YKSISOLUISET ORGANISMIT: OMINAISUUDET, LISÄÄNTYMINEN, RAVITSEMUS - BIOLOGIA - 2025

Organismeja, ovat olentoja, joiden geneettistä materiaalia, entsymaattisen, proteiinien ja muiden molekyylien välttämätöntä elämän rajoittuvat yhteen soluun. Tämän ansiosta ne ovat erittäin monimutkaisia ​​biologisia kokonaisuuksia, usein hyvin pienikokoisia.

Elämän kolmesta alueesta kaksi niistä - arhaea ja bakteerit - koostuvat yksisoluisista organismeista. Näiden prokaryoottisten organismien lisäksi, että ne ovat yksisoluisia, niistä puuttuu ydin ja ne ovat erittäin erilaisia ​​ja runsaasti.

Lähde pixabay.com

Jäljelle jäävästä domeenista, eukaryooteista, löydämme sekä yksisoluisia että monisoluisia organismeja. Yksisoluisessa sisällä on alkueläimiä, joitain sieniä ja leviä.

Pääpiirteet

Noin 200 vuotta sitten biologit pitivät tuolloin organismeja, jotka koostuivat yhdestä solusta, suhteellisen yksinkertaisiksi. Tämä johtopäätös johtui vähäisestä tiedosta, jonka he saivat katseluun käytetyistä linsseistä.

Nykyään mikroskopiaan liittyvän teknologisen kehityksen ansiosta voimme visualisoida monisoluisten rakenteiden verkoston, joka yksisoluisilla olemuksilla on, ja suuren monimuotoisuuden, joka näillä linjoilla on. Seuraavaksi keskustelemme yksisoluisten organismien tärkeimmistä rakenteista, sekä eukaryooteissa että prokaryooteissa.

Prokaryoottisen solun komponentit

Geneettinen materiaali

Prokaryoottisolujen merkittävin ominaisuus on geneettistä materiaalia rajaavan kalvon puute. Eli todellisen ytimen puuttuminen.

Sen sijaan DNA sijaitsee näkyvänä rakenteena: kromosomina. Useimmissa bakteereissa ja arhaassa DNA organisoituu suureksi pyöreäksi proteiiniin liittyväksi kromosomiksi.

Mallibakteerissa, kuten Escherichia coli (enemmän biologiasta seuraavissa osioissa), kromosomi saavuttaa lineaarisen pituuden, joka on jopa 1 mm, melkein 500 kertaa solun koko.

Kaikkien tämän materiaalin varastoimiseksi DNA: n on omaksuttava superkelattu konformaatio. Tämä esimerkki voidaan ekstrapoloida suurimpaan osaan bakteerien jäseniä. Fyysistä aluetta, jossa tämä kompakti geneettisen materiaalin rakenne sijaitsee, kutsutaan nukleoidiksi.

Kromosomin lisäksi prokaryoottisissa organismeissa voi olla satoja muita pieniä DNA-molekyylejä, joita kutsutaan plasmideiksi.

Nämä, kuten kromosomi, koodittavat tiettyjä geenejä, mutta ovat fysikaalisesti eristettyjä siitä. Koska ne ovat käyttökelpoisia hyvin erityisissä olosuhteissa, ne muodostavat eräänlaisen apugeneettisen elementin.

ribosomit

Proteiinien valmistamiseksi prokaryoottisilla soluilla on monimutkainen entsymaattinen koneisto, nimeltään ribosomit, jotka jakautuvat koko solun sisäpuolelle. Jokainen solu voi sisältää noin 10 000 ribosomia.

Fotosynteettinen kone

Fotosynteesiä tekevillä bakteereilla on ylimääräisiä koneita, joiden avulla ne voivat ottaa auringonvaloa ja muuttaa sen myöhemmin kemialliseksi energiaksi. Fotosynteettisten bakteerien kalvoissa on tunkeutumisia, joissa varastoidaan niiden suorittamiin monimutkaisiin reaktioihin tarvittavat entsyymit ja pigmentit.

