Biologie pentru Majors II

Învățării

• Descrie diferențe importante în structura între Archaea și Bacteria

Figura 1. Cele trei domenii ale organismelor vii. Bacteriile și arhaea sunt ambele procariote, dar diferă suficient pentru a fi plasate în domenii separate., Se crede că un strămoș al Arheei moderne a dat naștere la Eukarya, al treilea domeniu al vieții. Sunt prezentate grupuri majore de arhaea și bacterii.compoziția peretelui celular diferă semnificativ între domeniile bacterii și arhaea. Compoziția pereților celulari diferă, de asemenea, de pereții celulari eucarioți găsiți în plante (celuloză) sau ciuperci și insecte (chitină). Peretele celular funcționează ca un strat protector și este responsabil pentru forma organismului. Unele bacterii au o capsulă exterioară în afara peretelui celular., Alte structuri sunt prezente în unele specii procariote, dar nu și în altele. De exemplu, capsula găsită la unele specii permite organismului să se atașeze de suprafețe, îl protejează de deshidratare și de atacul celulelor fagocitare și face agenții patogeni mai rezistenți la răspunsurile noastre imune. Unele specii au, de asemenea, flagella (singular, flagellum) folosit pentru locomoție și pili (singular, pilus) folosit pentru atașarea la suprafețe. Plasmidele, care constau din ADN extra-cromozomial, sunt de asemenea prezente în multe specii de bacterii și arhaea.Phylum Proteobacteria este una dintre cele până la 52 de bacterii phyla., Proteobacteriile sunt subdivizate în continuare în cinci clase, Alfa prin Epsilon (Tabelul 1).

Tabelul 1. Bacteriile din Încrengătura Proteobacteria
Clasa	organisme Reprezentative	Reprezentant micrografie
Alfa proteobacteria Unele specii sunt photoautotrophic, dar unele sunt simbionți de plante și animale, iar altele sunt agenți patogeni., Mitocondriile eucariote sunt considerate a fi derivate din bacteriile din acest grup.	Rhizobium: fixatoare de Azot endosymbiont asociate cu rădăcinile de leguminoase Rickettsia: Obliga parazit intracelular care cauzează tifosul exantematic și Febra pătată a munților Stâncoși	Rickettsia rickettsia, așezat roșu, în creștere în interior o serie de celule
Beta proteobacteria Acest grup de bacterii este divers. Unele specii joacă un rol important în ciclul azotului.,	Nitrosomas: Specii din acest grup se oxidează amoniacul în nitriți Spirillum minus: Cauzele febra mușcăturii de șobolan	Spirillum minus
Gamma proteobacteria Multe sunt benefice simbionți care populeaza intestinul uman, dar altele sunt familiarizați agenți patogeni umani. Unele specii din acest subgrup oxidează compușii de sulf.E. coli: microbul normal benefic al intestinului uman,dar unele tulpini provoacă boală Salmonella: anumite tulpini provoacă intoxicații alimentare sau febră tifoidă V., cholera: Causative agent of cholera Chromatium: Sulfur-producing bacteria that oxidize sulfur, producing H2S	Vibrio cholera
Delta proteobacteria Some species generate a spore-forming fruiting body in adverse conditions. Others reduce sulfate and sulfur.,	Myxobacteria: Generarea de formare a spori corpuri fructifere în condiții nefavorabile Desulfovibrio vulgaris: Anaerobe, sulfat-reducătoare bacterie	Desulfovibrio vulgaris
Epsilon proteobacteria Multe specii populează tractul digestiv al animalelor ca simbionți sau agenți patogeni. Bacteriile din acest grup au fost găsite în orificiile hidrotermale de adâncime și în habitatele reci.Campylobacter: provoacă otrăvirea sângelui și inflamația intestinală H.,acter
(credit „Rickettsia rickettsia”: modificarea de muncă de către CDC; credit „Spirillum minus”: modificarea de muncă de către Wolframm Adlassnig; credit „Vibrio cholera”: modificarea munca de Janice Haney Carr, CDC; credit „Desulfovibrio vulgaris”: modificarea de muncă de către Graham Bradley; credit „Campylobacter”: modificarea munca de Lemn, Pooley, USDA, ARS, UEM; scara-bar de date de la Matt Russell)

Chlamydia, Spirochete, Cianobacterii și bacterii Gram-pozitive sunt descrise în Tabelul 2., Rețineți că forma bacteriană nu este dependentă de filum; bacteriile dintr-un filum pot fi cocci, în formă de tijă sau spirală.

