ENSCELLULÆRE ORGANISMER: EGENSKABER, REPRODUKTION, ERNÆRING - BIOLOGI - 2025

De encellede organismer er væsener, hvis genetiske materiale, enzymatiske maskiner, proteiner og andre molekyler, der er nødvendige for livet, er begrænset til en enkelt celle. Takket være dette er de ekstremt komplekse biologiske enheder, ofte af meget lille størrelse.

Af de tre livsområder består to af dem - archaea og bakterier - af encellede organismer. Ud over at være encellede, mangler disse prokaryote organismer en kerne og er ekstremt forskellige og rigelige.

Kilde pixabay.com

I det resterende domæne, eukaryoterne, finder vi både encellede og multicellulære organismer. Inden for det encellede har vi protozoer, nogle svampe og nogle alger.

Hovedtræk

For omkring 200 år siden anså biologer på det tidspunkt organismer, der bestod af en enkelt celle, for at være relativt enkle. Denne konklusion skyldtes den lidt information, de modtog fra linserne, de brugte til visning.

I dag, takket være teknologiske fremskridt relateret til mikroskopi, kan vi visualisere det komplekse netværk af strukturer, som enhedsceller har, og den store mangfoldighed, som disse linjer udviser. Dernæst drøfter vi de mest relevante strukturer i enhedsceller, både i eukaryoter og prokaryoter.

Komponenter i en prokaryot celle

Genetisk materiale

Det mest fremragende træk ved en prokaryot celle er manglen på en membran, der afgrænser det genetiske materiale. Det vil sige fraværet af en ægte kerne.

I modsætning hertil er DNA placeret som en fremtrædende struktur: kromosomet. I de fleste bakterier og archaea er DNA organiseret i et stort cirkulært proteinassocieret kromosom.

I en modelbakterie, såsom Escherichia coli (mere om dens biologi i de følgende sektioner), når kromosomet en lineær længde på op til 1 mm, næsten 500 gange cellens størrelse.

For at opbevare alt dette materiale skal DNA påtage sig en super-opviklet konformation. Dette eksempel kan ekstrapoleres til de fleste af bakteriemedlemmerne. Den fysiske region, hvor denne kompakte struktur af genetisk materiale er placeret, kaldes nucleoid.

Foruden kromosomet kan prokaryotiske organismer besidde hundreder af yderligere små DNA-molekyler, kaldet plasmider.

Disse, som kromosomet, koder for specifikke gener, men er fysisk isoleret fra det. Da de er nyttige under meget specifikke omstændigheder, udgør de en slags genetiske hjælpestoffer.

ribosomer

Til fremstilling af proteiner har prokaryote celler et komplekst enzymatisk maskiner kaldet ribosomer, der er fordelt over hele celleindretningen. Hver celle kan indeholde ca. 10.000 ribosomer.

Fotosyntetisk maskiner

Bakterier, der udfører fotosyntesen, har yderligere maskiner, der giver dem mulighed for at fange sollys og senere omdanne det til kemisk energi. Membranerne af fotosyntetiske bakterier har invaginationer, hvor de enzymer og pigmenter, der er nødvendige for de komplekse reaktioner, de udfører, opbevares.

Disse fotosyntetiske vesikler kan forblive fastgjort til plasmamembranen, eller de kan fjernes og placeres inde i cellen.

cytoskeleton

Som navnet antyder er cytoskelettet cellens skelet. Grundlaget for denne struktur er sammensat af fibre af en proteinart, der er essentielle for processen med celledeling og til opretholdelse af celleform.

Nyere undersøgelser har vist, at cytoskelettet i prokaryoter består af et komplekst netværk af filamenter, og det er ikke så enkelt som tidligere antaget.

Organeller i prokaryoter

Historisk set var en af ​​de mest slående egenskaber ved en prokaryot organisme dens mangel på indre rum eller organeller.

I dag accepteres det, at bakterier besidder specifikke typer organeller (rum omgivet af membraner) relateret til opbevaring af calciumioner, mineralkrystaller, der deltager i celleorientering, og enzymer.

Komponenter i en encellet eukaryot celle

Inden for afgrænsningen af ​​eukaryoter har vi også encellede organismer. Disse er karakteriseret ved at have det genetiske materiale indesluttet i en organel omgivet af en dynamisk og kompleks membran.

Maskinerne til fremstilling af proteiner består også af ribosomer i disse organismer. I eukaryoter er disse imidlertid større. Faktisk er forskellen i størrelse i ribosomerne en af ​​de vigtigste forskelle mellem de to grupper.

