Отличие бактерий от архей

Содержание
  1. Разница между археями и бактериями
  2. Определение бактерий
  3. Ключевая разница между археями и бактериями
  4. Сходства и различия эукариот, архей, бактерий
  5. Группы эукариот
  6. Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот
  7. Сходства и различия в молекулярных процессах, протекающих в клетках прокариот и эукариот
  8. Отличие бактерий от архей
  9. Начало архея – эоархей
  10. Вторая эра – палеоархей
  11. Мезоархей: раскол Ваальбары
  12. Завершающий этап – неоархей
  13. Животный мир
  14. Характеристика прокариотов
  15. Археи
  16. Растения
  17. Нитчатые водоросли
  18. Архея против бактерий
  19. Сравнительная таблица
  20. Археи против бактерий
  21. История филогенетической классификации
  22. Размер и форма
  23. Разница в клеточной структуре
  24. Жгутики
  25. Размножение и рост
  26. Естественная среда
  27. Археи
  28. История
  29. Археи, бактерии и эукариоты
  30. Среда
  31. Генетика
  32. Размножение
  33. Эволюция и классификация
  34. Внутренняя классификация

Разница между археями и бактериями

Отличие бактерий от архей

Несмотря на то что они принадлежат к той же категории прокариот, археи и бактерии демонстрируют различия в своей генетической структуре, как и метаболические пути и другие ферменты, гены, которыми обладают археи, очень похожи на эукариот, а не на бактерии.

Простые, микроскопические, неоднозначные микроорганизмы отмечают их присутствие повсеместно, будь то глубоко в воде, высокой температуре, почве или любых экстремальных условиях. История развития этих клеток, как полагают, является старой, более 3, 5 миллиардов лет назад. Археи и бактерии являются представителями прокариот и принадлежат королевству Монера .

Археи считаются наиболее примитивными или древними формами жизни и обозначают тесные связи с первыми клетками, которые, как считается, возникли много лет назад на земле. Ранее они были классифицированы как только бактерии и получили название «архебактерии», но из-за наличия определенных уникальных особенностей их теперь называют «археями». Они обитатели очень экстремальных условий.

Как и бактерии, которые занимают более значительную часть королевства и обычно встречаются в окружающей среде, археи также одноклеточные, лишенные многоклеточности, в пределах нескольких микрометров. Эти существенные различия и сходства обсуждаются в этом содержании с кратким описанием их.

Основа для сравненияArchaeaбактерии
СмыслАрхеи – это одноклеточные, простые микроорганизмы, способные выживать в экстремальных условиях. Они считаются самыми примитивными клетками, возникшими на Земле 4 миллиарда лет назад.Бактерии также одноклеточные, но имеют сложную структуру. Все виды бактерий, за исключением архей, подпадают под эту категорию.
Нашел вАрхеи встречаются в необычных условиях, таких как горячий источник, глубина океана, солевой рассол.Они встречаются повсюду, как в почве, воде, живых и неживых организмах.
Клеточная стенаГоворят, что клеточная стенка является псевдопептидогликаном.Клеточная стенка состоит из пептидогликана с мурамовой кислотой или липополисахаридом.
Липидная мембранаАрхеи имеют эфирные связи с разветвлением алифатических кислот в их липидной мембране.Эубактерии или бактерии имеют липидную мембрану из сложноэфирных связей с жирными кислотами.
Метаболический путьАрхеи не следуют гликолизу или циклу Кребса, но используют сходный путь.Следуйте пути гликолиза и цикла Креба, чтобы расщепить глюкозу.
ТипыМетаногены, галофилы, термоацидофилы.Грамположительный и грамотрицательный.
репродукцияАрхеи размножаются бесполым путем двойного деления, фрагментации или зародыша.Бактерии могут производить споры, которые позволяют им жить в неблагоприятных условиях.
Другие преимуществаТимин отсутствует в тРНК (трансферазная РНК).Тимин присутствует в тРНК.
Интроны присутствуют.Интроны отсутствуют.
РНК-полимераза сложна и содержит 10 субъединиц.РНК-полимераза проста и содержит 4 субъединицы.
Археи непатогенные.Некоторые бактерии являются патогенами.
Примеры1.Pyrolobus fumarii. 2.Sulfolobus acidocaldarius. 3. Pyrococcus furiosus. 4.Methanobacterium formicum.1. Streptococcus pneumoniae. 2. Yersinia pestis. 3. Escherichia coli (E.coli). 4. Salmonella enterica.

Археи часто называют экстремофилами и являются новыми прокариотическими клетками, найденными на сегодняшний день.

Подобно бактериям, они также одноклеточные, с неразвитым ядром (их генетический материал или ДНК имеют форму петли, называемой плазмидой), и в них также отсутствуют другие органеллы.

Но из-за их необычной анатомии и физиологии, они, как полагают, демонстрируют более сходные характеристики эукариот. Эта особенность – тРНК (трансферазная РНК), которая играет ведущую роль в декодировании ДНК и создании белков.

Размер архей варьируется от 0, 5 до 4 мкм . Они имеют различные формы, такие как спирали, стержни, пластины и сферы, в то время как некоторые могут быть плоскими или квадратной формы. В отличие от бактерий, клеточная стенка архей состоит из псевдопептидогликанов . Липидная мембрана связана эфиром с разветвлением алифатических кислот.

Как уже говорилось ранее, они делятся бесполым путем почкования, фрагментации или бинарного процесса деления. Археи состоят из однокруглой хромосомы в форме плазмиды.

Внешняя клеточная мембрана действует как барьер для клетки и ее внешней среды и состоит из фосфолипидов ( псевдопептидогликанов) .

[attention type=yellow]

У них также есть клеточная стенка, которая является внешним слоем клетки и помогает поддерживать форму клетки и химическое равновесие.

[/attention]

Внутри клеточной мембраны находится цитоплазма, в которую помещается другой клеточный дебрис и генетический материал.

Археи делятся бесполым путем деления пополам, почкования или фрагментации. У них есть только один жгутик для их подвижности. Они показывают свое присутствие в условиях, которые не подходят для выживания других организмов. Археи метаболически активны в условиях давления, кислот, рН, высокой температуры, глубоководья.

Метаногены, термофилы и галофилы – это три типа архей, найденных до сих пор. Метаногены являются одной из самых разнообразных групп архей. Они играют жизненно важную роль в очистке сточных вод, поскольку метаногены могут превращать бактериальные отходы и углекислый газ в метан.

Ведь метан считается парниковым газом, который помогает уменьшить глобальное потепление. Метаногены встречаются в водно-болотных угодьях, морских отложениях. Метанококк, Метанобактерия являются общими примерами.

Термофилы – это археи, которые могут выжить при более высокой температуре, которая находится между 106 – 252 ° F или 41 – 140 ° C.

Они имеют дополнительную классификацию как просто термофил, экстремальные термофилы или гипертермофилы. Термофилы доказали свою важную роль в биотехнологии при проведении полимеразной цепной реакции (ПЦР).

Thermus aquaticus и Thermuococcus litoralis являются примерами.

Галофилы известны как экстремофилы, любящие соль. Эти организмы находятся в высокой концентрации соли, как в глубоком море Мертвого моря, в Большом Соленом озере или в испарительных водоемах. Halobacterium, Halococcus является примером этого типа.

Определение бактерий

Бактерии или Eubacteria – это прокариотические организмы, лишенные ядра и других мембраносвязанных органелл. Так что весь процесс происходит в цитоплазме. Бактериальная клетка заключена в оболочку, которая защищает, поддерживает и регулирует транспортировку материалов. Бактерии содержат одну круговую хромосому в качестве своего генетического материала и рибосомы для синтеза белка.

Клеточная стенка состоит из пептидогликана, имеющего сложноэфирную связь жирных кислот. Они имеют специальные придатки для подвижности и способны размножаться даже в экстремальных условиях путем образования спор. Они могут размножаться как сексуально, так и бесполым путем. Они различались по размеру и форме. Бактерии могут быть патогенными или непатогенными.

Размер бактерий может варьироваться от 0, 2 до 1, 5 мкм в диаметре. Их формы также варьируются от сферических, стержневых, кокковых до спиральных. Грамположительные и грамотрицательные – это два типа бактерий. Различия между ними в основном связаны с клеточной стенкой и цветом, который они дают после окрашивания.

[attention type=red]

Грамположительные бактерии показывают положительный результат и выглядят пурпурными, когда их видят под микроскопом. Staphylococcus, Bacillus, Streptococcus являются примерами грамположительных бактерий.

[/attention]

С другой стороны, грамотрицательные бактерии не поглощают кристаллическое фиолетовое пятно. Salmonella, Shigella, Pseudomonas – некоторые из примеров.

Ключевая разница между археями и бактериями

Ниже приведены важные моменты, которые отличают архей от бактерий.

  1. Точно так же бактерии, археи, являются одноклеточными простыми прокариотами, не имеющими четко определенного ядра и других органелл. Археи способны выживать в экстремальных условиях и поэтому считаются экстремофилами .
  2. Археи встречаются в необычной среде, например, в горячем источнике, на глубине океана, в соляных рассолах, а бактерии встречаются повсюду, как в почве, воде, живых и неживых организмах.
  3. Клеточная стенка архей является псевдопептидогликаном, поскольку они имеют эфирные связи с разветвлением алифатических кислот, тогда как бактерии имеют сложноэфирные связи липидных мембран с жирными кислотами.
  4. Археи точно не следуют гликолизу или циклу Креба, но используют сходные пути, но бактерии следуют этим путям для производства энергии.
  5. Метаногены, галофилы, термоацидофилы относятся к типу архей, а грамположительные и грамотрицательные – к бактериям.
  6. С другой стороны, археи размножаются бесполым путем двойного деления, фрагментации или зародыша, бактерии могут производить споры, которые позволяют им жить в неблагоприятных условиях, и они делятся как половым, так и бесполым путем.
  7. У архей такие признаки, как тимин, отсутствуют в тРНК (трансферазная РНК) и присутствуют интроны, тогда как у бактерий тимин присутствует в тРНК, а интроны отсутствуют.
  8. У архей РНК-полимераза сложна и содержит десять субъединиц, тогда как у РНК-полимеразы у бактерий она простая и содержит четыре субъединицы.
  9. Pyrolobus fumarii, Sulfolobus acidocaldarius, Pyrococcus furiosus, Methanobacterium formicum – несколько примеров архей. Streptococcus pneumoniae, Yersinia pestis, Escherichia coli (E.coli), Salmonella enterica, являются примерами бактерий.
  • Оба типа имеют практически одинаковый размер, который варьируется от 0, 5 до 4 микрон, и поэтому считается, что это самая маленькая ячейка в мире.
  • Им обоим не хватает мембранно-связанных органелл и ядра.
  • Археи и бактерии не имеют многоклеточной структуры, а хромосома одиночная и круглая.
  • Хотя интроны в мРНК и т. Д. Посттранскрипционной модификации РНК отсутствуют у обоих.
  • Археи и бактерии имеют рибосому 70S (но бактериальная рибосома чувствительна к определенным химическим веществам, которые действуют как ингибирующие агенты, в то время как археи нечувствительны к этим химическим веществам, таким как эукариоты.
  • Они могут быть автотрофами или гетеротрофами.

Выше мы рассмотрим разницу между археями и бактериями и обнаружили, что они внешне различны. Хотя оба являются одноклеточными микроорганизмами и имеют морфологическое сходство, но различаются по другим свойствам. Они даже процветают в другой среде и, следовательно, содержатся в другой группе.

Источник: https://ru.gadget-info.com/difference-between-archaea

Сходства и различия эукариот, архей, бактерий

Отличие бактерий от архей

Автор статьи Лукьянова А.А.