Tabelul 2., Bacteria: Chlamydia, Spirochetes, Cyanobacteria, and Gram-positive
Phylum	Representative organisms	Representative micrograph
Chlamydias All members of this group are obligate intracellular parasites of animal cells., Peretii celulelor lipsa peptidoglicanului	Chlamydia trachomatis: Comuna boala cu transmitere sexuala care poate duce la orbire	În acest papanicolau, Chlamydia trachomatis apar ca roz incluziuni în interiorul celulelor
Spirochete Majoritatea membrilor din acest sistem, care are spirală în formă de celule, sunt gratuit-living anaerobi, dar unele sunt patogene., Flagella rula pe lungime în spațiul periplasmic între interior și exterior de membrana	Treponema pallidum: agent Cauzal al sifilisul Borrelia burgdorferi: Agent cauzal al bolii Lyme	Treponema pallidum
Cianobacterii de Asemenea, cunoscut sub numele de alge albastre-verzi, aceste bacterii obține energie prin fotosinteză. Ele sunt omniprezente, găsite în medii terestre, marine și de apă dulce. Cloroplastele eucariote sunt considerate a fi derivate din bacterii din această clasă.,	Prochlorococcus: Considerat a fi cel mai abundent fotosintetice organism de pe pământ, acesta este responsabil pentru generarea de jumătate din oxigenul lumii	Phormidium
Bacterii Gram-pozitive Sol-locuință membrii acestui subgrup se descompun materia organică. Unele specii provoacă boli. Au un perete celular gros și nu au o membrană exterioară.,	Clostridium botulinum: Cauze Botullism Steptomyces: Multe antibiotice, inclusiv streptomyocin, sunt derivate din aceste bacterii Micoplasme: Aceste mici bacterii, cel mai mic cunoscute, lipsite de un perete celular. Unele sunt gratuite,-living, iar unele sunt patogene	Clostridium difficile
(credit „Chlamydia trachomatis”: modificarea de muncă de către Dr. Lance Liotta de Laborator, NCI; credit „Treponema pallidum”: modificarea de muncă de către Dr., David Cox, CDC; credit „Phormidium”: modificarea de muncă de către USGS; credit „Clostridium difficile”: modificarea de muncă de către Lois S. Wiggs, CDC; scara-bar de date de la Matt Russell)

Archaea sunt separate în patru sisteme: a Euryarchaeota, Crenarchaeota, Nanoarchaeota, și Korarchaeota.

Tabelul 3., Archaea
Sistem	organisme Reprezentative	Reprezentant micrografie
Euryarchaeota Acest sistem include metanogene, care produc metan ca deșeuri metabolice produs, și halobacteria, care trăiesc într-o extremă mediul salin.metanogeni: producția de metan provoacă flatulență la oameni și la alte animale., Halobacteria: flori Mari de sare iubitoare de archaea apărea roșiatică din cauza prezenței bacteriorhodopsin în membrană. Bacteriorhodopsina este legată de rodopsina pigmentului retinian.	Halobacterium tulpina NIT-1
Crenarchaeota Membrii acestei omniprezente încrengătura joacă un rol important în repararea de carbon. Mulți membri ai acestui grup sunt extremofili dependenți de sulf. Unele sunt termofile sau hipertermofile.,Sulfolobus: Membrii acestui gen cresc în izvoare vulcanice la temperaturi cuprinse între 75º și 80º C și la un pH cuprins între 2 și 3.	Sulfolobus a fi infectate cu bacteriofagi
Nanoarchaeota Acest grup conține în prezent doar o singură specie: Nanoarchaeum equitans.Nanoarchaeum equitans: această specie a fost izolată de fundul Oceanului Atlantic și de o aerisire hidrotermală din Parcul Național Yellowstone., Este un simbiont obligatoriu cu Ignicoccus, o altă specie de archaea.	Nanoarchaeum equitans (mici sfere negre) sunt în contact cu lor mai mari gazdă, Ignococcus
Korarchaeota Acest grup este considerat a fi unul dintre cele mai primitive forme de viata. Membrii acestui filum au fost găsiți doar în piscina Obsidian, un izvor fierbinte din Parcul Național Yellowstone.	niciun membru al acestei specii nu a fost cultivat.,	Această imagine arată o varietate de korarchaeota specii din Obsidian Piscină în Parcul Național Yellowstone.
(credit „Halobacterium”: modificarea de muncă de către NASA; credit „Nanoarchaeotum equitans”: modificarea de muncă de către Karl O. Stetter; credit „korarchaeota”: modificarea munca de Birou de Științe a U. s. Dept., de Energie; scara-bar de date de la Matt Russell)

Membrana Plasmatică

procariote cu plasmă membrana este un strat subțire de bistrat lipidic (de la 6 la 8 nanometri) care înconjoară complet mobil și separă interiorul de exterior. Natura sa selectiv permeabilă păstrează ioni, proteine și alte molecule în interiorul celulei și le împiedică să difuzeze în mediul extracelular, în timp ce alte molecule se pot deplasa prin membrană., Reamintim că structura generală a unei membrane celulare este un bistrat fosfolipid compus din două straturi de molecule lipidice. În membranele celulare arhaice, lanțurile de izopren (fitanil) legate de glicerol înlocuiesc acizii grași legați de glicerol în membranele bacteriene. Unele membrane arhaice sunt monostraturi lipidice în loc de bistraturi (Figura 2).

