ENCELLIGA ORGANISMER: EGENSKAPER, REPRODUKTION, NÄRING - BIOLOGI - 2025

De encelliga organismerna är varelser vars genetiska material, enzymatiska maskiner, proteiner och andra molekyler som är nödvändiga för livet är begränsade till en enda cell. Tack vare detta är de extremt komplexa biologiska enheter, ofta av mycket liten storlek.

Av de tre livsområdena består två av dem - archaea och bakterier - av encelliga organismer. Förutom att de är encelliga, saknar dessa prokaryota organismer kärnor och är extremt olika och rikliga.

Källa pixabay.com

I den återstående domänen, eukaryoterna, hittar vi både encelliga och multicellulära organismer. Inom det encelliga har vi protoso, vissa svampar och några alger.

Huvuddrag

För ungefär 200 år sedan ansåg biologer då att organismer bestående av en enda cell var relativt enkla. Denna slutsats berodde på den lilla information de fick från linserna de använde för visning.

Tack vare tekniska framsteg relaterade till mikroskopi kan vi idag visualisera det komplexa nätverket av strukturer som enhetsceller har och den stora mångfalden som dessa linjer uppvisar. Därefter diskuterar vi de mest relevanta strukturerna i encelliga organismer, både i eukaryoter och prokaryoter.

Komponenter i en prokaryot cell

Genetiskt material

Det mest utmärkta kännetecknet för en prokaryot cell är bristen på ett membran som avgränsar det genetiska materialet. Det vill säga frånvaron av en sann kärna.

Däremot är DNA beläget som en framstående struktur: kromosomen. I de flesta bakterier och archaea organiseras DNA i en stor cirkulär proteinassocierad kromosom.

I en modellbakterie, såsom Escherichia coli (mer om dess biologi i följande avsnitt), når kromosomen en linjär längd på upp till 1 mm, nästan 500 gånger cellens storlek.

För att lagra allt detta material måste DNA ta en super-spiralformad konformation. Detta exempel kan extrapoleras till de flesta av medlemmarna i bakterier. Den fysiska regionen där denna kompakta struktur av genetiskt material är belägen kallas nukleoid.

Förutom kromosomen kan prokaryota organismer innehålla hundratals ytterligare små DNA-molekyler, kallade plasmider.

Dessa, som kromosomen, kodar för specifika gener, men isoleras fysiskt från den. Eftersom de är användbara under mycket specifika omständigheter, utgör de ett slags hjälpgenetiska element.

ribosomer

För tillverkning av proteiner har prokaryota celler en komplex enzymatisk maskin som kallas ribosomer, som är fördelade över hela cellinre. Varje cell kan innehålla cirka 10 000 ribosomer.

Fotosyntetiska maskiner

Bakterier som utför fotosyntes har ytterligare maskiner som gör att de kan fånga solljus och senare omvandla det till kemisk energi. Membranen hos fotosyntetiska bakterier har invaginationer där de enzymer och pigment som är nödvändiga för de komplexa reaktionerna de utför lagras.

Dessa fotosyntetiska vesiklar kan förbli fästa vid plasmamembranet eller de kan lossas och placeras inuti cellen.

cytoskelettet

Som namnet antyder är cytoskelettet cellens skelett. Grunden för denna struktur är sammansatt av fibrer av proteinkaraktär, väsentlig för processen för celldelning och för att bibehålla cellformen.

Ny forskning har visat att cytoskelettet i prokaryoter består av ett komplext nätverk av filament och inte är så enkelt som tidigare trott.

Organeller i prokaryoter

Historiskt sett var en av de mest slående egenskaperna hos en prokaryotisk organism dess brist på inre fack eller organeller.

I dag accepteras att bakterier har specifika typer av organeller (fack omgiven av membran) relaterade till lagring av kalciumjoner, mineralkristaller som deltar i cellorientering och enzymer.

Komponenter i en encellig eukaryot cell

Inom linjen för eukaryoter har vi också encelliga organismer. Dessa kännetecknas av att det genetiska materialet är inneslutet i en organell omgiven av ett dynamiskt och komplext membran.

Maskinerna för att tillverka proteiner består också av ribosomer i dessa organismer. Men i eukaryoter är dessa större. Faktum är att skillnaden i storlek i ribosomerna är en av de största skillnaderna mellan de två grupperna.