На протяжении многих лет с момента открытия существования микроорганизмов не было однозначного понимания их места в живой природе.

Их относили к растениям (отсюда устаревший ныне термин «микрофлора[1]»), затем разделяли на группы среди растений и животных.

Сейчас очевидно, что термин «микроорганизм» не имеет систематического смысла, то есть говорит исключительно о микроскопическом размере объекта.

Группы эукариот

В настоящее время микроорганизмы разделяют на две большие группы, принципиально отличающиеся строением клетки – эукариоты и прокариоты (рис. 1). Группа эукариот включает в себя микроскопические водоросли, простейших и микроскопические грибы, такие как дрожжи и плесневые грибы.

К прокариотам до 80-х годов относили исключительно бактерий, однако группой исследователей под руководством Карла Вёзе в ходе анализа последовательностей 16S рРНК, было обнаружено, что архебактерии (археи) по своему происхождению являются самостоятельной группой, что подтверждается рядом отличий в их строении и метаболизме: одни черты роднят их с бактериями, другие – с эукариотами, а некоторые являются совершенно уникальными. В частности, первые открытые археи отличаются своей удивительной способностью обитать в экстремальных местах обитания: при высоких температурах, давлении, сильнокислых или сильнощелочшых условиях среды. Например, большинство гипертермофильных архей растут при температуре 80 ℃, а Methanopyrus kandleri – при 122 ℃.  Другой пример: рекордсмен среди устойчивых к кислой среде архей растет в условиях, эквивалентных 1,2 М серной кислоте. Для сравнения – содержание соляной кислоты в желудочном соке в норме составляет 0,14 – 0,16  М.

Рисунок 1. Группы микроорганизмов

Сходства и различия в строении клеток прокариот и эукариот

Для существования клеток любого типа, и прокариотических, и эукариотических, необходимо наличие цитоплазматической мембраны, отделяющей клетку от внешней среды; цитоплазмы, заполняющей клетку, а также генетического аппарата и рибосом, позволяющих хранить и реализовывать генетическую информацию. Однако, строение мембраны и рибосом, а также организация генетического материала для этих групп могут различаться (рис.2)

Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы.

И у прокариот, и у эукариот есть рибосомы, необходимые для синтеза белка, но рибосомы прокариот меньше эукариотических. Рибосомы бактерий состоят их трех, а не четырех молекул рРНК.

Рибосомы архей по некоторым признакам похожи на бактериальные, а по некоторым – на эукариотические.

Например, на рибосомы архей не действует антибиотик хлорамфеникол, связывающий рибосомы бактерий, в то время как дифтерийный токсин, останавливающий биосинтез белка у эукариот, действует и на архей.

Кроме рибосом внутри прокариотической клетки нет других органелл и мембранных структур, в то время как эукариотические клетки содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, митохондрии и другие органеллы. Внутри клеток прокариот могут быть газовые пузырьки или другие включения, окруженные белковой оболочкой.

Рисунок 2. Строение клеток прокариот (на примере бактерий) и эукариот

Такое увеличение площади мембраны необходимо в связи с тем, что энергетические процессы, такие как дыхание и фотосинтез, происходящие у эукариот на внутренних мембранах митохондрий и хлоропластов соответственно, у прокариот происходит непосредственно на мембране клетки.

[attention type=green]

Цитоскелет прокариот не включает в себя характерных для эукариотической клетки элементов (микротрубочек, актиновых филаментов, микрофиламентов) и образован другими белками. Прокариоты не способны к эндоцитозу и амебоидному движению.

[/attention]

Клеточные покровы прокариот и эукариот так же существенно отличаются. Клетки бактерий и эукариот покрыты цитоплазматической мембраной, состоящей из двойного слоя фосфолипидов, в которых жирные кислоты связаны с молекулой глицерина сложноэфирной связью.

Мембранные липиды архей вместо жирных кислот содержат изопреновые цепочки, соединенные с глицерином простой эфирной связью (рис. 3). Липиды такой мембраны зачастую объединяются в один слой с двумя гидрофильными головками и одной гидрофобной «сшивкой» из двух хвостов.

Это делает мембрану более устойчивой к экстремальным условиям, в которых обитают некоторые археи.

Рисунок 3. Строение цитоплазматической мембраны бактерий, эукариот и архей

Клеточная стенка бактерий состоит из пептидогликана (муреина), которого нет ни у архей, ни у эукариот. Клетки архей чаще всего покрыты белковым S-слоем, защищающим от воздействия стрессовых условий, а в тех случаях, когда клеточная стенка все-таки присутствует, в ее состав входит похожее по структуре вещество – псевдомуреин.

Отличается и строение жгутиков. Бактериальные жгутики образованы белком флагеллином который, закручиваясь в спираль, формирует полую внутри нить жгутика.

Жгутики архей похожи на бактериальные: они приводят клетку в движение, вращаясь по тому же механизму, но они не имеют полости внутри и образованы гликопротеинами.

Жгутики эукариот в свою очередь состоят из десяти пар микротрубочек, где одна из пар центральная, а еще девять окружают ее.  

[attention type=yellow]

Клетки бактерий, архей и эукариот отличаются не только чертами своего строения, существует еще рад биохимических и молекулярных признаков, на которые стоит обратить внимание. Кратко все признаки для каждой группы изложены в таблице 1.

[/attention]

Таблица 1. Сходства и различия в строении клеток бактерий, археи и эукариот

Сходства и различия в молекулярных процессах, протекающих в клетках прокариот и эукариот

Различия в организации генетического материала для этих групп не ограничиваются лишь его расположением и тем, замкнута ли ДНК в кольцо. Процессы транскрипции и трансляции у каждой группы имеют свои особенности. Например, для поддержания структуры ДНК и регуляции экспрессии генов в клетках эукариот и архей есть специальные белки – гистоны, которых нет у бактерий.

Гены бактерий собраны в опероны. Это означает, что несколько генов находятся друг за другом и имеют общий промотор (место старта трансляции), таким образом мРНК получается полицистронная, то есть кодирующая несколько белков. Эта особенность характерна и для архей.

У эукариот, наоборот, для каждого гена есть свой промотор. В то же время, общим для эукариот и бактерий является наличие в генах некодирующих участков – интронов, которых нет у бактерий.

Причем структура РНК-полимеразы, компонентов транскрипционного комплекса, а также все дальнейшие процессы транскрипции и дальнейшей обработки (процессинга) мРНК у эукариот и архей очень схожи, в то время, как у бактерий существенно отличаются.

Например, транскрипция и трансляция, на матрице синтезируемой мРНК, у бактерий идут одновременно и для старта синтеза белка не требуется не требуется процессинга мРНК. Причем, трансляция бактерий начинается не с метионина, как у эукариот (и архей), а с формилметионина.

Помимо особенностей, связанных с транскрипцией и трансляцией, для прокариот, в отличие от эукариот, характерно большое разнообразие метаболических особенностей, таких как способность к метаногенезу архей, хемолитоавтотрофность, способность к фиксации азота и способность к аноксигенному фотосинтезу.

Исходя из этого, становится видно, что все три выделенные на настоящий момент домена – бактерии, археи и эукариоты существенно отличаются друг от друга.

Причем археи, хоть и являются прокариотами и несут в своем строении типичные прокариотические черты – отсутствие ядра и мембранных органоидов в цитоплазме, кольцевая ДНК, кольцевая хромосома и многое другое, тем не менее в некоторых чертах похожи на эукариот.

[attention type=red]

Говоря о родстве между этими тремя группами, стоит отметить, что согласно доминирующей в настоящее время гипотезе, считается, что не смотря на то, что и бактерии, и археи относятся к прокариотам, последние все же более близки к эукариотам.

[/attention]

Таким образом, в ходе эволюции сперва произошло разделение на группу бактерий и некого общего предка, от которого в дальнейшем произошли археи и эукариоты

[1] В современной науке принято использовать термин «микробиота» [2] S – константа седиментации. Скорость осаждения частицы при ультрацентрифугировании. В данном контексте ее используют, чтобы охарактеризовать размер частицы.

Источник: https://biocpm.ru/shodstva-i-razlichiya-eukariot-arhey-bakteriy

Отличие бактерий от архей

Отличие бактерий от архей

Древнейший период существования земли, охватывающий временной промежуток от 4 до 2,5 млрд лет назад, носит название «архейская эра».

Растительный и животный мир еще только начинал зарождаться, кислорода на Земле было очень мало, а из водных объектов на планете имелся лишь один мелкий океан, состоящий из нескольких водоемов с насыщенной соленой водой, горного же ландшафта и впадин вообще не было. Это период начала формирования залежей полезных ископаемых: графита, никеля, серы, железа и золота.

Лучи солнечного света тогда еще не могли проникнуть сквозь смешанные между собой гидросферу и атмосферу, составлявшие единую оболочку из пара и газа. Образовавшийся парниковый эффект не давал солнцу коснуться земли.

Архейская эра была названа так американским ученым Дж. Дана в 1872 г. Термин «архей» с древнегреческого означает «древний». Архей разделен на четыре основные эры, начиная от самого древнего — эоархея и заканчивая неоархеем. Остановимся на них более подробно.

Начало архея – эоархей

Период продолжительностью 400 млн лет начался около 4 млрд лет назад. Для эоархея характерно частое падение метеоритов, образование кратеров. Лава, покрывающая поверхность планеты, постепенно начала уступать место земной коре, которая активно формировалась.

Архейская эра в этот временной отрезок известна закладкой древнейших горных пород, крупнейшие формации из которых были найдены в Гренландии. Их возраст составляет приблизительно 3,8 млрд лет.

Формирование гидросферы только начиналось. И хотя Мировой океан еще не появился, уже были намеки на первые небольшие водные образования. С характерной для них изолированностью друг от друга, с концентрированной соленой и очень горячей водой.

В атмосфере было мало кислорода и азота, значительную часть ее составлял углекислый газ. Температура в воздушной оболочке Земли достигала 120 °С.

Первые организмы архейской эры начали появляться именно тогда. Это были цианобактерии, которые оставили после себя древние строматолиты – продукты жизнедеятельности. Эти микроорганизмы с помощью фотосинтеза вырабатывают кислород, являясь наиболее древней формой жизни на планете.

Наиболее важным моментом в эоархее считается начало формирования первого земного континента – Ваальбары.

Вторая эра – палеоархей

Архейская эра этого периода охватывает временной промежуток в 200 млн лет, начало которого было положено 3,6 млрд лет назад. Тогда сутки имели продолжительность не более 15 часов. Заканчивалось формирование основного континента, появился пока еще мелкий Мировой океан. Земное ядро стало более твердым, что усилило магнитное поле Земли практически до современного уровня.

Именно этот период позволяет утверждать, что уже в те времена появились первые живые организмы. Точно известно, что останки их продуктов жизнедеятельности, найденные в наши дни, датируются именно палеоархеем.

Животные архейской эры – это первые бактерии, организмы, которые способствовали формированию атмосферы Земли посредством фотосинтеза, создавая условия для развития новых форм жизни.

Мезоархей: раскол Ваальбары

Мезоархей — период, длившийся 0.4 млрд лет (начался 3.2 млрд лет назад). Именно тогда произошел раскол Ваальбары, которая разделилась под углом 30° на две отдельные части. А также появился от столкновения с астероидом наиболее известный в наши времена кратер в Гренландии. Возможно, в период мезоархея на Земле произошло и первое оледенение – Понгольское.

Развитие жизни в архейскую эру периода мезоархея характеризовалось ростом количества цианобактерий.

