VIENŠŪNU ORGANISMI: RAKSTUROJUMS, VAIROŠANĀS, UZTURS - BIOLOĢIJA - 2025

Par vienšūnas organismi ir būtnes, kuru ģenētiskais materiāls, fermentatīvā tehnika, olbaltumvielas un citas molekulas, kas vajadzīgi, lai dzīve ir tikai vienā šūnā. Pateicoties tam, tie ir ārkārtīgi sarežģīti bioloģiski veidojumi, bieži vien ļoti mazi.

No trim dzīves jomām divas no tām - arhaea un baktērijas - veido vienšūnas organismi. Šiem prokariotu organismiem ir ne tikai vienšūnas, bet tiem nav arī kodola, un tie ir ārkārtīgi daudzveidīgi un bagātīgi.

Avots pixabay.com

Atlikušajā domēnā - eikariotos - mēs atrodam gan vienšūnas, gan daudzšūnu organismus. Vienšūnu iekšpusē mums ir vienšūņi, dažas sēnītes un dažas aļģes.

Galvenās iezīmes

Apmēram pirms 200 gadiem biologi tajā laikā uzskatīja organismus, kas sastāv no vienas šūnas, par samērā vienkāršiem. Šis secinājums bija saistīts ar mazo informāciju, ko viņi saņēma no objektīviem, kurus viņi izmantoja skatīšanai.

Mūsdienās, pateicoties tehnoloģiskajam progresam, kas saistīts ar mikroskopiju, mēs varam vizualizēt sarežģīto struktūru tīklu, kas piemīt vienšūnu būtnēm, un lielo dažādību, kas piemīt šīm līnijām. Tālāk mēs apspriedīsim būtiskākās struktūras vienšūnu organismos - gan eikariotos, gan prokariotos.

Prokariotu šūnas komponenti

Ģenētiskais materiāls

Prokariotu šūnas visizcilākā īpašība ir ģenētisko materiālu norobežojošās membrānas trūkums. Tas ir, īsta kodola neesamība.

Turpretī DNS atrodas kā ievērojama struktūra: hromosoma. Lielākajā daļā baktēriju un arhajas DNS tiek organizēta lielā apļveida olbaltumvielu hromosomā.

Modeļa baktērijā, piemēram, Escherichia coli (vairāk par tās bioloģiju turpmākajās sadaļās), hromosoma sasniedz lineāro garumu līdz 1 mm, kas gandrīz 500 reizes pārsniedz šūnas lielumu.

Lai visu šo materiālu varētu uzglabāt, DNS ir jāuzņemas supervītā konformācija. Šo piemēru var ekstrapolēt lielākajai daļai baktēriju locekļu. Fizisko reģionu, kurā atrodas šī kompaktā ģenētiskā materiāla struktūra, sauc par nukleoīdu.

Papildus hromosomai prokariotu organismiem var būt simtiem papildu mazu DNS molekulu, ko sauc par plazmīdām.

Tie, tāpat kā hromosoma, kodē noteiktus gēnus, bet ir fiziski no tā izolēti. Tā kā tie ir noderīgi ļoti īpašos apstākļos, tie veido sava veida ģenētiskos palīg elementus.

Ribosomas

Olbaltumvielu ražošanai prokariotu šūnām ir sarežģīta fermentatīvā iekārta, ko sauc par ribosomām un kuras ir sadalītas visā šūnas iekšpusē. Katrā šūnā var būt apmēram 10 000 ribosomu.

Fotosintēzes iekārtas

Baktērijām, kas veic fotosintēzi, ir papildu aprīkojums, kas ļauj tām uztvert saules gaismu un vēlāk to pārveidot ķīmiskajā enerģijā. Fotosintētisko baktēriju membrānās ir invaginācijas, kurās tiek glabāti fermenti un pigmenti, kas nepieciešami to veiktajām sarežģītajām reakcijām.

Šīs fotosintētiskās pūslīši var palikt piestiprināti pie plazmas membrānas vai arī tos var atdalīt un atrasties šūnas iekšpusē.