Eukaryote celler er mere komplekse end de prokaryote celler, der er beskrevet i det foregående afsnit, da de har underafdelinger omgivet af en eller flere membraner kaldet organeller. Blandt dem har vi mitokondrier, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparat, vakuoler og lysosomer, blandt andre.

I tilfælde af organismer, der er i stand til fotosyntesen, har de det enzymatiske maskineri og pigmenter opbevaret i strukturer kaldet plaster. De bedst kendte er chloroplaster, skønt der også findes amyloplaster, kromoplaster, etioplaster.

Nogle encellede eukaryoter har cellevægge, såsom alger og svampe (selvom de varierer i deres kemiske karakter).

Forskelle mellem bakterier og archaea

Som nævnt består domænerne af archaea og bakterier af encellede individer. Det faktum at dele denne egenskab betyder ikke, at afstamningerne er de samme.

Hvis vi grundigt sammenligner begge grupper, vil vi indse, at de adskiller sig på samme måde som vi - eller ethvert andet pattedyr - adskiller sig fra en fisk. De grundlæggende forskelle er som følger.

Cellulær membran

Fra cellegrænserne er molekylerne, der udgør væggen og membranen i begge linjer, meget forskellige. Hos bakterier består phospholipider af fedtsyrer bundet til en glycerol. I modsætning hertil præsenterer archaea stærkt forgrenede phospholipider (isoprenoider) bundet til glycerol.

Derudover er bindingerne, der danner phospholipider, også forskellige, hvilket resulterer i en mere stabil membran i archaea. Af denne grund kan archaea leve i miljøer, hvor temperatur, pH og andre forhold er ekstreme.

Cellular væg

Cellevæggen er en struktur, der beskytter celleorganismen mod den osmotiske stress genereret af forskellen i koncentrationer mellem celleindretningen og miljøet og danner en slags eksoskelet.

Generelt udviser cellen en høj koncentration af opløste stoffer. I henhold til principperne for osmose og diffusion, ville vandet komme ind i cellen og udvide dens volumen.

Væggen beskytter cellen mod brud takket være dens faste og fibrøse struktur. I bakterier er den vigtigste strukturelle komponent peptidoglycan, skønt visse molekyler, såsom glycolipider, kan være til stede.

I tilfælde af archaea er cellevæggenes karakter ganske variabel og i nogle tilfælde ukendt. Imidlertid har peptidoglycan været fraværende i undersøgelser indtil videre.

Genom organisation

Med hensyn til strukturel organisering af genetisk materiale ligner archaea mere som eukaryote organismer, da generne afbrydes af regioner, der ikke vil blive oversat, kaldet introns - udtrykket, der bruges i de regioner, der vil blive oversat, er "exon ».

Tværtimod udføres organiseringen af ​​bakterien genom hovedsageligt i operoner, hvor generne er i funktionelle enheder placeret efter hinanden uden afbrydelser.

Forskelle med multicellulære organismer

Den afgørende forskel mellem en multicellulær organisme og en enhedscelle er antallet af celler, der udgør organismen.

Multicellulære organismer består af mere end en celle, og generelt er hver især specialiseret i en bestemt opgave, hvor opdelingen af ​​opgaver er en af ​​dens mest fremragende egenskaber.

Med andre ord, da cellen ikke længere skal udføre alle de nødvendige aktiviteter for at holde en organisme i live, opstår der en opdeling af opgaver.

F.eks. Udfører neuronale celler helt andre opgaver end nyre- eller muskelceller.

Denne forskel i de udførte opgaver udtrykkes i morfologiske forskelle. Det vil sige, at ikke alle celler, der udgør en multicellulær organisme, har de samme form - neuroner er træformede, muskelceller er langstrakte og så videre.

De specialiserede celler fra flercellede organismer er grupperet i væv og disse igen i organer. Organer, der udfører lignende eller komplementære funktioner, grupperes i systemer. Vi har således en strukturel hierarkisk organisation, der ikke vises i enheder.

Reproduktion

Asexual reproduktion

Encellede organismer formerer sig aseksuelt. Bemærk, at der i disse organismer ikke er nogen specielle strukturer involveret i reproduktion, som forekommer i forskellige arter af flercellede væsener.

I denne type aseksuel reproduktion giver en far ophav til afkom uden behov for en seksuel partner eller til fusion af gameter.

Asexual reproduktion klassificeres på forskellige måder, generelt ved hjælp af som reference det plan eller form for opdeling, som organismen bruger til at opdele.

