Məlumat

5: Mikrobiologiyanın Eukaryotları - Biologiya

5: Mikrobiologiyanın Eukaryotları - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

  • 5.1: Birhüceyrəli Eukaryotik Mikroorqanizmlər
    Protistlər eukaryotik orqanizmlərin müxtəlif, polifiletik qrupudur. Protistlər birhüceyrəli və ya çoxhüceyrəli ola bilər. Onlar qidalanma, morfologiya, hərəkət metodu və çoxalma üsulu ilə fərqlənirlər. Protistlərin mühüm strukturlarına kontraktil vakuollar, kirpiklər, flagellalar, pellikullar və psevdopodiyalar daxildir; bəzilərində mitoxondriya kimi orqanoidlər yoxdur. Protistlərin taksonomiyası daha yeni üsullardan istifadə edilməklə münasibətlər yenidən qiymətləndirildiyi üçün sürətlə dəyişir.
  • 5.2: Parazitar helmintlər
    Helmint parazitləri mikrobiologiyanın öyrənilməsinə daxil edilir, çünki onlar tez-tez mikroskopik yumurta və sürfələri axtararaq müəyyən edilir. Helmint parazitlərinin iki əsas qrupu yuvarlaq qurdlar (Nematoda) və yastı qurdlardır (Platyhelminthes). Nematodlar tez-tez az bişmiş qidalar vasitəsilə ötürülən ümumi bağırsaq parazitləridir, lakin digər mühitlərdə də rast gəlinir. Platifelmintlərə tez-tez az bişmiş ət yolu ilə ötürülən lenta və qurdlar daxildir.
  • 5.3: Göbələklər
    Göbələklərə xitin hüceyrə divarları olan müxtəlif saprotrof eukaryotik orqanizmlər daxildir. Göbələklər birhüceyrəli və ya çoxhüceyrəli ola bilər; bəziləri (maya kimi) və göbələk sporları mikroskopik, bəziləri isə iri və gözə çarpandır. Göbələk qruplarının fərqləndirilməsində reproduktiv tiplər vacibdir. Tibbi əhəmiyyətli növlər dörd göbələk qrupunda Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota və Microsporidia mövcuddur.
  • 5.4: Yosunlar
    Yosunlar fotosintetik eukaryotik protistlərin müxtəlif qrupudur Yosunlar birhüceyrəli və ya çoxhüceyrəli ola bilər Böyük, çoxhüceyrəli yosunlar dəniz yosunları adlanır, lakin bitki deyillər və bitkiyə bənzər toxuma və orqanlara malik deyillər. və su vəhşi təbiəti və dəniz məhsullarını iflicə səbəb olan toksinlərlə çirkləndirir.
  • 5.5: Likenlər
    Likenlər bir göbələk və yosun və ya siyanobakteriya arasında simbiotik birləşmədir. Likenlərdə tapılan simbiotik assosiasiya hal-hazırda mantarın fayda verdiyi və yosunların və ya siyanobakteriyanın zərər gördüyü idarə olunan parazitizm hesab olunur. Likenlər yavaş böyüyür və müxtəlif yaşayış yerlərində əsrlər boyu yaşaya bilər. Likenlər ekoloji cəhətdən vacibdir, torpağın yaranmasına kömək edir, qida ilə təmin edir və havanın çirklənməsinin göstəricisi kimi çıxış edir.

Thumbnail: Klementin üzərində böyüyən kif. Şəkil icazə ilə istifadə edilmişdir (CC SA-BY 3.0; NotFromUtrecht).