Citoskelets

Kā norāda nosaukums, citoskelets ir šūnas skelets. Šīs struktūras pamatu veido olbaltumvielu šķiedras, kas ir būtiskas šūnu dalīšanās procesam un šūnu formas uzturēšanai.

Jaunākie pētījumi parādīja, ka citoskelets prokariotos sastāv no sarežģīta pavedienu tīkla un nav tik vienkāršs, kā tika uzskatīts iepriekš.

Organelles prokariotos

Vēsturiski viena no pārsteidzošākajām prokariotu organisma īpašībām bija iekšējo nodalījumu vai organellu trūkums.

Mūsdienās ir pieņemts, ka baktērijām ir noteikta veida organoīdi (nodalījumi, ko ieskauj membrānas), kas saistīti ar kalcija jonu, minerālu kristālu, kas piedalās šūnu orientācijā, un fermentu uzglabāšanu.

Vienšūnas eikariotu šūnas komponenti

Eukariotu līnijas ietvaros mums ir arī vienšūnu organismi. Tiem raksturīga ģenētiskā materiāla norobežošana organelā, ko ieskauj dinamiska un sarežģīta membrāna.

Iekārtas olbaltumvielu ražošanai arī veido ribosomas šajos organismos. Tomēr eikariotos tie ir lielāki. Faktiski ribosomu lieluma atšķirības ir viena no galvenajām atšķirībām starp abām grupām.

Eikariotu šūnas ir sarežģītākas nekā iepriekšējā sadaļā aprakstītās prokariotu šūnas, jo tām ir apakšnodalījumi, ko ieskauj viena vai vairākas membrānas, ko sauc par organellām. Starp tiem mums ir mitohondriji, endoplazmas retikulums, Golgi aparāts, vakuoli un lizosomas.

Organismiem, kas spēj veikt fotosintēzi, tiem ir fermentatīvā iekārta un pigmenti, kas tiek glabāti struktūrās, kuras sauc par plastiem. Vispazīstamākie ir hloroplasti, lai gan starp tiem ir arī amiloplasti, hromoplasti, etioplasti.

Dažiem vienšūnu eikariotiem ir šūnu sienas, piemēram, aļģēm un sēnītēm (lai gan to ķīmiskā būtība atšķiras).

Atšķirības starp baktērijām un arhaea

Kā jau minējām, arhaea un baktēriju domēnus veido vienšūnu indivīdi. Tomēr šīs pazīmes dalīšanas fakts nenozīmē, ka cilts ir vienādas.

Ja mēs rūpīgi salīdzinām abas grupas, mēs sapratīsim, ka tās atšķiras tādā pašā veidā, ka mēs - vai kāds cits zīdītājs - atšķiramies no zivīm. Galvenās atšķirības ir šādas.

Šūnu membrāna

Sākot no šūnu robežām, molekulas, kas veido abu līniju līniju sienu un membrānu, ievērojami atšķiras. Baktērijās fosfolipīdi sastāv no taukskābēm, kas pievienotas glicerīnam. Turpretī archaea satur ļoti sazarotus fosfolipīdus (izoprenoīdus), kas piesaistīti glicerīnam.

Turklāt atšķiras arī saites, kas veido fosfolipīdus, kā rezultātā archaea veidojas stabilāka membrāna. Šī iemesla dēļ archaea var dzīvot vidēs, kur temperatūra, pH un citi apstākļi ir ārkārtīgi.

Šūnu siena

Šūnas siena ir struktūra, kas aizsargā šūnas organismu no osmotiskā stresa, ko rada atšķirības koncentrācijās starp šūnas iekšpusi un vidi, veidojot sava veida eksoskeletu.

Parasti šūnā ir augsta izšķīdušo vielu koncentrācija. Saskaņā ar osmozes un difūzijas principiem ūdens iekļūtu šūnā, paplašinot tā tilpumu.

Pateicoties stingrai un šķiedrainai struktūrai, siena aizsargā šūnu no pārrāvuma. Baktērijās galvenā strukturālā sastāvdaļa ir peptidoglikāns, kaut arī var būt noteiktas molekulas, piemēram, glikolipīdi.