Figura 2. Fosfolipidele arhaeale diferă de cele găsite în bacterii și Eucarya în două moduri. În primul rând, au ramificat părți fitanilelanțuri în loc de cele liniare., În al doilea rând, o legătură eterică în loc de o legătură esterică conectează lipidul la glicerol.

peretele celular

citoplasma celulelor procariote are o concentrație ridicată de soluții dizolvate. Prin urmare, presiunea osmotică din interiorul celulei este relativ ridicată. Peretele celular este un strat protector care înconjoară unele celule și le conferă formă și rigiditate. Acesta este situat în afara membranei celulare și previne Liza osmotică (spargerea datorită creșterii volumului). Compoziția chimică a peretelui celular variază între arhaea și bacterii și, de asemenea, variază între speciile bacteriene.,pereții celulelor bacteriene conțin peptidoglican, compus din lanțuri polizaharidice care sunt reticulate de peptide neobișnuite care conțin atât l-cât și D – aminoacizi, inclusiv acidul D-glutamic și D-Alanina. (Proteinele au în mod normal numai L-aminoacizi; ca o consecință, multe dintre antibioticele noastre funcționează imitând d-aminoacizii și, prin urmare, au efecte specifice asupra dezvoltării peretelui celular bacterian.) Există mai mult de 100 de forme diferite de peptidoglican. Proteinele din stratul S (stratul de suprafață) sunt, de asemenea, prezente pe exteriorul pereților celulari ai Arheei și bacteriilor.,bacteriile sunt împărțite în două grupe majore: Gram pozitive și Gram negative, pe baza reacției lor la colorarea Gram. Rețineți că toate bacteriile Gram-pozitive aparțin uneia încrengătura; bacterii în alte încrengături (Proteobacteria, Chlamydias, Spirochete, Cianobacterii, și altele) sunt Gram-negative. Metoda de colorare Gram este numită după inventatorul său, omul de știință danez Hans Christian Gram (1853-1938). Diferitele răspunsuri bacteriene la procedura de colorare se datorează în cele din urmă structurii peretelui celular., Organismelor Gram-pozitive le lipsește de obicei membrana exterioară Găsită în organismele Gram-negative (Figura 3). Până la 90% din peretele celular din bacteriile Gram-pozitive este compus din peptidoglican, iar cea mai mare parte a restului este compusă din substanțe acide numite acizi teichoici. Acizii teichoici pot fi legați covalent de lipidele din membrana plasmatică pentru a forma acizi lipoteichoici. Acizii lipoteichoici ancorează peretele celular la membrana celulară., Bacteriile Gram-negative au un perete celular relativ subțire compus din câteva straturi de peptidoglican (doar 10% din peretele celular total), înconjurat de un înveliș exterior care conține lipopolizaharide (LPS) și lipoproteine. Acest plic exterior este uneori denumit un al doilea bistrat lipidic. Chimia acestui înveliș exterior este însă foarte diferită de cea a bistratului lipidic tipic care formează membranele plasmatice.

întrebare practică

bacteriile sunt împărțite în două grupe majore: Gram pozitive și Gram negative., Ambele grupuri au un perete celular compus din peptidoglican: în bacteriile Gram-pozitive, peretele este gros, în timp ce în bacteriile Gram-negative, peretele este subțire. În bacteriile Gram-negative, peretele celular este înconjurat de o membrană exterioară care conține lipopolizaharide și lipoproteine. Porinele sunt proteine din această membrană celulară care permit substanțelor să treacă prin membrana exterioară a bacteriilor Gram-negative. În bacteriile Gram-pozitive, acidul lipoteichoic ancorează peretele celular la membrana celulară.

Figura 3., Bacterii Gram-pozitive și negative (credit: modificarea lucrării de către „Franciscosp2″/Wikimedia Commons)

care dintre următoarele afirmații este adevărată?

1. bacterii Gram-pozitive au un singur perete celular ancorate de membrana celulară de acid lipoteichoic.
2. Porinele permit intrarea substanțelor în bacterii Gram-pozitive și Gram-negative.
3. peretele celular al bacteriilor Gram-negative este gros, iar peretele celular al bacteriilor Gram-pozitive este subțire.,
4. bacterii Gram-negative au un perete celular făcut peptidoglicanului, întrucât bacteriile Gram-pozitive au un perete celular făcut de acid lipoteichoic.

Arată Răspunsul

Declarație este adevărată: bacterii Gram-pozitive au un singur perete celular ancorate de membrana celulară de acid lipoteichoic.

pereții celulelor arhaice nu au peptidoglican. Există patru tipuri diferite de pereți celulari arheeni., Un tip este compus din pseudopeptidoglican, care este similar cu peptidoglican în morfologie, dar conține zaharuri diferite în lanțul polizaharidic. Celelalte trei tipuri de pereți celulari sunt compuse din polizaharide, glicoproteine sau proteine pure. Alte diferențe între bacterii și arhaea sunt observate în tabelul 4. Rețineți că caracteristicile legate de replicarea ADN-ului, transcrierea și traducerea în Archaea sunt similare cu cele observate în eucariote.

contribuie!

îmbunătățiți această paginăaflați mai mult