En almindelig type er binær fission, hvor et individ giver anledning til to organismer, der er identiske med forælderen. Nogle har evnen til at udføre fission ved at generere mere end to afkom, der er kendt som multiple fission.

En anden type er spirende, hvor en organisme giver anledning til en mindre. I disse tilfælde spirer forældrenes organisme en forlængelse, der fortsætter med at vokse til en passende størrelse og derefter løsnes fra sin forælder. Andre encellede organismer kan formere sig ved at danne sporer.

Selvom aseksuel reproduktion er typisk for encellede organismer, er den ikke unik for denne afstamning. Visse multicellulære organismer, såsom alger, svampe, pighuder, blandt andre, kan gengive sig gennem denne modalitet.

Horisontal genoverførsel

Selvom der ikke er seksuel reproduktion i prokaryote organismer, kan de udveksle genetisk materiale med andre individer gennem en begivenhed kaldet horisontal genoverførsel. Denne udveksling involverer ikke overførsel af materiale fra forældre til børn, men sker mellem individer i samme generation.

Dette sker ved tre grundlæggende mekanismer: konjugering, transformation og transduktion. I den første type kan lange stykker DNA udveksles gennem fysiske forbindelser mellem to individer ved hjælp af en seksuel pili.

I begge mekanismer er størrelsen på det udvekslede DNA mindre. Transformation er indtagelse af nøgen DNA af en bakterie, og transduktion er modtagelse af fremmed DNA som en konsekvens af en virusinfektion.

Overflod

Livet kan opdeles i tre hoveddomæner: archaea, bakterier og eukaryoter. De to første er prokaryotiske, fordi deres kerne ikke er omgivet af en membran, og de er alle encelleformede organismer.

I henhold til de aktuelle skøn er der mere end 3,10 ³⁰ individer af bakterier og archaea på jorden, de fleste af dem uden navn og uden beskrivelse. Faktisk er vores egen krop sammensat af dynamiske populationer af disse organismer, som skaber symbiotiske forhold til os.

Ernæring

Ernæring i encellede organismer er ekstremt varieret. Der er både heterotrofiske og autotrofiske organismer.

De førstnævnte er nødt til at forbruge deres mad fra miljøet og generelt opsuge næringspartikler. Autotrofiske varianter har alt det nødvendige maskiner til omdannelse af lysenergi til kemi, opbevaret i sukker.

Som enhver levende organisme kræver enhedsplanter visse næringsstoffer, såsom vand, en kilde til kulstof, mineraler, for at få deres optimale vækst og reproduktion. Nogle kræver dog også specifikke næringsstoffer.

Eksempler på encellede organismer

På grund af den store mangfoldighed af encellede organismer er det vanskeligt at anføre eksempler. Vi vil dog nævne modelorganismer i biologi og organismer med medicinsk og industriel relevans:

Escherichia coli

Den bedst studerede organisme er uden tvivl Escherichia coli-bakterier. Selvom nogle stammer kan have negative sundhedsmæssige konsekvenser, er E. coli en normal og rigelig komponent i den humane mikrobiota.

Det er fordelagtigt ud fra forskellige perspektiver. I vores fordøjelseskanal hjælper bakterierne med at producere visse vitaminer og udelukker konkurrencedygtigt patogene mikroorganismer, der kan komme ind i vores krop.

Derudover er det i biologilaboratorier en af ​​de mest anvendte modelorganismer og er meget nyttig til opdagelser inden for videnskab.

Trypanosoma cruzi

Det er en prototoksisk parasit, der lever inde i celler og forårsager Chagas sygdom. Dette betragtes som et vigtigt folkesundhedsproblem i mere end 17 lande beliggende i troperne.

Et af de mest fremragende egenskaber ved denne parasit er tilstedeværelsen af ​​et flagellum for bevægelse og en enkelt mitokondrion. De overføres til deres pattedyr vært af insekter, der hører til Hemiptera-familien, kaldet triatominer.

Andre eksempler på mikroorganismer er blandt andet Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

Referencer

1. Alexander, M. (1961). Introduktion til jordmikrobiologi. John Wiley og Sons, Inc.
2. Baker, GC, Smith, JJ, & Cowan, DA (2003). Gennemgå og re-analyse af domænespecifikke 16S-primere. Tidsskrift for mikrobiologiske metoder, 55 (3), 541-555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Diagnostisk mikrobiologi. Mosby.
4. Freeman, S. (2017). Biologisk videnskab. Pearson Uddannelse.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Medicinsk mikrobiologi. Elsevier Sundhedsvidenskab.
6. Reece, JB, Urry, LA, Kain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell biologi. Pearson uddannelse.