Эукариоты, Эубактерии, Археи.

Живые организмы изначально были разделены на пять царств, основанных на наличии определенных структурных особенностей.

В 1978 году эта система была усовершенствована для учета строгих биохимических различий между живыми организмами (в частности, различия в последовательности рРНК).

Согласно схеме классификации трех доменов, существует три различных типа клеточных организмов, к которым могут принадлежать все живые существа:

Эукариоты: содержит мембраносвязанное ядро (включает растения, животных, простейших и грибы);

Эубактерии: не имеют ядра и состоят из традиционных или «настоящих» бактерий (например, большинство патогенных форм, Escherichia coli, Staphylococcus aureus).

Археи: не имеют ядра и включают экстремофилов или «древних» бактерий (например, метаногены, термофилы, галофилы).

Причины реклассификации живых организмов в три домена:

• Традиционные схемы классификации разделяют все организмы на две группы: прокариоты и эукариоты.
  

• Большое разнообразие группы, классифицированной как прокариоты, привело к дальнейшему разделению на две отдельные области

• Различия в генах, которые транскрибируют рРНК, а также определенные структурные особенности (например, состав клеточной стенки) легли в основу этого разделения.

• Обнаружено, что архебактерии имеют определенные особенности, которые имеют больше общего с эукариотами, чем с эубактериями.

• Переклассификация организмов в три области помогла ученым лучше изучить и понять происхождение и эволюцию эукариот.

Различают характеристики трех доменов:

Каждый из этих трех доменов (Eukarya, Eubacteria, Archaea) содержит рРНК, которая является уникальной для них и составляет основу их деления.

Широкое разнообразие сред обитания Архей на примере метаногенов, термофилов и галофилов:

Метаногены

• Облигатные анаэробы (не могут выжить в присутствии кислорода)

• Производят метан как отходы и находятся в болотах, кишках животных и почвах, обедненных кислородом (например, на свалках)

Термофилы

• Могут выдерживать аномально высокие температуры и жить при температурах, близких к кипению (60 - 100ºC)

• Найдены в горячих источниках и вблизи геотермальных потоков лавы (например, глубокие морские жерла и вулканические кальдеры)

Галофилы

• Живут в засоленных местах обитания с очень высокой концентрацией соли

• Найдены в районах Большого Соленого озера и Мертвого моря

Эубактерии подразделены по ряду различных особенностей, в том числе:

• Форма: круглые (кокки), палочковидные (бацилла), изогнутые (вибрион) или спиральные (спирилла / спирохета)

• Состав клеточной стенки: грамположительные (толстый слой пептидогликана) или грамотрицательные (липополисахаридный слой)

• Газообразные требования: анаэробные (обязательные или факультативные) или аэробные

• Пищевые особенности: автотрофные (фотосинтетические или хемосинтетические) или гетеротрофные

• Дополнительные структуры: жгутики, капсулы слизи, гифы, эндоспоры и др.

Типы эубактерий по форме

Некоторые бактерии образуют агрегаты, которые показывают характеристики, не наблюдаемые у отдельных бактерий:

• Бактерии могут образовывать агрегаты и, взаимодействуя, способны выполнять функции, которые отдельные клетки не могли выполнять (возникающие свойства)

• Фотобактерия Vibrio fischeri способна излучать свет (биолюминесценция), когда они становятся частью популяции с высокой плотностью

• V. fischeri высвобождает регулирующее вещество в окружающую среду, которая в плотных популяциях становится достаточно концентрированной, чтобы вызвать биолюминесценцию

Сравнение структур клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных эубактерий

Сходства:

• У обоих есть стенки, сделанные из сети муреина

• Оба содержат пептидогликан

Отличия:

Грамотрицательные и грамположительные клеточные стенки

Разнообразие структур вирусов, в том числе: голый капсид против капсида в оболочке; ДНК против РНК и одиночная против двухцепочечной ДНК или РНК:

• Вирус - это неклеточный агент, состоящий из белковой оболочки (капсида) и генетического материала;

• Генетический материал может быть представлен как ДНК (аденовирус) или РНК (ретровирус) и может быть одноцепочечным или двухцепочечным;

• Для некоторых вирусов белковая оболочка может быть обнажена (голый капсид), тогда как другие могут быть покрыты мембранным бислоем (капсид с оболочкой);

• Ретровирусы имеют компонент обратной транскриптазы, позволяющий продуцировать вирусную ДНК.

Типы вирусов

Разнообразие микроскопических эукариот на примере Saccharomyces, Amoeba, Plasmodium, Paramecium, Euglena и Chlorella

• Амеба - одноклеточный организм, который обитает в пресноводных прудах, перемещается и захватывает пищу через клеточные расширения, называемые псевдоподиями

• Plasmodium - род паразитических простейших, вызывающий малярию как часть сложного жизненного цикла с участием двух хозяев (людей и комаров)

• Парамеций - простейший, обитающий в пресной воде и движущийся путем скоординированного движения маленьких ресничек

• Saccharomyces - род одноклеточных грибов, известный как дрожжи и широко используемый в процессе ферментации

• Хлорелла - род одноклеточных зеленых водорослей, который имеет особую чашеобразную хлоропласт в своей цитоплазме

• Эвглена - жгутиконосец, простейший, содержит хлоропласты и обычно присутствующий в пресной воде

Ключевые структурные и функциональные особенности микроскопических эукариот