ЈЕДНОЋЕЛИЈСКИ ОРГАНИЗМИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, РАЗМНОЖАВАЊЕ, ИСХРАНА - БИОЛОГИЈА - 2025

У једноћелијски организми су бића чији генетски материјал, ензимска машине, протеини и друге молекуле неопходне за живот су ограничени на једну ћелију. Захваљујући томе, они су изузетно сложени биолошки ентитети, често врло мале величине.

Од три домене живота, две од њих - археје и бактерије - чине једноћелијски организми. Ови прокариотски организми, осим што су једноћелијски, немају ни језгра, а изузетно су разноврсни и обилни.

Извор пикабаи.цом

У преосталом домену, еукариоти, налазимо и једноћелијске и вишећелијске организме. Унутар једноћелијских имамо протозое, неке гљивице и неке алге.

Главне карактеристике

Пре око 200 година, биолози су у то време организме који су се састојали од једне ћелије сматрали релативно једноставним. До овог закључка дошло је због мало информација које су добили од сочива које су користили за гледање.

Данас, захваљујући технолошком напретку везаном за микроскопију, можемо визуелизовати сложену мрежу структура које поседују једноћелијска бића и велику разноликост коју ове линије показују. Затим ћемо разговарати о најрелевантнијим структурама једноћелијских организама, и у еукариотама и прокариотима.

Компоненте прокариотске ћелије

Генетски материјал

Најистакнутија карактеристика прокариотске ћелије је недостатак мембране која ограничава генетски материјал. Односно, одсуство правог језгра.

Супротно томе, ДНК је смештена као истакнута структура: хромозом. У већини бактерија и археја, ДНК је организован у велики кружни хромозом повезан са протеинима.

У бактерији модела, као што је Есцхерицхиа цоли (детаљније о њеној биологији у следећим одељцима), хромозом достиже линеарну дужину до 1 мм, скоро 500 пута већу од ћелије.

Да би се складиштио сав овај материјал, ДНК мора попримити супер-намотану конформацију. Овај пример се може екстраполирати на већину чланова бактерија. Физичка област у којој се налази та компактна структура генетског материјала назива се нуклеоидом.

Поред хромозома, прокариотски организми могу да поседују стотине додатних малих молекула ДНК, названих плазмиди.

Они, попут хромозома, кодирају специфичне гене, али су физички изоловани од њега. Како су корисни у врло специфичним околностима, они чине својеврсне помоћне генетске елементе.

Рибозоми

За производњу протеина прокариотске ћелије имају сложену ензимску машину звану рибосоми, који се дистрибуирају по унутрашњости ћелије. Свака ћелија може садржати око 10.000 рибосома.

Машине за фотосинтезу

Бактерије које проводе фотосинтезу имају додатну машину која им омогућава да ухвате сунчеву свјетлост и касније је претворе у хемијску енергију. Мембране фотосинтетских бактерија имају инвазије на којима се складиште ензими и пигменти потребни за сложене реакције које обављају.

Ове фотосинтетске везикуле могу остати везане за плазма мембрану или се могу одвојити и лоцирати унутар ћелије.

Цитоскелет

Као што име говори, цитоскелет је костур ћелије. Основу ове структуре чине влакна протеинске природе, која су неопходна за процес ћелијске деобе и за одржавање облика ћелије.

Недавна истраживања показала су да се цитоскелет у прокариотима састоји од сложене мреже нити и да није тако једноставно као што се раније мислило.

Органеле у прокариотима

Историјски, једна од најупечатљивијих карактеристика прокариотског организма био је недостатак унутрашњих преграда или органела.

Данас је прихваћено да бактерије поседују специфичне врсте органела (преграде окружене мембранама) повезане са складиштењем јона калцијума, минералних кристала који учествују у ћелијској оријентацији и ензима.

Компоненте једноћелијске еукариотске ћелије

У роду еукариота имамо и једноћелијске организме. За њих је карактеристично да су генетски материјали затворени у органели окружени динамичном и сложеном мембраном.

Машина за прављење протеина такође се састоји од рибосома у тим организмима. Међутим, код еукариота су оне веће. Заправо, разлика у величини рибосома једна је од главних разлика између две групе.