Завершающий этап – неоархей

Неоархей закончился 2,5 млрд лет назад. Для него характерно завершение формирования земной коры, а также выделение большого количества кислорода, что впоследствии привело (в начале следующей эры) к кислородной катастрофе. Именно тогда атмосфера Земли полностью изменилась — в ее составе стал преобладать кислород.

Бурно развивалась вулканическая деятельность, что способствовало образованию пород и драгоценных металлов и камней. Граниты, сиениты, золото, серебро, изумруды, хризобериллы – все это и многое другое появилось несколько миллиардов лет назад, в неоархее.

Чем еще интересна архейская эра? Растительный и животный мир в то время сформировал древнейшие залежи полезных ископаемых, широко используемых и сегодня. Также на на это повлияла нестабильная обстановка на планете. Формируя ландшафты, земная кора и первые горные образования разрушались под действием вод океана и разлива вулканической лавы.

Животный мир

Ученые утверждают, что зарождение жизни началось именно в период Архея. И хотя эти формы были слишком уж малы, они все же представляли собой настоящие живые микроорганизмы, первые бактериологические сообщества, оставившие после себя след на планете в виде окаменелых строматолитов

Установлено, что именно бактерии внесли значительный вклад в формирование нанокристаллов арогонита – минерала на основе карбоната кальция. Арагонит входит в состав поверхностного слоя раковин современных моллюсков, содержится в экзоскелете кораллов.

[attention type=green]

Цианобактерии стали виновниками возникновения залежей не только карбонатных, но и кремневых осадочных образований.

[/attention]

Архейская эра характеризуется появлением первых прокариотов – доядерных одноклеточных организмов.

Характеристика прокариотов

Живые организмы не имеют сформированного ядра, но они являются полноценной клеткой. Питаясь при помощи фотосинтеза, прокариоты вырабатывают кислород. Информация ДНК (нуклеотид), которую несет в себе клетка, не упакована в белковую оболочку ядра (гистон).

Группа разделена на два домена:

Археи

Археи – древнейшие микроорганизмы, как и прокариоты, не имеющие ядра. Вместе с тем их структура организации жизни отличается от таковой у других видов микробов. По внешнему виду археи схожи с бактериями, но некоторые из них имеют необычную плоскую или квадратную форму.

Разделяют пять видов архей, несмотря на то, что классифицировать их довольно сложно. Вырастить архебактерии в питательных средах невозможно, поэтому все исследования проводятся только на основе проб, взятых с их среды обитания.

В качестве источника энергии эти микроорганизмы могут использовать как солнечный свет, так и углерод, в зависимости от вида. Археи не формируют спор, размножаются бесполым путем.

Они не являются патогенными для человека, могут выживать в самых экстремальных условиях: океан, горячие источники, почва, соленые озера.

Наиболее многочисленный вид архей составляет значительную часть планктона в океанах, который служит пищей для морских животных.

Некоторые виды даже обитают в кишечнике у человека, помогая осуществлять процессы пищеварения. Археи используются для создания биологического газа, очистки сточных канав, отстойников.

Растения

Как вы могли понять, архейская эра, растительный мир которой был немного богаче животного, не характеризуется наличием позвоночных животных, рыб и даже многоклеточных водорослей. Хотя зачатки жизни уже появились. Что же до флоры, то учеными установлено, что единственными растениями в то время были нитчатые водоросли, в которых, к слову, и обитали бактерии.

А сине-зеленые водоросли, ранее ошибочно считаемые растениями, оказались колониями цианобактерий, использующими одновременно углерод и кислород в качестве ресурса для поддержания жизни и не являющимися частью растительного мира архея.

Нитчатые водоросли

Архейская эра ознаменовалась появлением первых растений. Это одноклеточные нитчатые водоросли, которые являются простейшей формой флоры. Они не имеют определенной формы, структуры, органов и тканей. Образуя колонии, они становятся видимыми невооруженным глазом. Это тина на поверхности воды, фитопланктон в ее глубинах.

Клетки нитчатых водорослей соединены в единую нить, которая может иметь разветвления. Они легко могут как плавать свободно, так и прикрепляться к различной поверхности. Размножение происходит при помощи деления нити на две отдельные. К делению могут быть способны как все нити, так и только крайние, или основные.

Водоросли не имею жгутиков, они связанны между собой посредством микроскопических цитоплазматических мостиков (плазмодесмов).

В ходе эволюции водоросли образовали другую форму жизни – лишайники.

Эра Архея – это первый период, когда практически из ничего появилась биологическая жизнь на Земле. Это переломный момент в истории эволюции планеты, характеризующийся зарождением условий для появления флоры и фауны: формирование земной коры, Мирового океана, атмосферы, пригодных для жизни других более сложных форм растительного и животного мира.

Конец архея положил начало развитию полового процесса размножения у бактерий, появлению первых многоклеточных микроорганизмов, одни из которых впоследствии стали наземными организмами, другие обрели признаки водоплавающих и поселились в океане.

Источник: www.syl.ru

Источник: https://naturalpeople.ru/otlichie-bakterij-ot-arhej/

Архея против бактерий

Отличие бактерий от архей

В прошлом археи классифицировались как бактерии и назывались архебактериями . Но было обнаружено, что археи имеют отличную эволюционную историю и биохимию по сравнению с бактериями.

Сходство состоит в том, что археи и эубактерии являются прокариотами – одноклеточными организмами, которые не имеют ядра или органелл.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица архей против бактерийArchaeaбактерииРибосомыВведение (из Википедии)Клеточная стенкаЕстественная средаРост и размножение
настоящее времянастоящее время
Археи представляют собой область или царство одноклеточных микроорганизмов. Эти микробы являются прокариотами, что означает, что они не имеют клеточного ядра или каких-либо других мембраносвязанных органелл в своих клетках.Бактерии составляют большой домен прокариотических микроорганизмов. Обычно бактерии имеют длину несколько микрометров и имеют различные формы, от сфер до стержней и спиралей.
PseudopeptidoglycanПептидогликан / липополисахарид
экстремальные и суровые условия, такие как горячие источники, соленые озера, болота, океаны, кишечник жвачных животных и людей.повсеместно встречаются и встречаются в почве, горячих источниках, радиоактивных сточных водах, земной коре, органических веществах, организмах растений и животных и т. д.
Археи размножаются бесполым путем деления на две части, почкования и фрагментации.Эубактерии размножаются бесполым путем двойного деления, почкования, фрагментации, но эубактерии обладают уникальной способностью образовывать споры, оставаясь бездействующими в течение многих лет, и эта черта не проявляется у Archae.

Археи против бактерий

  • 1 История филогенетической классификации
  • 2 Размер и форма
  • 3 Разница в структуре клеток
    • 3.1 , объясняющее различия
  • 4 жгутика
  • 5 Размножение и рост
  • 6 Хабитат
  • 7 ссылок

История филогенетической классификации

До середины 20-го века биологи классифицировали все живое как растение или животное. Но эта система не смогла приспособиться к грибам, протистам и бактериям.

Таким образом, к 1970-м годам система классификации превратилась в так называемые Пять Королевств – прокариоты (бактерии) и эукариоты (растения, животные, грибы, протисты).

Эукариоты характеризуются наличием ядер, цитоскелетов и внутренних мембран в их клетках.

В конце 1970-х годов доктор Карл Воэз и его коллеги из Университета Иллинойса идентифицировали группу микроорганизмов, генетический состав которых значительно отличался от других бактерий.

Таким образом, они разделили прокариотическую жизнь на то, что они называли археабактериями и эубактериями . Однако позже они пришли к выводу, что «археабактерии» были достаточно разными, чтобы вообще не быть бактериями.

Поэтому группы были переименованы в архей и бактерий .

Древо жизни показывает классификацию всех живых организмов.

Размер и форма

И археи, и эубактерии похожи по форме и размеру. Оба они встречаются в виде стержней, кокков, спиралей, пластин или спиральных.

Разница в клеточной структуре

Общая клеточная структура архей и бактерий одинакова, но состав и организация некоторых структур у архей различны. Подобно бактериям, археи не имеют внутренних мембран, но оба имеют клеточную стенку и используют жгутики для плавания.

Археи отличаются тем, что их клеточная стенка не содержит пептидогликана, а клеточная мембрана использует липиды, связанные с эфиром, в отличие от липидов, связанных с эфиром, в бактериях.

Жгутики

Жгутики архей эволюционировали из бактериальных пилей типа IV, а бактериальные жгутики – из секреторной системы III типа. Бактериальный жгутик похож на полый стебель, который собран субъединицами, которые могут свободно перемещаться вверх по центральной поре, добавляя кончик жгутиков, в то время как у архей субъединицы жгутиков добавляются к основанию.

Размножение и рост

Археи размножаются бесполым путем деления пополам, почкования и фрагментации.

Эубактерии размножаются бесполым путем двойного деления, почкования, фрагментации, но эубактерии обладают уникальной способностью образовывать споры, оставаясь бездействующими в течение многих лет, и эта черта не проявляется у архей.

Рост бактерий происходит в три этапа: лаг-фаза, когда клетки адаптируются к новой среде, логарифмическая фаза, отмечающая экспоненциальный рост, и стационарная фаза, когда питательные вещества истощаются.

Естественная среда

Археи могут выживать в экстремальных и суровых условиях, таких как горячие источники, соленые озера, болота, океаны, кишечник жвачных животных и людей. Эубактерии встречаются повсеместно и встречаются в почве, горячих источниках, радиоактивных сточных водах, земной коре, органических веществах, телах растений и животных и т. Д.

Источник: https://ru.betweenmates.com/archaea-vs-bacteria

Археи

Отличие бактерий от архей

Археи (лат. Archaea, от греч.

Αρχαία — «старые», также архебактерии — Archaebacteria) — одна из групп живых организмов, в которую входят микроскопические одноклеточные прокариоты, очень отличаются рядом физиолого-биохимических признаков от настоящих бактерий (эубактерий).

Хотя до сих пор является неопределенность в точном филогенезе этих групп, археи, эукариоты и бактерии являются фундаментальными группами в так называемой системе трех доменов.

Подобно бактерий, археи — это одноклеточные организмы, не имеющие ядра и поэтому классифицируются как прокариоты (Prokaryota) — известные также как Monera в таксономии пяти царств. Археи сначала было обнаружено в экстремальных средах, но затем они были найдены во всех типах экосистем. Архебактерии существенно отличаются от других микроорганизмов по составу и последовательностью нуклеотидов в рибосомных и транспортных РНК.

История

Археи было идентифицировано 1977 Карл Вёзе (Carl Woese) и Джорджем Фоксом (George Fox), основываясь на их отличия от других прокариот (филогенетические деревья, основанные на 16S рРНК). Когда 1977 биолог Карл Вёзе изучал генетику микробов, производили метан, он понял, что они отличаются от всех известных бактерий.

Стенка клетки была уникальной — производила уникальные энзимы и ее генетический ряд не был похож ни на что исследуемое раньше. Очень быстро — в течение часа — стало понятно, что есть еще что-то, третья группа. Это был момент открытия. Карл Вёзе открыл третью форму жизни — группу одноклеточных, которую он назвал археями.

[attention type=yellow]

Он открыл форму жизни, которая способна существовать где угодно, включая самые невероятные места. Эта группа была сначала назван археобактериямы (Archaebacteria) в отличие от эубактерий (Eubacteria), и они рассматривались как царства или подцарства. Вёзе убеждал, что археи являются представителями совсем другой ветви живых существ.

[/attention]

Он позже переименовал группы в архей и бактерий, чтобы подчеркнуть это, и аргументировал тем, что вместе с эукариотами они охватывают три группы живых организмов.

Биологический термин архея (археи) не следует путать с архейская геологической эрой, также известной как Археозойська эра. Последний срок ссылается на древний период земной истории, когда археи и бактерии были единственными клеточными организмами, живших на планете. Возможные окаменелости этих микробов были датированы почти 3800000000 лет назад.

Археи, бактерии и эукариоты

Археи подобные других прокариот в большинстве аспектов структуры клетки и метаболизма. Однако, их генетическая транскрипция и трансляция — два центральных процессы в молекулярной биологии — не проявляют типичных для бактерий особенностей, но чрезвычайно подобные этих процессов у эукариот.

Например, система трансляции архей использует эукариотические факторы инициации и элонгации, а их система транскрипции применяет TATA-связываемые белки и TFIIB, как у эукариот.

Гены тРНК и рРНК археи содержат уникальные археальни интроны, которые не похожи ни к эукариотических, ни к бактериальным интронов.

Некоторые другие характеристики также выделяют архей. Подобно бактерий и эукариот, археи имеют основанные на глицерине фосфолипиды. Однако, три особенности липидов архей необычны:

  • Липиды архей уникальны, так как стереохимия глицерина — обратная той, что найдена в бактериях и эукариот. Это убедительное свидетельство другого биосинтетического пути.
  • Большинство бактерий и эукариот имеют мембраны, составленные преимущественно из эфир-липидов глицерина, тогда как археи имеют мембраны, состоящие из эфир-липидов глицерина. Даже когда бактерии имеют эфир-связанные липиды, стереохимия глицерина — бактериальная форма. Эти различия, возможно, является адаптацией части архей к гипертермофилии. Однако, стоит отметить, что даже мезофилични археи имеют эфир-связанные липиды.
  • Липиды архей основанные на изопреноидного боковом цепочке. Это пятиуглеродный химическая группа, также обычная для каучука и является компонентом некоторых витаминов, распространенная в бактериях и эукариот. Однако, только археи применяют эти вещества в своих клеточных липидах, часто как боковые цепочки C-20 (четыре мономера) или C-40 (восемь мономеров). В некоторых архей изопреноидного боковой цепочку C-40 — фактически достаточно длинный, чтобы пройти сквозь мембрану, формируя монослой вместо клеточной мембраны с группами фосфата глицерина на обоих концах.

Эта адаптация распространенная в чрезвычайно теплолюбивых археи. Хотя они и не уникальны, клеточные стенки архей также необычны. Например, клеточные стенки большинства архей образованные внешними слоями белков или S-слоем.

S-слоя распространенные в бактериях, они служат единственным компонентом клеточной стенки в некоторых организмах (например, в Planctomyces) или внешний слой во многих организмах с пептидогликана. За исключением одной группы метаногенов, археи не имеют пептидогликановый стенки.

[attention type=red]

Однако даже в этом случае, пептидогликаны очень отличаются от разновидности, найденного в бактериях. Археи также имеют жгутики, которые значительно отличаются по составу от очень похожих жгутиков бактерий.

[/attention]

Бактериальные жгутики — это измененная система секреции III типа, тогда как жгутики архей напоминают ворсинки IV типа (type IV pili), которые используют sec-зависимую систему секреции, несколько подобную, но все же отличную от системы секреции II типа.

Среда

Многие архей — экстремофилы. Некоторые живут при очень высоких температурах, часто выше 100 ° C, как те, которых нашли в гейзерах и черных курильщиках. Других найдено в очень холодных средах или в чрезвычайно соленой, кислой или щелочной воде.

Однако, некоторые археи — мезофилы, живут в средах, подобных болота, сточных вод и почвы. Многие метаногенных архей найдено в пищеварительных трактах животных, например, жвачных животных, термитов и людей.

Археи не патогенны, и неизвестно, чтобы какие-либо из них вызвали болезнь.

Архей конечно разделяют на три группы, в соответствии с среды. Это — галофиты, метаногены и термофилы. Галофилы живут в чрезвычайно соленых окружающих средах (например, многие из них живут в Мертвом море и на юге залива Сан-Франциско, придавая ей ярких цветов: от красного до зеленого).

Метаногены живут в анаэробных окружающих средах и производят метан. Их можно найти в отложениях или в кишечниках животных. Термофилы живут в местах с высокими температурами, как, например, горячие источники. Эти группы не обязательно согласуются с молекулярным филогенезом, не полные но не взаимоисключающие.

Тем не менее, они — полезный начальный пункт для подробного изучения.

Недавно несколько исследований показали, что археи существуют не только в мезофильных окружающих средах, но также иногда присутствуют в значительном количестве при низких температурах. Становится все более принятым, что метаногены обычно присутствуют в низкотемпературных средах, как, например, холодные осадки.

Некоторые исследования даже свидетельствовали, что в этих температур путь метаногенеза может изменяться благодаря термодинамическим ограничениям, обусловленным низкими температурами. Возможно, даже, важнее то, что большое количество архей найдено в большинстве океанов, в холодных средах (Giovannoni и Stingl, 2005).

Эти археи, которые относятся к группам, ранее исследованных, могут случаться в чрезвычайно высоких количествах (до 40% микробной биомассы), хотя они не были изолированы в чистой культуре. Сейчас мы не имеем почти никакой информации о физиологии этих организмов, что означает, что их влияние на глобальные биогеохимические циклы неизвестен.

Одно недавнее исследование (Könneke и другие, 2006) показало, однако, что одна группа морских Crenarchaeota способна к фиксации азота, а это — черта, до сих пор неизвестна среди архей.

Генетика

Как правило, археи имеют одиночную кольцевую хромосому, размер которой может достигать 5751492 пар нуклеотидов в Methanosarcina acetivorans, что самый известный геном среди архей.

Одну десятую размера этого генома составляет геном с 490885 парами нуклеотидов в Nanoarchaeum equitans, что маленький геном среди архей; он содержит только 537 генов, кодирующих белки. Также в архей обнаружены более мелкие независимые молекулы ДНК, так называемые плазмиды.

Вероятно, плазмиды могут передаваться между клетками при физическом контакте, во время процесса похожего на конъюгации бактерий.

