ГЛАВНЕ РАЗЛИКЕ ИЗМЕЂУ АРХЕЈЕ И БАКТЕРИЈА - БИОЛОГИЈА - 2025

У Главне разлике између арцхаеа и бактерија се заснивају на молекуларним-структурних и метаболичких аспеката које ћемо развити у наставку. Архејски домен таксономско групише једноћелијске микроорганизме који имају прокариотску ћелијску морфологију (без нуклеарне мембране или цитоплазматске мембране органела), карактеристике које подсећају на бактерије.

Међутим, постоје и особине које их раздвајају, јер су археје обдарене врло посебним механизмима прилагођавања који им омогућавају да живе у окружењу са екстремним условима.

Слика 1. Бактерија Есцхерицхиа цоли. Извор: НИАИД, путем Викимедиа Цоммонса

Домен бактерије садржи најобилније облике бактерија зване еубактерије, или праве бактерије. То су такође једноцелични, микроскопски, прокариотски организми који живе у било ком окружењу са умереним условима.

Еволуција таксономије ових група

У 4. веку пре нове ере, жива бића су разврстана у само две групе: животиње и биљке. Ван Лееувенхоек је у седамнаестом веку, помоћу микроскопа који је сам изградио, био у стању да посматра микроорганизме који су до тада били невидљиви и описао протозое и бактерије под именом "анимацулос".

У 18. веку "микроскопске животиње" су уклопљене у систематске класификације Карлоса Линнеа. Средином деветнаестог века ново краљевство групира бактерије: Хаецкел је постулирао систематичне системе засноване на три краљевства; краљевство Плантае, краљевство Анималиа и краљевство Протиста, које су групирале микроорганизме са језгром (алге, протозое и гљивице) и организме без језгра (бактерије).

Од овог датума, неколико биолога је предложило различите системе класификације (Цхаттон 1937, Цопеланд 1956, Вхиттакер 1969) и критеријуме за класификацију микроорганизама, који су се у почетку заснивали на морфолошким разликама и разликама у бојењу (мрља по Граму), оне су постале на основу метаболичких и биохемијских разлика.

Царл Воесе је 1990. године, примјењујући технике молекуларног секвенцирања у нуклеинским киселинама (рибосомална рибонуклеинска киселина, рРНА), открио да међу микроорганизмима који су групирани као бактерије постоје врло велике филогенетске разлике.

Ово откриће је показало да прокариоти нису монофилетна група (са заједничким претком), а Воесе је тада предложио три еволуциона подручја која је именовао: Арцхаеа, Бакцтериа и Еукариа (нуклеовани ћелијски организми).

Диференцијалне карактеристике Археје и бактерија

Организми археје и бактерија имају заједничке карактеристике по томе што су обе једноћелијске, слободне или агрегиране. Они немају дефинисано језгро или органеле, имају просечну величину ћелија између 1 и 30 μм.

Они представљају значајне разлике с обзиром на молекуларни састав неких структура и у биохемији њихових метаболизама.

Станиште

Врсте бактерија живе у широком распону станишта: колонизирале су бочасту и слатку воду, вруће и хладно окружење, мочварна земљишта, морске седименте и стијене, а могу да живе и у атмосферском ваздуху .

Могу да живе са другим организмима у дигестивним цевима инсеката, мекушаца и сисара, усних шупљина, респираторног и урогениталног тракта сисара, и крви кичмењака.

Слика 2. Врели извори, екстремна станишта где обитавају организми из групе Арцхаеа, која им обично дају светлу боју. Извор: ЦНКС ОпенСтак путем википедије

Такође микроорганизми који припадају бактеријама могу бити паразити, симбионти или комменти рибе, корена и стабљика биљака, сисара; могу се повезати са лишајским гљивицама и протозоама. Такође могу бити загађивачи хране (месо, јаја, млеко, морски плодови, између осталог).

Врсте групе Арцхаеа имају механизме прилагодбе који им омогућавају живот у окружењу са екстремним условима; Они могу да живе на температурама испод 0 ° Ц и изнад 100 ° Ц (температура коју бактерије не могу да подрже), у екстремно алкалним или киселим пХ и физиолошким концентрацијама много већим од оних у морској води.

Метаногене организми (који производе метан, ЦХ ₄ ) и спадају у домен Арцхаеа.

Плазма мембране

Овојница прокариотских ћелија углавном формира цитоплазматска мембрана, ћелијска стијенка и капсула.

Плазма мембрана организама из групе бактерија не садржи холестерол или друге стероиде, већ линеарне масне киселине повезане глицерином везама типа естера.