Еукариотске ћелије су сложеније од прокариота описаних у претходном одељку, јер имају поддела, која су окружена једном или више мембрана које се називају органеле. Међу њима имамо, између осталих, митохондрије, ендоплазматски ретикулум, Голгијев апарат, вакуоле и лизосоме.

У случају организама који су способни за фотосинтезу, они имају ензиматску машину и пигменте ускладиштене у структурама које се називају пласт. Најпознатији су хлоропласти, мада између осталих постоје и амилопласти, хромопласти, етиопласти.

Неки једноћелијски еукариоти имају ћелијске зидове, попут алги и гљивица (иако се разликују по својој хемијској природи).

Разлике између бактерија и археја

Као што смо споменули, домене археја и бактерија сачињавају једноћелијске јединке. Међутим, чињеница да се деле ове карактеристике не значи да су линије исте.

Ако темељно упоредимо обе групе, схватићемо да се оне разликују на исти начин на који се ми - или било који други сисар - разликујемо од рибе. Темељне разлике су следеће.

Ћелијска мембрана

Полазећи од ћелијских граница, молекули који чине зид и мембране обе линије се дубоко разликују. У бактеријама фосфолипиди се састоје од масних киселина везаних на глицерол. Супротно томе, археје представљају високо разгранате фосфолипиде (изопреноиде) везане на глицерол.

Поред тога, везе које формирају фосфолипиде се такође разликују, што резултира стабилнијом мембраном у археама. Из тог разлога, археје могу да живе у окружењима где су температура, пХ и други услови екстремни.

Ћелијски зид

Ћелијски зид је структура која штити ћелијски организам од осмотског стреса генерисаног разликом концентрације између ћелије у унутрашњости и околине, формирајући неку врсту егзоскелета.

Генерално, ћелија показује високу концентрацију раствора. Према принципима осмозе и дифузије, вода би улазила у ћелију, проширујући свој волумен.

Зид штити ћелију од пукнућа захваљујући својој чврстој и влакнастој структури. У бактеријама је главна структурна компонента пептидогликан, мада могу бити присутни одређени молекули, попут гликолипида.

У случају археје, природа ћелијског зида је прилично променљива и у неким случајевима непозната. Међутим, пептидогликан до данас није био присутан у студијама.

Организација генома

У погледу структурне организације генетског материјала, археје су више сличне еукариотским организмима, будући да су гени прекинути регијама које се неће превести, а које се називају интрони - термин који се користи за регионе који ће бити преведени је "екон ».

Супротно томе, организација бактеријског генома врши се углавном у операцијама, где су гени у функционалним јединицама смештене једна за другом, без прекида.

Разлике са вишећелијским организмима

Кључна разлика између вишећелијског организма и једноћелијског је број ћелија које чине организам.

Вишећелијски организми се састоје од више ћелија и обично је сваки специјализован за одређени задатак, а подела задатака је једна од његових најистакнутијих карактеристика.

Другим речима, с обзиром да ћелија више не мора да обавља све активности неопходне за одржавање организма живим, долази до поделе задатака.

На пример, неуронске ћелије обављају потпуно другачије задатке од ћелија бубрега или мишића.

Ова разлика у извршеним задацима изражена је у морфолошким разликама. Односно, нису све ћелије које чине вишећелијски организам истог облика - неурони су у облику стабла, мишићне ћелије су издужене и тако даље.

Специјализоване ћелије вишећелијских организама су груписане у ткивима и оне заузврат у органима. Органи који обављају сличне или комплементарне функције групирају се у системе. Дакле, имамо структурну хијерархијску организацију која се не појављује у једноћелијским ентитетима.

Репродукција

Асексуална репродукција

Једноћелијски организми се размножавају асексуално. Имајте на уму да у тим организмима не постоје посебне структуре укључене у репродукцију, као што се то догађа код различитих врста вишећелијских бића.

У овој врсти асексуалне репродукције, отац рађа потомство без потребе за сексуалним партнером или за фузију гамета.

Асексуална репродукција се класификује на различите начине, углавном се користи као референтна равнина или облик поделе који организам користи за дељење.

Уобичајени тип је бинарна фисија, где појединац рађа два организма, идентична родитељу. Неки имају могућност обављања фисије стварањем више од два потомства, што је познато као вишеструка фисија.

Друга врста је пупољка, где организам ствара мању. У тим случајевима родитељски организам расте продужетак који наставља да расте до одговарајуће величине и потом се одваја од свог родитеља. Остали једноћелијски организми могу се размножавати формирањем спора.

Иако је асексуална репродукција типична за једноћелијске организме, она није јединствена за ову лозу. Одређени вишећелијски организми, као што су алге, спужве, иглокожци, могу се размножавати кроз овај модалитет.

Хоризонтални пренос гена

Иако нема сексуалне репродукције у прокариотским организмима, они могу разменити генетски материјал са другим појединцима путем догађаја који се назива хоризонтални трансфер гена. Ова размјена не укључује преношење материјала с родитеља на дјецу, већ се догађа између појединаца исте генерације.

То се догађа помоћу три основна механизма: коњугација, трансформација и трансдукција. У првом типу, дуги комади ДНК могу се разменити физичким везама између две јединке помоћу сексуалних пилија.

У оба механизма, величина измењене ДНК је мања. Трансформација је узимање голе ДНК бактеријом, а трансдукција је пријем стране ДНК као последица вирусне инфекције.

Заступљеност

Живот се може поделити у три главна подручја: археје, бактерије и еукариоте. Прва два су прокариотска, јер њихово језгро није окружено мембраном и сви су једноћелијски организми.

Према тренутним проценама, на земљи постоји више од 3.10 ³⁰ јединки бактерија и археја, од којих је већина неименована и без описа. У ствари, наше сопствено тело састоји се од динамичне популације ових организама, која успоставља симбиотске односе са нама.

Прехрана

Прехрана у једноћелијским организмима изузетно је разнолика. Постоје и хетеротрофни и аутотрофни организми.

Први морају да конзумирају храну из окружења, углавном обухватајући храњиве честице. Аутотрофне варијанте имају сву машину потребну за претварање светлосне енергије у хемију, складиштену у шећере.

Као и сваки живи организам, једноћелијским биљкама су потребни одређени хранљиви састојци као што су вода, извор угљеника, минерални јони, између осталог, за њихов оптималан раст и размножавање. Међутим, неки такође захтевају одређене хранљиве материје.

Примери једноћелијских организама

Због велике разноликости једноћелијских организама, тешко је навести примере. Међутим, поменућемо моделне организме у биологији и организме од медицинског и индустријског значаја:

Есцхерицхиа цоли

Најбоље проучавани организам су, без сумње, бактерије Есцхерицхиа цоли. Иако неки сојеви могу имати негативне здравствене последице, Е. цоли је нормална и обилна компонента људске микробиоте.

То је корисно из различитих перспектива. У нашем пробавном тракту бактерије помажу у производњи одређених витамина и конкурентно искључују патогене микроорганизме који би могли ући у наше тело.

Поред тога, у лабораторијама за биологију то је један од најчешће коришћених организама, што је веома корисно за открића у науци.

Трипаносома црузи

То је протозојски паразит који живи унутар ћелија и изазива Цхагасову болест. Ово се сматра важним јавноздравственим проблемом у више од 17 земаља које се налазе у тропима.

Једна од најистакнутијих карактеристика овог паразита је присуство флагела за кретање и једног митохондрија. Преносе их свом сисавцу домаћину инсекти из породице Хемиптера, звани триатомини.

Остали примери микроорганизама су Гиардиа, Еуглена, Пласмодиум, Парамециум, Саццхаромицес церевисиае, између осталих.

Референце

1. Алекандер, М. (1961). Увод у микробиологију тла. Јохн Вилеи анд Сонс, Инц ..
2. Бакер, ГЦ, Смитх, ЈЈ, и Цован, ДА (2003). Преглед и поновна анализа домена специфичних 16С прајмера. Часопис за микробиолошке методе, 55 (3), 541-555.
3. Форбес, БА, Сахм, ДФ и Веиссфелд, АС (2007). Дијагностичка микробиологија. Мосби.
4. Фрееман, С. (2017). Биолошка наука. Пеарсон Едуцатион.
5. Мурраи, ПР, Росентхал, КС, и Пфаллер, МА (2015). Медицинска микробиологија. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
6. Рееце, ЈБ, Урри, ЛА, Цаин, МЛ, Вассерман, СА, Минорски, ПВ, & Јацксон, РБ (2014). Цампбелл биологи. Пеарсоново образовање.