[attention type=green]

Археи могут быть поражены вирусами, содержащими двухцепочечной ДНК. Эти виды не родственные с другими группами вирусов и имеют различные необычные формы, так как бутылки, крючки, капли и т.

[/attention]

Эти вирусы были тщательно изучены на термофилы, в основном рядов Sulfolobales и Thermoproteales. В 2009 году был открыт вирус, содержащий одноцепочечную ДНК и поражает галофильные археи.

Защитные реакции архей против вирусов могут включать механизмы близок к РНК-интерференции эукариот.

Археи генетически отличны от эукариот и бактерий, причем до 15% белков, кодируемых одним геном бактерии, являются уникальными для этого домена, хотя функции многих этих белков неизвестны. Большая часть уникальных белков, функция которых известна, принадлежит евриархеотам и задействована в метаногенеза.

Белки, общие для архей, бактерий и эукариот, участвующих в основных клеточных функциях и касаются в основном транскрипции, трансляции и метаболизма нуклеотидов.

К другим различий архей можно отнести организацию генов, выполняющих связанные функции (например, гены, отвечающие за различные этапы одного и того же метаболического процесса), в оперон и большие различия в строении тРНК и их аминоацил-тРНК синтетаз.

Транскрипция и трансляция архей больше напоминают эти процессы в клетках эукариот, чем бактерий, причем РНК-полимераза и рибосомы архей очень близки к аналогичным структур у эукариот.

[attention type=yellow]

Хотя у архей есть только один тип РНК-полимеразы, по строению и функции она близка к РНК-полимеразы II эукариот, при этом подобные группы белков (главные факторы транскрипции) обеспечивают связывание РНК-полимеразы с промотором гена. в то же время другие факторы транскрипции архей более близки к таковым у бактерий.

[/attention]

Процессинг РНК в архей проще, чем у эукариот, поскольку большинство генов не содержит интронов, хотя в генах их тРНК и рРНК их достаточно много, также они присутствуют в небольшом количестве генов, кодирующих белки.

Размножение

Археи размножаются бесполым путем: бинарным или множественным делением, фрагментацией или почкованием. Мейоза не происходит, поэтому даже у представителей конкретного вида архей существуют в более чем одной форме, все они имеют одинаковый генетический материал.

Клеточное деление определяется клеточным циклом: после того, как хромосома реплицировать и две дочерние хромосомы разошлись, клетка делится. Детали были изучены только для рода Sulfolobus, но особенности его цикла очень схожи с особенностями у эукариот и у бактерий.

Репликация хромосом начинается с многих точек начала репликации с помощью ДНК-полимеразы, похожей на аналогичные ферменты эукариот.

Однако белки, управляющие клеточным делением, такие как FtsZ, которые формируют сжимающее кольцо вокруг клетки и компоненты септы, проходящей через центр клетки, схожие с их бактериальными эквивалентами.

Археи не образуют споры. Некоторые виды Haloarchaea могут претерпевать изменения фенотипа и существовать как клетки нескольких различных типов, включая толстостенными клетками, устойчивыми к осмотического шока, позволяющие археям выживать в воде с низкой концентрацией соли. Однако эти структуры не служат для размножения, а скорее помогают археям осваивать новые среды обитания.

Эволюция и классификация

Название говорит о том, что эти организмы в наше время многими исследователями считаются древнейшими живыми организмами на Земле.

Археи разделены на две основные группы, основанные на деревьях 16S рРНК: Euryarchaeota и Crenarchaeota. Две другие группы были также созданы для определенных экологических образцов и особого вида Nanoarchaeum equitans, найденных в 2002 Карлом Стеттером (Karl Stetter), но их сходство с других групп все еще ​​исследовано очень плохо.

Карл Вёзе (Carl Woese) убедил, что бактерии, археи и эукариоты представляют собой уникальные наследственные линии, которые довольно рано отклонились от наследственного Прогенота (Progenote) с плохо развитым генетическим аппаратом.

[attention type=red]

Эта гипотеза отражена в имени археи (Archaea, от Греческого archae или древний). Позже он формально рассматривал эти группы как империи, каждая из которых охватывает несколько царств. Этот раздел стал самым популярным, хотя идея Прогенота не всеми поддерживается.

[/attention]

Некоторые биологи, однако, утверждают, что, археобактерии и эукариоты произошли от специализированных бактерий.

Взаимоотношения между археями и эукариотами остаются важной проблемой. Учитывая сходство, указанную выше, много генетических деревьев располагают эти две группы вместе. Некоторые ставят эукариот ближе к Eurarchaeota, чем к Crenarchaeota, хотя мембранная химия предлагает наоборот.

Однако открытие архея-подобных генов в определенных бактериях, например, Thermotoga, делает их взаимоотношения трудным для определения.

Некоторые исследователи считают, что эукариоты возникли из смешения археи и бактерии, они стали ядром и цитоплазмой, объясняют различную генетическую схожесть, но эта теория не может объяснить происхождение клеточных структур.

Внутренняя классификация

Архебактерии разнообразные по типу обмена веществ, физиологическими и экологическими особенностями: среди них встречаются аэробных и анаэробных, хемогетеротрофы и хемоавтотрофы, нейтрофилы и ацидофилы.

Некоторым Архебактерии (галобактерии) присущ особый тип фотосинтеза, когда свет поглощается НЕ хлорофиллом, а бактериородопсинном. Другим археям властвуй энергетический процесс, в результате которого образуется метан.

Описано более 40 видов археи (25 родов), относящихся к 5 различных групп: Метанобразующие бактерии, сиркоокислюючи термоацидофилы, сирковидновлюючи термофилы, галобактерии, термоплазма.

[attention type=green]

Расшифровка одиночных генов привела к расшифровке целых геномов, сейчас 24 архейни геномы завершения и 22 частично завершено (1).

[/attention]

Источник: https://info-farm.ru/alphabet_index/a/arkhei.html

Лечимся дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: