Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen archaea en bacteriën?



de Belangrijkste verschillen tussen archaea en bacteriën ze zijn gebaseerd op moleculair-structurele en metabolische aspecten die we hierna zullen ontwikkelen. Het domein Archaea taxonomisch groepen eencellige micro-organismen met prokaryote celmorfologie (geen kernmembraan of membranen van cytoplasmatische organellen), eigenschappen die de bacteriën gelijkt.

Er zijn echter ook kenmerken die ze scheiden, omdat archaea zijn uitgerust met zeer specifieke aanpassingsmechanismen die hen in staat stellen te leven in omgevingen van extreme omstandigheden.

Het bacteriedomein bevat de meest voorkomende vormen van bacteriën die eubacteriën worden genoemd, of echte bacteriën. Dit zijn ook eencellige, microscopische, prokaryote organismen die in elke omgeving van leven gematigde omstandigheden.

index

  • 1 Evolutie van de taxonomie van deze groepen
  • 2 Differentiële kenmerken van Archaea en bacteriën
    • 2.1 Habitat
    • 2.2 Plasmamembraan
    • 2.3 Celwand
    • 2.4 ribosomaal ribonucleïnezuur (rRNA)
    • 2.5 Productie van endosporen
    • 2.6 Beweging
    • 2.7 Fotosynthese
  • 3 referenties

Evolutie van de taxonomie van deze groepen

In de vierde eeuw voor Christus werden levende wezens ingedeeld in slechts twee groepen: dieren en planten. Van Leeuwenhoek, in de zeventiende eeuw, met behulp van een microscoop die hij zelf had gebouwd, kon micro-organismen waarnemen die tot dan toe onzichtbaar waren geweest en beschreven werden onder de naam "animas" protozoa en bacteriën.

In de achttiende eeuw werden de 'microscopische dieren' opgenomen in de systematische classificaties van Carlos Linnaeus. In het midden van de 19e eeuw groepeert een nieuw koninkrijk de bacterie: Haeckel postuleerde een systematiek gebaseerd op drie koninkrijken; koninkrijk Plantae, koninkrijk Animalia en koninkrijk Protista, dat micro-organismen met kern (algen, protozoa en schimmels) en organismen zonder kern (bacteriën) groepeerde.

Sindsdien zijn een aantal biologen verschillende classificatiesystemen (Chatton 1937 Copeland 1956 Whittaker 1969) en de criteria voor de indeling voorgestelde microorganismen, aanvankelijk verankerd in morfologische verschillen en verschillen in kleuring (Gramkleuring) ze gingen gebaseerd zijn op metabole en biochemische verschillen.

In 1990 ontdekte Carl Woese, met behulp van moleculaire technieken van nucleïnezuursequencing (ribosomaal ribonucleïnezuur, rRNA), dat er onder de als bacteriën gegroepeerde micro-organismen zeer grote fylogenetische verschillen waren.

Deze ontdekking toonde aan dat prokaryoten een monophyletic groep (met een gemeenschappelijke voorouder) en Woese suggereerde toen dat drie evolutionaire gebieden oftewel: Archaea, Bacteriën en Eukarya (gekiemd cel organismen).

Differentiële kenmerken van Archaea en bacteriën

De organismen van Archaea en Bacteria hebben gemeenschappelijke kenmerken in dat ze allebei eencellig vrij of geaggregeerd zijn. Ze hebben geen gedefinieerde nucleus of organellen, ze hebben een celgrootte tussen gemiddeld 1 tot 30 μm.

Ze vertonen significante verschillen met betrekking tot de moleculaire samenstelling van sommige structuren en in de biochemie van hun metabolisme.

leefgebied

Bacteriën soorten leven in een breed scala van habitats gekoloniseerd brakke en zoete, warme en koude omgevingen, moerassen, mariene sedimenten en scheuren in de rotsen, en kan ook leven in de atmosferische lucht.

Ze kunnen naast andere organismen in de spijsverteringsbuizen van insecten, weekdieren en zoogdieren, mondholten, ademhalings- en urogenitale organen van zoogdieren en bloed van vertebraten bestaan..

Ook kunnen de micro-organismen die tot Bacteriën behoren parasieten, symbionten of commensalen zijn van vissen, wortels en stengels van planten, van zoogdieren; ze kunnen worden geassocieerd met korstmoszwammen en met protozoa. Ze kunnen ook voedselcontaminanten zijn (vlees, eieren, melk, zeevruchten, onder andere).

De soorten van de Archaea-groep hebben aanpassingsmechanismen die hun leven mogelijk maken in omgevingen met extreme omstandigheden; ze kunnen leven bij temperaturen onder 0 ° C en boven 100 ° C (temperatuur die bacteriën niet verdragen), bij alkalische of extreme zure pH en zoutconcentraties veel hoger dan zeewater.

Methanogene organismen (die methaan produceren, CH4) behoren ook tot het Archaea-domein.