Archaea gadījumā šūnas sienas raksturs ir diezgan mainīgs un dažos gadījumos nav zināms. Tomēr līdz šim pētījumos peptidoglikāna nav bijis.

Genoma organizācija

Ģenētiskā materiāla strukturālās organizācijas ziņā arhaea ir vairāk līdzīga eikariotiskajiem organismiem, jo ​​gēnus pārtrauc reģioni, kas netiks tulkoti, ko sauc par introniem - termins, kas tiek izmantots reģioniem, kuri tiks tulkoti, ir “eksons ».

Gluži pretēji, baktēriju genomu organizē galvenokārt operonos, kur gēni atrodas funkcionālās vienībās, kas atrodas viena pēc otras, bez pārtraukumiem.

Atšķirības ar daudzšūnu organismiem

Izšķirošā atšķirība starp daudzšūnu un vienšūnu organismu ir šūnu skaits, kas veido organismu.

Daudzšūnu organismus veido vairāk nekā viena šūna, un parasti katrs no tiem ir specializējies noteiktā uzdevumā, un uzdevumu sadalījums ir viena no tā izcilākajām īpašībām.

Citiem vārdiem sakot, tā kā šūnai vairs nav jāveic visas darbības, kas vajadzīgas organisma uzturēšanai dzīvā, rodas uzdevumu sadalījums.

Piemēram, neironu šūnas veic pilnīgi atšķirīgus uzdevumus nekā nieru vai muskuļu šūnas.

Šī veikto uzdevumu atšķirība ir izteikta morfoloģiskās atšķirībās. Tas ir, ne visām šūnām, kas veido daudzšūnu organismu, ir vienāda forma - neironi ir koka formas, muskuļu šūnas ir iegarenas utt.

Daudzšūnu organismu specializētās šūnas ir sagrupētas audos, savukārt tās - orgānos. Orgāni, kas veic līdzīgas vai papildinošas funkcijas, tiek grupēti sistēmās. Tādējādi mums ir strukturāla hierarhiska organizācija, kas neparādās vienšūnu entītijās.

Pavairošana

Aseksuāla reprodukcija

Vienšūnu organismi vairās aseksuāli. Ņemiet vērā, ka šajos organismos nav īpašu reprodukcijā iesaistītu struktūru, kā tas notiek dažādu daudzšūnu būtņu sugās.

Šāda veida aseksuālas pavairošanas gadījumā tēvs rada pēcnācējus bez nepieciešamības pēc seksuāla partnera vai gametu saplūšanas.

Aseksuālu reprodukciju klasificē dažādos veidos, parasti par atskaites punktu izmantojot sadalīšanas plakni vai formu, kuru organisms izmanto sadalīšanai.

Izplatīts veids ir binārā dalīšanās, kad indivīds rada divus organismus, identiskus vecākam. Dažiem ir spēja veikt skaldīšanu, ģenerējot vairāk nekā divus pēcnācējus, kas ir pazīstams kā vairākkārtējs skaldīšana.

Vēl viens veids ir pumpuru veidošanās, kad organisms rada mazāku. Šajos gadījumos vecāku organisms izaudzē pagarinājumu, kas turpina pieaugt līdz pietiekamam izmēram un pēc tam tiek atdalīts no vecāka. Citi vienšūnas organismi var vairoties, veidojot sporas.

Lai arī aseksuālā reprodukcija ir raksturīga vienšūnu organismiem, tā nav raksturīga tikai šai ciltij. Atsevišķi daudzšūnu organismi, piemēram, aļģes, sūkļi, adatādaiņi, cita starpā, var vairoties, izmantojot šo veidu.

Gēnu horizontālā pārnešana

Lai gan prokariotu organismos nav seksuālas reprodukcijas, viņi var apmainīties ar ģenētisko materiālu ar citiem indivīdiem, izmantojot notikumu, ko sauc par gēnu horizontālo pārnešanu. Šī apmaiņa neietver materiāla nodošanu vecākiem no vecākiem, bet notiek starp vienas paaudzes indivīdiem.

Tas notiek, izmantojot trīs pamatmehānismus: konjugāciju, pārveidošanu un transdukciju. Pirmajā tipā garus DNS gabalus var apmainīt, izmantojot fiziskus savienojumus starp diviem indivīdiem, izmantojot seksuālu pili.

Abos mehānismos apmainītās DNS lielums ir mazāks. Transformācija ir kails DNS paņemšana no baktērijas, un transdukcija ir svešas DNS uztveršana vīrusu infekcijas rezultātā.

Pārpilnība

Dzīvi var iedalīt trīs galvenajos domēnos: archaea, baktērijas un eukarioti. Pirmie divi ir prokarioti, jo to kodolu neaptver membrāna un tie visi ir vienšūnu organismi.

Saskaņā ar pašreizējiem aprēķiniem uz zemes ir vairāk nekā 3,10 ³⁰ baktēriju un archaea indivīdu, vairums no tiem ir bez nosaukuma un bez apraksta. Faktiski mūsu pašu ķermeni veido dinamiskas šo organismu populācijas, kas veido simbiotiskas attiecības ar mums.

Uzturs

Vienšūnu organismu uzturs ir ārkārtīgi daudzveidīgs. Ir gan heterotrofiski, gan autotrofiski organismi.

Pirmajiem patērē pārtiku no apkārtējās vides, parasti uzņemot barības daļiņas. Autotrofiskajos variantos ir visas iekārtas, kas vajadzīgas gaismas enerģijas pārvēršanai ķīmijā, ko uzglabā cukuros.

Tāpat kā jebkuram dzīvam organismam, vienšūnu augiem ir vajadzīgas noteiktas barības vielas, piemēram, ūdens, oglekļa avots, minerālu joni, lai tie optimāli augtu un vairotos. Tomēr daži prasa arī īpašas barības vielas.

Vienšūnu organismu piemēri

Vienšūnu organismu lielā dažādības dēļ ir grūti uzskaitīt piemērus. Tomēr mēs pieminēsim bioloģiskos bioloģiskos organismus un organismus ar medicīnisku un rūpniecisku nozīmi:

Escherichia coli

Vislabāk izpētītais organisms bez šaubām ir Escherichia coli baktērijas. Lai arī dažiem celmiem var būt negatīvas sekas veselībai, E. coli ir normāla un bagātīga cilvēka mikrobiotas sastāvdaļa.

Tas ir izdevīgi no dažādiem aspektiem. Mūsu gremošanas traktā baktērijas palīdz ražot noteiktus vitamīnus un konkurētspējīgi izslēdz patogēnos mikroorganismus, kas varētu iekļūt mūsu ķermenī.

Turklāt bioloģijas laboratorijās tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem organismu paraugiem, un tas ir ļoti noderīgs atklājumiem zinātnē.

Trypanosoma cruzi

Tas ir vienšūņu parazīts, kas dzīvo šūnu iekšienē un izraisa Čagas slimību. To uzskata par nozīmīgu sabiedrības veselības problēmu vairāk nekā 17 valstīs, kas atrodas tropos.

Viens no šī parazīta izcilākajiem raksturlielumiem ir pārvietošanās flagellum un viena mitohondrija klātbūtne. Tos savai zīdītāju saimniecei pārnēsā kukaiņi, kas pieder Hemiptera ģimenei, un tos sauc par triatomīniem.

Citi mikroorganismu piemēri ir Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

Atsauces

1. Aleksandrs, M. (1961). Ievads augsnes mikrobioloģijā. Džons Vileijs un dēli, Inc.
2. Baker, GC, Smith, JJ, & Cowan, DA (2003). Īpaša domēna 16S praimeru pārskatīšana un atkārtota analīze. Mikrobioloģisko metožu žurnāls, 55 (3), 541–555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF un Weissfeld, AS (2007). Diagnostiskā mikrobioloģija. Mosbijs.
4. Freeman, S. (2017). Bioloģijas zinātne. Pīrsona izglītība.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS un Pfaller, MA (2015). Medicīniskā mikrobioloģija. Elsevier veselības zinātnes.
6. Reece, JB, Urry, LA, Kains, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Kempbela bioloģija. Pīrsona izglītība.