double arrow

Лекция 2. Общая характеристика царств бактерий, архей и протоктистов. Водоросли

1

1. Общая характеристика доядерных организмов

2. Царство протоктисты. Вородосли. Типы размножения и чередование поколений.

1. Общая характеристика доядерных организмов. Прокариоты, или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки, не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). Тип питания осмотрофный – растворенными органическими веществами через мембрану. Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства): Бактерии (Bacteria), в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и Археи (Archaea). Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды.

ТерминДробянки (Monera), предложенный Эрнстом Геккелем, в настоящее время не применяется.

Бакте́рии. Изучением бактерий занимается раздел микробиологии — бактериология.




Большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны. Их группируют на двумембранные грамотрицательные и одномембранные грамположительные. По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты), реже — звёздчатыми, тетраэдрическими, кубическими, C- или O-образными. Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ. Отмечено, например, что олиготрофы, то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде, стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью образования выростов (т. н. простек).

Грамотрицательные бактерии (Грам (-)) — бактерии, которые обесцвечиваются при промывке по Граму и окрашиваются фуксином в розовый цвет. Имеют две мембраны, обычно не образуют спор. Многие грамотрицательные бактерии патогенны.

Грамположительные бактерии (Грам (+)) — бактерии, которые сохраняют окраску, не обесцвечиваются при промывке после окрашивания по Граму.

Большинство Грам (+) бактерий имеют однослойную клеточную мембрану.

Цианобакте́рии (сине-зелёные во́доросли) — значительная группа крупных грамотрицательных бактерий, способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода и фиксации атмосферного азота (у 2/3 изученных видов). Являются объектом исследования бактериологов и альгологов (как организмы, физиологически схожие с эукариотическими водорослями).



Цианобактерии — одноклеточные, нитчатые и колониальные микроорганизмы. Морские и пресноводные, почвенные виды, участники симбиозов (в лишайнике). Составляют значительную долю океанического фитопланктона. Некоторые виды токсичны. Главные участники цветения воды, которое вызывает массовые заморы рыбы и отравления животных и людей.

В настоящее время цианобактерии служат важнейшими модельными объектами исследований в биологии. В Южной Америке и Китае бактерии родов спирулина и носток из-за недостатка других видов продовольствия используют в пищу: их высушивают, а затем готовят муку. Им приписывают целебные и оздоравливающие свойства. Рассматривается возможное применение цианобактерий в создании замкнутых циклов жизнеобеспечения, а также как массовой кормовой или пищевой добавки.

Археи — одноклеточные прокариоты, на молекулярном уровне заметно отличающиеся как от бактерий, так и от эукариотов. Отличия наблюдаются в компонентах синтеза белка, структуре клеточной стенки, биохимии (только среди архей есть метаногены — образующие метан как побочный продукт метаболизма в бескислородных условиях) и устойчивости к факторам внешней среды (большая часть — экстремофилы). Занимают ниши, которые недоступны другим живым организмам. В горячих источниках живут археи-термофилы, устойчивые к температурам +45..+113 °C; психрофилы способны к размножению при сравнительно низких температурах (-10… +15 °C); ацидофилы живут в кислотных средах (pH 1-5); алкалифилы предпочитают щелочи (pH 9-11). Барофилы выдерживают давление до 700 атмосфер, галофилы живут в соляных растворах с содержанием NaCl 25-30 %. Ксерофилы выживают при минимальном уровне влаги.



Большая часть архей - хемоавтотрофы (способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений). Среди архей по состоянию на 2003 год был известен лишь один паразитический организм — Nanoarchaeum equitans.

Отличительные особенности архей:

· Многие макромолекулы клеточной стенки архей уникальны и, напротив, в них нет характерного для эубактерий пептидогликана муреина, а его функции выполняет отличный по строению псевдомуреин. Поэтому археи нечувствительны к пенициллину и другим антибиотикам, подавляющим синтез пептидогликана.

· Мембранные липиды образованы не глицерином и жирными кислотами, как у всех бактерий и эукариот, а глицерином и терпеноидными спиртами.

· Генетический материал имеет ряд признаков, сближающих архей с эукариотами, например, наличие интронов.

· Рибосомы по размеру схожи с рибосомами бактерий, а по форме — с рибосомами эукариот. Ряд рибосомальных белков уникален.

В настоящее время выделяют 5 типов архей:

· Crenarchaeota — термофилы, термоацидофилы, серные анаэробные бактерии;

· Euryarchaeota — метаногенные и галофильные археи;

· Nanoarchaeota — единственный известный представитель Nanoarchaeum equitans;

· Nanoarchaeum equitans выделены из горячих серных источников Срединно-Атлантического хребта на глубине 106 метров. Позже 16s рРНК наноархей с последовательностями, похожими на Nanoarchaeum equitans, обнаружили в чёрных курильщиках Тихого океана, в гейзерах Йеллоустоуна и Камчатки. Методом "FISH" установлено, что все Nanoarchaeota прикрепляются к клеткам других архей.

· Korarchaeota — ДНК обнаружены в геотермальных источниках США, Исландии, на рисовых полях Японии, культивируемые виды пока неизвестны.

· Thaumarchaeota — в основном окислители аммония, как например, морской аммоний-окислитель Nitrosopumilus maritimus и аммоний-окислитель преимущественно почвенного происхождения Nitrososphaera gargensis.



1




Сейчас читают про: