, często o bardzo niewielkich rozmiarach.

Z trzech dziedzin życia dwie z nich - łuki i bakterie - są tworzone przez organizmy jednokomórkowe. Oprócz bycia jednokomórkowym, te organizmy prokariotyczne nie mają rdzenia i są wyjątkowo zróżnicowane i obfite.

Fontanna Pixabay.com

W pozostałej dziedzinie, eukariot, znajdujemy zarówno organizmy jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe. W obrębie jednokomórkowego mamy pierwotniaków, grzyby i trochę glonów.

[TOC]

Główna charakterystyka

Około 200 lat temu biolodzy czasów uważali, że organizmy utworzone przez pojedynczą komórkę były stosunkowo proste. Wniosek był spowodowany niewielkimi informacjami, które otrzymali od soczewek, których używali do wizualizacji.

Dzisiaj, dzięki postępom technologicznym związanym z mikroskopią, możemy wizualizować złożoną sieć struktur, jaką istoty jednokomórkowe i wielką różnorodność, jaką wykazują te linie. Następnie omówimy najbardziej odpowiednie struktury w organizmach jednokomórkowych, zarówno w eukariotach, jak i w prokariotach.

Składniki komórki prokariotycznej

Materiał genetyczny

Najwybitniejszą cechą komórki prokariotycznej jest brak błony, która wyznacza materiał genetyczny. To znaczy brak prawdziwego rdzenia.

Natomiast DNA znajduje się jako znacząca struktura: chromosom. W większości bakterii i łuków DNA jest zorganizowane w dużym okrągłym chromosomie związanym z białkami.

W modelowej bakterii, takiej jak Escherichia coli (W poniższych sekcjach porozmawiamy więcej o jego biologii), chromosom osiąga liniową długość do 1 mm, prawie 500 razy większą niż komórka.

Aby przechowywać cały ten materiał, DNA musi podjąć konformację super-wbudowanej. Ten przykład jest ekstrapolacyjny do większości członków bakterii. Region fizyczny, w którym ta zwarta struktura materiału genetycznego nazywa się nukleoidem.

Oprócz chromosomu organizmy prokariotyczne mogą mieć setki małych dodatkowych cząsteczek DNA, zwanych plazmidami.

Te, podobnie jak chromosom, kodują dla określonych genów, ale są fizycznie odizolowane. Ponieważ są one przydatne w bardzo konkretnych okolicznościach, stanowią one rodzaj pomocniczych elementów genetycznych.

Rybosomy

Do produkcji białek komórki prokariotyczne mają złożoną maszynerię enzymatyczną zwaną rybosomami, dystrybuując w całym wnętrzu komórkowym. Każda komórka może zawierać około 10.000 rybosomów.

Maszyny fotosyntetyczne

Bakterie, które przeprowadzają fotosyntezę, mają dodatkową maszynę, która pozwala im uchwycić światło słoneczne, a następnie przekształcić w energię chemiczną. Membrany bakterii fotosyntetycznych mają inwazinę, w których przechowywane są enzymy i pigmenty niezbędne do złożonych reakcji.

Te fotosyntetyczne pęcherzyki można przechowywać z błoną plazmatyczną lub mogą być odłączone i umieszczać w komórce.

Cytoszkielet

Jak sama nazwa wskazuje, cytoszkielet jest szkieletem komórkowym. Podstawa tej struktury składa się z włókien białkowych, niezbędnych dla procesu podziału komórek i utrzymania postaci komórkowej.

Ostatnie badania wykazały, że cytoszkielet w prokariotach jest tworzony przez złożoną sieć żarników i nie są tak proste, jak wcześniej sądzono.

Może ci służyć: Simplebo: Części i cechy

Organelle w prokariotach

Historycznie jedną z najwybitniejszych cech ciała prokariotycznego był brak wewnętrznych przedziałów lub organelli.

Obecnie przyjmuje się, że bakterie mają określone typy organelli (przedziały otoczone błonami) związane z magazynowaniem jonów wapnia, kryształów mineralnych, które uczestniczą w orientacji komórek i enzymie i enzymy.

Składniki jednokomórkowej komórki eukariotów

W ramach eukariotów mamy również organizmy jednokomórkowe. Charakteryzują się, że materiał genetyczny ograniczony do organelli otoczonej dynamiczną i złożoną błoną.

Maszyny produkujące białko są również tworzone przez rybosomy w tych organizmach. Jednak u eukariotów są one większe. W rzeczywistości różnica wielkości rybosomów jest jedną z głównych różnic między obiema grupami.

Komórki eukariotyczne są bardziej złożone niż prokarioty opisane w poprzednim rozdziale, ponieważ przedstawiają podkomportenty otoczone jedną lub kilkoma membranami zwanymi organelli. Wśród nich mamy między innymi mitochondria, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego, wakuol.

W przypadku organizmów z możliwością wykonywania fotosyntezy mają one maszyny enzymatyczne i pigmenty przechowywane w strukturach zwanych tworzywami sztucznymi. Najbardziej znane to chloroplasty, chociaż są też amyloplast, chromoplastos, etioplasty,.

Niektóre jednokomórkowe eukariotów mają ścianę komórkową, takie jak glony i grzyby (chociaż różnią się swoją naturą chemiczną).

Różnice między bakteriami i łukami

Jak wspomnieliśmy, domeny łuków i bakterii są tworzone przez osoby jednokomórkowe. Jednak udostępnienie tej cechy nie oznacza, że ​​linie są takie same.

Jeśli dokładnie porównamy obie grupy, zdamy sobie sprawę, że różnią się one tak samo jak my - lub jakikolwiek inny ssak - różnimy się od ryb. Podstawowe różnice są następujące.

Membrana komórkowa

Począwszy od granic komórek, cząsteczki tworzące ścianę i błonę obu linii różnią się głęboko. W bakteriach fosfolipidy składają się z kwasów tłuszczowych przyłączonych do glicerolu. Natomiast łuki mają wysoce rozgałęzione fosfolipidy zakotwiczone w glicerolu.

Ponadto różnią się linki, które tworzą fosfolipidy, co daje bardziej stabilną błonę w łukach. Z tego powodu łuki mogą żyć w środowiskach, w których temperatura, pH i inne są ekstremalne.

Ściana komórkowa

Ściana komórkowa jest strukturą, która chroni organizm stresu osmotycznego generowany przez różnicę w stężeniach między wnętrzem komórkowym a środowiskiem, tworząc rodzaj egzoszkieletu.

Zasadniczo komórka wykazuje wysokie stężenie substancji rozpuszczonych. Zgodnie z zasadami osmozy i dyfuzji woda dostałaby się do komórki, rozszerzając jej objętość.

Ściana chroni łamaną komórkę, dzięki swojej twardej i włóknistej strukturze. W bakteriach głównym składnikiem strukturalnym jest peptydoglikan, chociaż mogą występować pewne cząsteczki, takie jak glikolipidy.

W przypadku łuków natura ściany komórkowej jest dość zmienna, aw niektórych przypadkach nieznana. Jednak peptydoglikan był nieobecny w przeprowadzonych badaniach.

Organizacja genomu

Jeśli chodzi o organizację strukturalną materiału genetycznego, łuki są bardziej podobne do organizmów eukariotycznych, ponieważ geny są przerywane przez regiony, które nie zostaną przetłumaczone, zwane intronami - termin stosowany w tłumaczonych regionach to „ekson”.

Może ci służyć: komórki tuczne: pochodzenie i trening, cechy i funkcje

W przeciwieństwie do organizacji genomu bakteryjnego odbywa się głównie w operacjach, gdzie geny znajdują.

Różnice z organizmami wielokomórkowymi

Kluczową różnicą między organizmem wielokomórkowym i jednokomórkowym jest liczba komórek tworzących ciało.

Organizmy pluricomórkowe składają się z więcej niż jednej komórki i ogólnie każda specjalizuje się w określonej pracy, podział zadań jest jedną z najwybitniejszych cech.

Innymi słowy, ponieważ komórka nie musi już wykonywać wszystkich niezbędnych działań, aby zachować żywy organizm, pojawia się podział zadań.

Na przykład komórki neuronalne spełniają zupełnie inne zadania od wykonywanych przez komórki nerki lub mięśni.

Ta różnica w zadaniach wyraża się w różnicach morfologicznych. Oznacza to, że nie wszystkie komórki tworzące organizm wielokomórkowy są takie same w swojej formie - neurony są w kształcie drzewa, komórki mięśni są wydłużone i tak dalej.

Specjalistyczne komórki organizmów wielokomórkowych są pogrupowane w tkanki, które z kolei w narządach. Organy, które wypełniają podobne lub uzupełniające funkcje, są grupowane w systemy. Zatem mamy strukturalną hierarchiczną organizację, która nie pojawia się w jednostkach jednokomórkowych.

Reprodukcja

Rozmnażanie bezpłciowe

Organizmy jednokomórkowe rozmnażają się bezpłciowo. Zauważ, że w tych organizmach nie ma specjalnych struktur zaangażowanych w reprodukcję, jak występuje u różnych gatunków istot wielokomórkowych.

W tego rodzaju rozmnażaniu bezpłciowym ojciec rodzi potomstwo bez potrzeby partnera seksualnego lub połączenia gamet.

Rozmnażanie bezpłciowe jest klasyfikowane na różne sposoby, ogólnie wykorzystując jako odniesienie do płaszczyzny lub formy podziału używanego przez ciało do podziału.

Wspólnym typem jest rozszczepienie binarne, w którym jednostka rodzi dwa organizmy, identyczne z rodzicielstwem. Niektóre mają zdolność do generowania rozszczepienia więcej niż dwóch potomków, znanych jako wielokrotne rozszczepienie.

Innym typem jest Gemation, w którym organizm rodzi mniejszy. W takich przypadkach organizm rodzicielski wywołuje rozszerzenie, które pozostaje rosnące do odpowiedniej wielkości, a następnie wyłania się z rodzica. Inne organizmy jednokomórkowe można odtworzyć przez tworzenie zarodników.

Chociaż reprodukcja bezpłciowa jest typowa dla organizmów jednokomórkowych, nie jest unikalna dla tej linii. Niektóre organizmy wielokomórkowe, takie jak glony, gąbki, echinodermy, mogą być odtworzone przez tę modalność.

Poziomy transfer genów

Chociaż w organizmach prokariotycznych nie ma reprodukcji płciowej, mogą one wymieniać materiał genetyczny z innymi osobami poprzez wydarzenie zwane poziomym transferem genów. Ta wymiana nie obejmuje materiału od rodziców do dzieci, ale występuje między osobami tego samego pokolenia.

Dzieje się tak w przypadku trzech podstawowych mechanizmów: koniugacja, transformacja i transdukcja. W pierwszym typie, długie elementy DNA można wymieniać poprzez fizyczne powiązania między dwoma osobami za pośrednictwem Pili seksualnego.

Może ci służyć: cytoszkielet

W obu mechanizmach wielkość wymienionego DNA jest niższa. Transformacja to nagie DNA przyjmujące przez bakterię, a transdukcja to odbiór obcego konsekwencji DNA infekcji wirusowej.

Obfitość

Życie można podzielić na trzy główne domeny: łuki, bakterie i eukarionty. Pierwsze dwa to prokarioty, ponieważ ich jądro nie jest otoczone membraną i wszystkie są organizmami jednokomórkowymi.

Według obecnych szacunków jest ich więcej niż 3.10³⁰ Osoby bakterii i łuków na ziemi, większość z nich bez imienia i bez opisu. W rzeczywistości nasze własne ciało powstaje przez dynamiczne populacje tych organizmów, które ustanawiają z nami symbiotyczne relacje.

Odżywianie

Odżywianie w organizmach jednokomórkowych jest niezwykle zróżnicowane. Istnieją zarówno organizmy heterotroficzne, jak i autotroficzne.

Te pierwsze muszą spożywać żywność środowiskową, ogólnie fagorypingowe cząstki odżywcze. Warianty autotroficzne mają wszystkie niezbędne maszyny do konwersji energii światła do chemii, przechowywanych w cukrach.

Jak każdy żywy organizm, jednokomórkowy wymaga pewnych składników odżywczych, takich jak woda, źródło węgla, jony mineralne, między innymi w celu optymalnego wzrostu i rozmnażania. Jednak niektóre wymagają również określonych składników odżywczych.

Przykłady organizmów jednokomórkowych

Ze względu na wielką różnorodność organizmów jednokomórkowych, złożone jest tworzenie listy przykładów. Wspomnimy jednak o organizmach modelowych w biologii i organizmach o znaczeniu medycznym i przemysłowym:

Escherichia coli

Najlepiej badanym organizmem jest bez wątpienia bakteria Escherichia coli. Chociaż niektóre szczepy mogą mieć negatywne konsekwencje zdrowotne, I. coli Jest to normalny i obfity składnik ludzkiej mikroflory.

Jest to korzystne w różnych perspektywach. W naszym przewodzie pokarmowym bakterie pomagają w produkcji niektórych witamin i konkurencyjnie wykluczania patogennych mikroorganizmów, które mogłyby wejść do naszego ciała.

Ponadto w laboratoriach biologii jest to jeden z najczęściej używanych organizmów modeli, który jest bardzo przydatny do odkryć w nauce.

Trypanosoma cruzi

Jest to pasożyt pierwotniakowy, który żyje w komórkach i powoduje chorobę Chagas. Jest to uważane za ważny problem zdrowia publicznego w ponad 17 krajach zlokalizowanych w tropikach.

Jedną z najwybitniejszych cech tego pasożyta jest obecność plagi dla lokomocji i pojedynczej mitochondrii. Są one przekazywane do gospodarza ssaków przez kilka owadów należących do rodziny Hemiptera, zwane triatominami.

Inne przykłady mikroorganizmów są Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae, pośród innych.

Bibliografia

1. Alexander, m. (1961). Wprowadzenie do mikrobiologii glebowej. John Wiley and Sons, Inc ..
2. Baker, g. C., Smith, J. J., & Cowan, D. DO. (2003). Przegląd i ponowna analiza starterów 16S specyficznych dla domeny. Journal of Microbiological Methods, 55(3), 541-555.
3. Forbes, ur. DO., Sahm, d. F., I Weissfeld, a. S. (2007). Mikrobiologia diagnostyczna. Mosby.
4. Freeman, s. (2017). Nauki biologiczne. Edukacja Pearsona.
5. Murray, s. 1. R., Rosenthal, k. S., & Pfaller, m. DO. (2015). Microbiology Medical. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, J. B., Urry, L. DO., Cain, m. L., Wasserman, s. DO., Minorsky, s. 1. V., I Jackson, R. B. (2014). Campbell Biology. Edukacja Pearsona.