Nämä fotosynteettiset vesikkelit voivat pysyä kiinnittyneinä plasmakalvoon tai ne voivat irrottua ja sijaita solun sisällä.

sytoskeletonia

Kuten nimestä voi päätellä, sytoskeleton on solun luuranko. Tämän rakenteen perusta koostuu proteiiniluonteisista kuiduista, jotka ovat välttämättömiä solunjakautumisprosessille ja solun muodon ylläpitämiselle.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että prokaryoottien sytoskeleton koostuu monimutkaisesta filamenttiverkosta, eikä se ole niin yksinkertainen kuin aiemmin ajateltiin.

Organelit prokaryooteissa

Historiallisesti yksi prokaryoottisen organismin silmiinpistävimmistä ominaisuuksista oli sen sisäisten osastojen tai organellin puute.

Nykyään hyväksytään, että bakteereilla on erityyppisiä organelleja (kalvojen ympäröimät osastot), jotka liittyvät kalsiumionien, solun suuntautumiseen osallistuvien mineraalikiteiden ja entsyymien varastointiin.

Yksisoluisten eukaryoottisolujen komponentit

Eukaryoottien suvun sisällä meillä on myös yksisoluisia organismeja. Niille on ominaista, että geenimateriaali on rajoitettu organelliin, jota ympäröi dynaaminen ja monimutkainen kalvo.

Koneet proteiinien valmistamiseksi koostuvat myös näiden organismien ribosomista. Eukaryooteissa nämä ovat kuitenkin suurempia. Itse asiassa ribosomien kokoero on yksi tärkeimmistä eroista kahden ryhmän välillä.

Eukaryoottisolut ovat monimutkaisempia kuin edellisessä osassa kuvatut prokaryoottisolut, koska niissä on alaosastoja, joita ympäröi yksi tai useampi kalvo, nimeltään organelles. Niiden joukossa meillä on mm. Mitokondrioita, endoplasmista retikulumia, Golgi-apulaitetta, vakuoleja ja lysosomeja.

Fotosynteesille kykenevien organismien tapauksessa entsymaattiset koneet ja pigmentit ovat varastoituna plasts-nimisiin rakenteisiin. Tunnetuimpia ovat kloroplastit, vaikka on myös muun muassa amyloplastoja, kromoplasteja, etioplasteja.

Joillakin yksisoluisilla eukaryooteilla on soluseinät, kuten levät ja sienet (vaikka niiden kemiallinen luonne vaihtelee).

Erot bakteerien ja arhaea välillä

Kuten mainitsimme, arhaea- ja bakteerialueet koostuvat yksisoluisista yksilöistä. Tosiasia, että tämän ominaisuuden jakaminen ei tarkoita, että linjat ovat samat.

Jos vertaamme molempia ryhmiä perusteellisesti, ymmärrämme, että ne eroavat samalla tavalla kuin me - tai mikä tahansa muu nisäkäs - eroamme kaloista. Peruserot ovat seuraavat.

Solukalvo

Alkaen solurajoista molekyylit, jotka muodostavat seinämän ja kalvon molemmilla suuntauksilla, eroavat toisistaan ​​voimakkaasti. Bakteerissa fosfolipidit koostuvat glyseroliin kiinnittyneistä rasvahapoista. Sitä vastoin arkaaassa on hyvin haarautuneita fosfolipidejä (isoprenoideja), jotka ovat kiinnittyneet glyseroliin.

Lisäksi fosfolipidejä muodostavat sidokset eroavat toisistaan, mikä johtaa vakaampaan kalvoon archaeassa. Tästä syystä archaea voi elää ympäristöissä, joissa lämpötila, pH ja muut olosuhteet ovat äärimmäiset.

Soluseinä

Soluseinä on rakenne, joka suojaa solu-organismia osmoottiselta stressiltä, ​​joka johtuu solun sisäpuolen ja ympäristön pitoisuuksien eroista, muodostaen eräänlaisen eksoskeletin.

Yleensä solussa on korkea pitoisuus liuenneita aineita. Osmoosin ja diffuusion periaatteiden mukaan vesi pääsisi soluun laajentaen sen tilavuutta.

Seinä suojaa solua repeämältä lujan ja kuituisen rakenteensa ansiosta. Bakteereissa päärakenteellinen komponentti on peptidoglykaani, vaikka tiettyjä molekyylejä, kuten glykolipidejä, voi olla läsnä.