Plasmamembraan

De envelop van de prokaryotische cellen wordt in het algemeen gevormd door het cytoplasmamembraan, de celwand en de capsule.

Het plasmamembraan van de organismen van de Bacteriegroep, bevat geen cholesterol, noch andere steroïden, maar lineaire vetzuren gebonden aan glycerol door ester-type banden.

Het membraan van de Archaea-leden kan worden gevormd door een dubbellaag of door een lipide-monolaag, die nooit cholesterol bevat. Fosfolipiden in het membraan bestaan ​​uit koolwaterstoffen met lange keten, vertakt en gebonden aan glycerol door ether-type bindingen.

Celwand

In organismen van de Bacteriegroep wordt de celwand gevormd door peptidoglycanen of mureïne. Archaea-organismen hebben celwanden die pseudopeptidoglycan, glycoproteïnen of eiwitten bevatten, als aanpassingen aan extreme omgevingsomstandigheden.

Bovendien kunnen ze een buitenlaag van eiwitten en glycoproteïnen presenteren, die de wand bedekken.

Ribosomaal ribonucleïnezuur (rRNA)

Het rRNA is een nucleïnezuur dat deelneemt aan de eiwitsynthese - de productie van de eiwitten die de cel nodig heeft om zijn functies en de ontwikkeling ervan te vervullen - waarbij de tussenstappen van dit proces worden bepaald.

De nucleotidesequenties in de ribosomale ribonucleïnezuren zijn verschillend in de Archaea- en Bacteria-organismen. Dit feit werd ontdekt door Carl Woese in zijn studies uit 1990, wat resulteerde in de scheiding in twee verschillende groepen van deze organismen.

Endospore productie

Sommige leden van de Bacteriegroep kunnen overlevingsstructuren produceren die endosporen worden genoemd. Wanneer de omgevingsomstandigheden zeer ongunstig zijn, kunnen endosporen jarenlang hun levensvatbaarheid behouden, met vrijwel geen metabolisme.

Deze sporen zijn buitengewoon bestendig tegen hitte, zuren, straling en verschillende chemische agentia. In de Archaea-groep zijn geen soorten die endosporen vormen gemeld.

beweging

Sommige bacteriën hebben flagellen die hen mobiliteit verschaffen; de spirocheten hebben een axiaal filament waarmee ze in vloeibare, viskeuze media zoals slib en humus kunnen bewegen.

Sommige paarse en groene bacteriën, cyanobacteriën en Archaea bezitten gasblaasjes waarmee ze kunnen bewegen door middel van flotatie. De bekende Archaea soorten hebben geen appendages zoals flagella of filamenten.

fotosynthese

Binnen het domein Bacteriën zijn er soorten cyanobacteriën die zuurstofische fotosynthese kunnen uitvoeren (die zuurstof produceert), omdat ze chlorofyl en phycobilins hebben als accessoire pigmenten, verbindingen die zonlicht opvangen.

Deze groep bevat ook organismen die anoxygene fotosynthese uit te voeren (die zuurstof produceert) door bacteriochlorofyl zonlicht absorberen, zoals: rood groen paars zwavelbacteriën of rood en niet zwavelhoudende, groene zwavelbacteriën en geen zwavelhoudende.

In het Archaea-domein zijn geen fotosynthetische soorten gemeld, maar het geslacht Halobacterium, van extreme halofyten, is het in staat om adenosinetrifosfaat (ATP) te produceren, met gebruik van zonlicht zonder chlorofyl. Ze bezitten het retinale paarse pigment, dat zich bindt aan membraaneiwitten en een complex vormt dat bacteriorodopsine wordt genoemd.

Het bacteriorodopsinecomplex absorbeert energie uit zonlicht en kan bij afgifte H-ionen verpompen+ naar de cellulaire buitenkant en bevorderen de fosforylatie van ADP (adenosine difosfaat) tot ATP (adenosine trifosfaat), waaruit het micro-organisme energie verkrijgt.

referenties

  1. Barraclough T.G. and Nee, S. (2001). Phylogenetica en soortvorming. Trends in ecologie en evolutie. 16: 391-399.
  2. Doolittle, W.F. (1999). Fylogenetische classificatie en de universele boom. Science. 284: 2124-2128.
  3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. en Raoult, D. (2018). Fylogenomische analyse van β-Lactamase in Archaea en Bacteriën maakt de identificatie van vermeende nieuwe leden mogelijk. Genoombiologie en evolutie. 10 (4): 1106-1114. Genoombiologie en evolutie. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
  4. Whittaker, R. H. (1969). Nieuwe concepten van koninkrijken van organismen. Science. 163: 150-161.
  5. Woese, C.R., Kandler, O. en Wheelis, M.L. (1990). Op weg naar een natuurlijk systeem van organismen: voorstel voor de domeinen Archaea, Bacteria en Eukarya. Proceedings of Natural Sciences Academy. USA. 87: 45-76.