Eukaryota celler är mer komplexa än de prokaryota cellerna som beskrivs i föregående avsnitt, eftersom de har underavdelningar omgiven av en eller flera membran som kallas organeller. Bland dem har vi mitokondrier, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparat, vakuoler och lysosomer, bland andra.

När det gäller organismer med förmåga att fotosyntes, har de enzymatiska maskiner och pigment lagrade i strukturer som kallas plaster. De mest kända är kloroplaster, även om det också finns amyloplaster, kromoplaster, etioplaster, bland andra.

Vissa encelliga eukaryoter har cellväggar, såsom alger och svampar (även om de varierar i sin kemiska natur).

Skillnader mellan bakterier och archaea

Som vi nämnde består domänerna för archaea och bakterier av encelliga individer. Men det faktum att dela denna egenskap betyder inte att linjerna är desamma.

Om vi ​​jämför båda grupperna noggrant kommer vi att inse att de skiljer sig på samma sätt som vi - eller något annat däggdjur - skiljer sig från en fisk. De grundläggande skillnaderna är följande.

Cellulärt membran

Med utgångspunkt från cellgränserna skiljer sig molekylerna som utgör väggen och membranet i båda linjerna mycket. I bakterier består fosfolipider av fettsyror bundna till en glycerol. Däremot uppvisar archaea mycket grenade fosfolipider (isoprenoider) bundna till glycerol.

Dessutom skiljer sig bindningarna som bildar fosfolipider, vilket resulterar i ett mer stabilt membran i archaea. Av denna anledning kan archaea leva i miljöer där temperatur, pH och andra förhållanden är extremt.

Cellvägg

Cellväggen är en struktur som skyddar cellorganismen från den osmotiska spänningen som genereras av skillnaden i koncentrationer mellan cellens inre och miljön och bildar ett slags exoskelett.

Generellt uppvisar cellen en hög koncentration av lösta ämnen. Enligt principerna för osmos och diffusion skulle vattnet komma in i cellen och utvidga dess volym.

Väggen skyddar cellen från brott tack vare sin fasta och fibrösa struktur. I bakterier är den huvudsakliga strukturella komponenten peptidoglykan, även om vissa molekyler, såsom glykolipider, kan vara närvarande.

När det gäller archaea är cellväggens natur ganska varierande och i vissa fall okänd. Peptidoglycan har emellertid varit frånvarande i studier hittills.

Genomorganisation

När det gäller den strukturella organisationen av genetiskt material, är archaea mer liknar eukaryota organismer, eftersom generna avbryts av regioner som inte kommer att översättas, kallas introner - termen som används för regioner som kommer att översättas är "exon ».

Tvärtom, organisationen av bakteriegenomet utförs huvudsakligen i operoner, där generna finns i funktionella enheter belägna efter varandra, utan avbrott.

Skillnader med flercelliga organismer

Den avgörande skillnaden mellan en multicellulär organism och en enscell är antalet celler som utgör organismen.

Flercelliga organismer består av mer än en cell, och i allmänhet är var och en specialiserad på en viss uppgift, där arbetsuppdelningen är en av dess mest utmärkta egenskaper.

Med andra ord, eftersom cellen inte längre behöver utföra alla aktiviteter som krävs för att hålla en organisme vid liv uppstår en uppdelning av uppgifter.

Till exempel utför neuronala celler helt andra uppgifter än njur- eller muskelceller.

Denna skillnad i utförda uppgifter uttrycks i morfologiska skillnader. Det vill säga inte alla celler som utgör en multicellulär organism har samma form - nervceller är trädformade, muskelceller är långsträckta och så vidare.

De specialiserade cellerna i flercelliga organismer grupperas i vävnader och dessa i sin tur i organ. Organ som utför liknande eller kompletterande funktioner grupperas i system. Således har vi en strukturell hierarkisk organisation som inte visas i enhetsceller.

Fortplantning

Asexuell fortplantning

Encelliga organismer reproducerar asexuellt. Observera att det i dessa organismer inte finns några speciella strukturer som är involverade i reproduktion, som förekommer i olika arter av flercelliga varelser.

I denna typ av asexuell reproduktion ger en far upphov till avkommor utan behov av en sexuell partner eller för sammansmältning av gameter.

Asexual reproduktion klassificeras på olika sätt, vanligtvis använder den som referens planet eller formen för uppdelning som organismen använder för att dela upp.

En vanlig typ är binär klyvning, där en individ ger upphov till två organismer, identiska med föräldern. Vissa har förmågan att utföra fission genom att generera mer än två avkommor, som kallas multipel fission.

En annan typ är spirande, där en organism ger upphov till en mindre. I dessa fall spruter föräldraorganismen en förlängning som fortsätter att växa till en tillräcklig storlek och därefter lossas från sin förälder. Andra enscelliga organismer kan reproducera sig genom att bilda sporer.

Även om aseksuell reproduktion är typisk för encelliga organismer, är den inte unik för denna släkt. Vissa flercelliga organismer, såsom alger, svampar, häckluftsdjur, bland andra, kan reproducera sig genom denna modalitet.

Horisontell genöverföring

Även om det inte finns någon sexuell reproduktion i prokaryota organismer, kan de utbyta genetiskt material med andra individer genom en händelse som kallas horisontell genöverföring. Detta utbyte innebär inte att materialet överförs från föräldrar till barn utan sker mellan individer av samma generation.

Detta sker genom tre grundläggande mekanismer: konjugering, transformation och transduktion. I den första typen kan långa DNA-delar bytas ut genom fysiska förbindelser mellan två individer med hjälp av en sexuell pili.

I båda mekanismerna är storleken på det utbytta DNA mindre. Transformation är upptagandet av naken DNA av en bakterie och transduktion är mottagandet av främmande DNA som en följd av en virusinfektion.

Överflöd

Livet kan delas in i tre huvuddomäner: archaea, bakterier och eukaryoter. De första två är prokaryota, eftersom deras kärna inte är omgiven av ett membran och de är alla encelliga organismer.

Enligt nuvarande uppskattningar finns det mer än 3.10 ³⁰ individer av bakterier och archaea på jorden, de flesta av dem obetecknade och utan beskrivning. Faktum är att vår egen kropp består av dynamiska populationer av dessa organismer, som skapar symbiotiska förhållanden med oss.

Näring

Näring i encelliga organismer är extremt varierande. Det finns både heterotrofiska och autotrofiska organismer.

De förstnämnda måste konsumera sin mat från miljön, vanligtvis släcka näringspartiklar. Autotrofiska varianter har alla maskiner som är nödvändiga för omvandling av ljusenergi till kemi, lagrade i socker.

Liksom alla levande organismer kräver enhjuliga växter vissa näringsämnen, t.ex. vatten, en källa till kol, mineraljoner för att få tillväxt och reproduktion. Vissa kräver emellertid också specifika näringsämnen.

Exempel på encelliga organismer

På grund av den stora mångfalden av encelliga organismer är det svårt att ange exempel. Vi kommer dock att nämna modellorganismer inom biologi och organismer av medicinsk och industriell relevans:

Escherichia coli

Den bäst studerade organismen är utan tvekan Escherichia coli-bakterierna. Även om vissa stammar kan ha negativa hälsokonsekvenser är E. coli en normal och riklig komponent i den mänskliga mikrobiota.

Det är fördelaktigt ur olika perspektiv. I våra matsmältningskanaler hjälper bakterierna att producera vissa vitaminer och utesluter konkurrenskraftigt patogena mikroorganismer som kan komma in i vår kropp.

Dessutom är det i biologilaboratorier en av de mest använda modellorganismerna, vilket är mycket användbart för vetenskapsupptäckter.

Trypanosoma cruzi

Det är en protosoanparasit som lever inuti celler och orsakar Chagas sjukdom. Detta anses vara ett viktigt folkhälsoproblem i mer än 17 länder i tropikerna.

En av de mest framstående egenskaperna hos denna parasit är förekomsten av en flagellum för rörelse och en enda mitokondrion. De överförs till deras däggdjursvärd av insekter som tillhör Hemiptera-familjen, kallad triatominer.

Andra exempel på mikroorganismer är bland annat Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

referenser

1. Alexander, M. (1961). Introduktion till markmikrobiologi. John Wiley and Sons, Inc ..
2. Baker, GC, Smith, JJ, & Cowan, DA (2003). Granska och analysera om domänspecifika 16S-primrar. Journal of mikrobiologiska metoder, 55 (3), 541-555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Diagnostisk mikrobiologi. Mosby.
4. Freeman, S. (2017). Biologisk vetenskap. Pearson Education.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Medicinsk mikrobiologi. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell biologi. Pearson utbildning.