Arkaaan tapauksessa soluseinämän luonne on melko vaihteleva ja joissakin tapauksissa tuntematon. Peptidoglykaania ei kuitenkaan ole toistaiseksi esiintynyt tutkimuksissa.

Genomiorganisaatio

Geneettisen materiaalin rakenteellisessa järjestyksessä archaea on enemmän samanlainen kuin eukaryoottiset organismit, koska geenit keskeytetään alueilla, joita ei käännetä, eli intronit - termi, jota käytetään käännettävissä alueissa, on "eksoni" ».

Päinvastoin, bakteerigenomin organisointi tapahtuu pääasiassa operoneissa, joissa geenit ovat toiminnallisissa yksiköissä, jotka sijaitsevat peräkkäin, ilman keskeytyksiä.

Erot monisoluisten organismien kanssa

Kriittinen ero monisoluisen ja yksisoluisen organismin välillä on organismien muodostavien solujen lukumäärä.

Monisoluiset organismit koostuvat useammasta kuin yhdestä solusta, ja yleensä kukin niistä on erikoistunut tiettyyn tehtävään, ja tehtävien jakaminen on yksi sen merkittävimmistä ominaisuuksista.

Toisin sanoen, koska solun ei enää tarvitse suorittaa kaikkia organismin elossa pitämiseen tarvittavia toimintoja, tehtävien jakautuminen syntyy.

Esimerkiksi hermosolut suorittavat täysin erilaisia ​​tehtäviä kuin munuais- tai lihassolut.

Tämä ero suoritetuissa tehtävissä ilmaistaan ​​morfologisina eroina. Eli kaikki solut, jotka muodostavat monisoluisen organismin, eivät ole samanmuotoisia - hermosolut ovat puun muotoisia, lihassolut ovat pitkänomaisia ​​jne.

Monisoluisten organismien erikoistuneet solut on ryhmitelty kudoksiin ja nämä puolestaan ​​elimiin. Orgaanit, jotka suorittavat samanlaisia ​​tai toisiaan täydentäviä toimintoja, on ryhmitelty järjestelmiin. Siten meillä on rakenteellinen hierarkkinen organisaatio, jota ei esiinny yksisoluisissa kokonaisuuksissa.

Jäljentäminen

Suvuton lisääntyminen

Yksisoluiset organismit lisääntyvät aseksuaalisesti. Huomaa, että näissä organismeissa ei ole erityisiä lisääntymiseen osallistuvia rakenteita, kuten tapahtuu monisoluisten olentojen eri lajeilla.

Tämän tyyppisessä epäseksuaalisessa lisääntymisessä isä antaa jälkeläisiä ilman seksipartnerin tai sukusolujen fuusion tarvetta.

Aseksuaalinen lisääntyminen luokitellaan eri tavoin, yleensä käyttämällä vertailutasona tason tai muodon jakautumista, jota organismi käyttää jakamaan.

Yleinen tyyppi on binaarifissio, jossa yksilö saa aikaan kaksi organismia, identtisiä vanhemman kanssa. Joillakin on kyky suorittaa fissio generoimalla enemmän kuin kaksi jälkeläistä, joka tunnetaan nimellä moniosainen.

Toinen tyyppi on orastava, jolloin organismi aiheuttaa pienemmän. Näissä tapauksissa vanhempien organismi itää pidennyksen, joka kasvaa edelleen riittävän kokoiseksi ja irtoaa myöhemmin vanhemmastaan. Muut yksisoluiset organismit voivat lisääntyä muodostamalla itiöitä.

Vaikka aseksuaalinen lisääntyminen on tyypillistä yksisoluisille organismeille, se ei ole ainutlaatuinen tälle suvulle. Tietyt monisoluiset organismit, kuten levät, sienet, piikkinahkaiset, voivat muun muassa lisääntyä tämän modaalisuuden kautta.

Horisontaalinen geeninsiirto

Vaikka prokaryoottisissa organismeissa ei esiinny sukupuolista lisääntymistä, ne voivat vaihtaa geenimateriaalia muiden yksilöiden kanssa horisontaalisen geeninsiirron kautta tapahtuvan tapahtuman kautta. Vaihto ei sisällä materiaalin siirtämistä vanhemmilta lapsille, mutta tapahtuu saman sukupolven henkilöiden välillä.

Tämä tapahtuu kolmella perustavanlaatuisella mekanismilla: konjugaatio, transformaatio ja transduktio. Ensimmäisessä tyypissä pitkät DNA-kappaleet voidaan vaihtaa fyysisten yhteyksien kautta kahden yksilön välillä seksuaalisen piilan avulla.

Kummassakin mekanismissa vaihtuneen DNA: n koko on pienempi. Transformaatio on paljaan DNA: n ottamista bakteerilta ja transduktio on vieraan DNA: n vastaanottoa virusinfektion seurauksena.

Yltäkylläisyys

Elämä voidaan jakaa kolmeen päädomeeniin: arhaea, bakteerit ja eukaryootit. Kaksi ensimmäistä ovat prokaryoottisia, koska niiden ydintä ei ympäröi kalvo ja ne ovat kaikki yksisoluisia organismeja.

Nykyisten arvioiden mukaan maapallolla on yli 3,10 ³⁰ bakteeri- ja arhaea-yksilöä, joista suurin osa on nimeämättä ja kuvaamattomia. Itse asiassa oma ruumiimme koostuu näiden organismien dynaamisista populaatioista, jotka luovat symbioottiset suhteet kanssamme.

Ravitsemus

Yksisoluisten organismien ravitsemus on erittäin monipuolista. On sekä heterotrofisia että autotrofisia organismeja.

Entisten on kuluttava ruoansa ympäristöstä, yleensä ravitsemushiukkasten kanssa. Autotrofisissa muunnelmissa on kaikki tarvittavat koneet valon energian muuntamiseksi kemiaksi, varastoituna sokereihin.

Kuten kaikki elävät organismit, yksisoluiset kasvit tarvitsevat muun muassa tiettyjä ravintoaineita, kuten vettä, hiilen lähdettä, mineraali-ioneja, niiden optimaaliseen kasvuun ja lisääntymiseen. Jotkut vaativat kuitenkin myös erityisiä ravintoaineita.

Esimerkkejä yksisoluisista organismeista

Yksisoluisten organismien suuren monimuotoisuuden vuoksi on vaikea luetella esimerkkejä. Mainitsemme kuitenkin malli-organismit biologiassa ja organismit, joilla on lääketieteellistä ja teollista merkitystä:

Escherichia coli

Parhaiten tutkittu organismi on epäilemättä Escherichia coli -bakteerit. Vaikka joillakin kannoilla voi olla negatiivisia terveysvaikutuksia, E. coli on ihmisen mikrobiotan normaali ja runsas osa.

Se on hyödyllistä eri näkökulmista. Ruoansulatuskanavassamme bakteerit auttavat tuottamaan tiettyjä vitamiineja ja poistavat kilpailukykyisesti patogeeniset mikro-organismit, jotka voivat päästä kehomme.

Lisäksi biologisissa laboratorioissa se on yksi eniten käytettyjä malli-organismeja, ja se on erittäin hyödyllinen löytöihin tieteessä.

Trypanosoma cruzi

Se on alkueläinten loinen, joka elää soluissa ja aiheuttaa Chagasin taudin. Tätä pidetään tärkeänä kansanterveysongelmana yli 17 tropiikissa sijaitsevassa maassa.

Yksi tämän loisen merkittävimmistä ominaisuuksista on liikkumista tukeva flagellum ja yksi mitokondrio. Ne kulkeutuvat nisäkäsisäntään Hemiptera-sukuun kuuluvien hyönteisten, triatomiinien avulla.

Muita esimerkkejä mikro-organismeista ovat mm. Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

Viitteet

1. Alexander, M. (1961). Johdanto maaperän mikrobiologiaan. John Wiley ja Sons, Inc.
2. Baker, GC, Smith, JJ, ja Cowan, DA (2003). Verkkospesifisten 16S-alukkeiden tarkistaminen ja uudelleenanalyysi. Lehti mikrobiologisista menetelmistä, 55 (3), 541 - 555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF ja Weissfeld, AS (2007). Diagnostinen mikrobiologia. Mosby.
4. Freeman, S. (2017). Biologinen tiede. Pearson koulutus.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS ja Pfaller, MA (2015). Lääketieteellinen mikrobiologia. Elsevier terveystieteet.
6. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, ja Jackson, RB (2014). Campbell-biologia. Pearson-koulutus.