Мембрана чланова Арцхаеа може бити састављена двослојем или липидним моно-слојем, који никада не садржи холестерол. Мембрански фосфолипиди су сачињени од дуголанчаних разгранатих угљоводоника повезаних глицеролом везама етерског типа.

Ћелијски зид

У организмима из групе бактерија ћелијски зид се састоји од пептидогликана или муреина. Организми археје поседују ћелијске зидове који садрже псеудопептидогликан, гликопротеине или протеине као прилагодбу екстремним условима животне средине.

Поред тога, могу да представе спољашњи слој протеина и гликопротеина који покривају зид.

Рибосомална рибонуклеинска киселина (рРНА)

РРНА је нуклеинска киселина која учествује у синтези протеина - производњи протеина који ћелији је потребан да би испунила своје функције и за свој развој - усмеравајући прелазне кораке овог процеса.

Нуклеотидне секвенце у рибосомалним рибонуклеинским киселинама су различите у организмима Архее и Бактерије. Царл Воесе је ту чињеницу открио у својим студијама из 1990. године, што је резултирало раздвајањем ових организама у две различите групе.

Производња ендоспора

Неки чланови групе бактерија могу произвести структуре преживљавања назване ендоспоре. Када су услови у околини веома неповољни, ендоспоре могу годинама одржавати своју одрживост, уз практично нулти метаболизам.

Ове споре су изузетно отпорне на топлоту, киселине, зрачење и разне хемијске агенсе. У групи Арцхаеа није забележена ниједна врста која формира ендоспоре .

Кретање

Неке бактерије имају флагеле које обезбеђују покретљивост; спирохети имају аксијалну нит помоћу које се могу кретати у течним, вискозним медијима као што су блато и хумус.

Неке гримизне и зелене бактерије, цијанобактерије и археје поседују гасне везикуле које им омогућавају кретање плутајући. Познате врсте Арцхаеа немају прилоге као што су бичеви или нити.

Слика 3. Рио Тинто, екстремно окружење у Хуелви, Шпанија, где се развијају аркеи родова Металлоспхаера и Сулфолобус. Извор: Риотинто2006, из Викимедиа Цоммонс

Фотосинтеза

Унутар домена бактерија постоје врсте цијанобактерија које могу вршити фотосинтезу кисеоника (која ствара кисеоник), јер садрже хлорофил и фикобилине као додатни пигменти, једињења која узимају сунчеву светлост.

Ова група такође садржи организме који врше аноксигену фотосинтезу (која не ствара кисеоник) путем бактериоклорофила који апсорбују сунчеву светлост, као што су: црвени или љубичасти сумпор и црвене сумпорне бактерије, зелени сумпор и зелене бактерије без сумпора.

У области Арцхаеа нису пријављене фотосинтетске врсте, али род Халобацтериум, екстремних халофита, способан је да производи аденосин трифосфат (АТП), уз употребу сунчеве светлости без хлорофила. Имају љубичасти пигмент мрежнице, који се везује за протеине мембране и ствара комплекс који се назива бактерходходопсин.

Бактериорходопсин-комплекс апсорбује енергију сунчеве светлости и када се ослободи, он може пумпати Х ⁺ јоне на спољашњу страну ћелије и подстаћи фосфорилацију АДП (аденосин-дифосфат) у АТП (аденосин трифосфат), из кога микроорганизам добија енергију.

Референце

1. Баррацлоугх ТГ и Нее, С. (2001). Филогенетика и спецификација. Трендови у екологији и еволуцији. 16: 391-399.
2. Доолиттле, ВФ (1999). Филогенетска класификација и универзално стабло. Наука. 284: 2124-2128.
3. Кесхри, В., Панда, А., Левассеур, А., Ролаин, Ј., Понтаротти, П. и Раоулт, Д. (2018). Филогеномска анализа β-лактамазе у Археји и бактеријама омогућава идентификацију нових чланова Путативе. Биологија и еволуција генома. 10 (4): 1106-1114. Биологија и еволуција генома. 10 (4): 1106-1114. дои: 10.1093 / гбе / еви028
4. Вхиттакер, РХ (1969). Нови концепти краљевстава организама. Наука. 163: 150-161.
5. Воесе, ЦР, Кандлер, О. и Вхеелис, МЛ (1990). Према природном систему организама: предлог за домене Арцхаеа, Бактер и Еукариа. Зборник радова Академије природних наука. КОРИСТИ. 87: 45-76.