Fəsil 1 Əsas mövzular

A. kainatın başqa yerlərində həyatın mikrob olması ehtimalı var.

B. mikrobların başqa planetlərdə də mövcud olduğu məlumdur.

C. məlum olan bütün yadplanetlilər mikrobdur.

A. Ölü maddələrin və tullantıların parçalanması

B. Heyvanların qida rasionunda mürəkkəb karbohidratların həzm edilməsi
C. İstixana qazlarının, CO2 və metanın əmələ gəlməsi

A. həqiqi nüvəyə malik hüceyrələr

B. sonuncu universal ümumi əcdad

C. fotosintetik bakteriyalar

A. Torpaqdakı bakteriyalar rəqiblərini öldürmək üçün antibiotik ifraz edir

B. İctimai səhiyyə işçiləri icmada xəstəliklərə nəzarət edir

C. Misirlilər kiflənmiş çörəkdən yaralara istifadə edirlər

D. Bakteriyaları görmək üçün mikroskopdan istifadə edən mikrobioloq

C. Su və kanalizasiyanın təmizlənməsi

B. malyariya və digər protozoa xəstəlikləri

D. qızılca və digər səfeh xəstəlikləri

A. DNT-ni saxlamaq üçün nüvəyə malikdir

B. Zülal sintezi üçün ribosomları ehtiva edir

C. Membranla bağlanmış orqanoidləri ehtiva edir

A. Sərtlik üçün hüceyrə divarına sahib olun

B. Hərəkət üçün bayraqdan istifadə edə bilir

C. Enerji istehsalı üçün mitoxondriləri ehtiva edir

A. Mikroskop olmadan görmək mümkün deyil

B. Tərkibində genetik material var

A. ekosistemlərdə parçalayıcılar

C. həmişə ev sahibi üçün zərərlidir

A. Viruslar eukaryotik hüceyrələrdən kiçik, lakin bakteriya və ya arxa hüceyrələrdən daha böyükdür.

B. Viruslar makromolekullardan kiçikdir.

C. Viruslar eukaryotik hüceyrələrdən daha böyükdür.

A. Francesco Redi: havaya məruz qalmış və ya parça ilə örtülmüş ətlə sınaqdan keçirilmiş kortəbii nəsil

B. Louis Pasteur: qarayaranın bir bakteriya tərəfindən törədildiyini nümayiş etdirdi

C. Cozef Lister: əməliyyatdan əvvəl əllərin və havanın dezinfeksiya edilməsini təşviq etdi

A. Şüşə boyunun forması bakteriyaların kolbaya, sonra isə mühitə daxil olmasına imkan verirdi, lakin hava daxil ola bilmirdi.

B. Şüşə boyunların havaya açıq olması lazım idi, lakin bakteriyaların boynun ən aşağı hissəsinə yerləşməsi üçün qurulmuşdu.


Mikrobiologiyanın filialları hansılardır?

Mikrobiologiya ola bilər iki qola bölünür: təmiz və tətbiqi. Birincisi, orqanizmlərin özlərinin dərindən araşdırıldığı ən fundamental sahədir. Tətbiqi mikrobiologiyada orqanizmlərin özləri öyrənilmir, müəyyən bir prosesə tətbiq edilir. Bundan əlavə, mikrobiologiya müxtəlif mikrobları (bakteriologiya, protozoologiya və s.) təsnif edən taksonomiya ilə ayrıla bilər. Aşağıda hər bir filial və taksonomiyanın nümunələri verilmişdir:

Təmiz Mikrobiologiya:

  • Mikrob Genetikası – Bakteriyalar, viruslar və göbələklər də daxil olmaqla mikroorqanizmlərin genetikasının öyrənilməsi mikrob genetikasının əsas diqqət mərkəzindədir. Onların böyümə sürətlərinin və nəsil dövrlərinin tədqiqi elm adamlarına mikroorqanizmin təkamülünü daha yaxşı başa düşməyə kömək edir.
  • İmmunologiya – Orqanizmin immun sisteminin öyrənilməsinə diqqət yetirmək immunologiyanın ixtisasıdır. Alimlər otoimmün xəstəliklər, transplantın rədd edilməsi və həssaslıq da daxil olmaqla, onun daxilində olan pozğunluqları müalicə etmək üçün immun sistemi üzərində araşdırma aparırlar.

Tətbiqi Mikrobiologiya:

  • Tibbi Mikrobiologiya – Tibbin tətbiqinə diqqət yetirən tibbi mikrobioloqlar yoluxucu xəstəliklərin diaqnozu, müalicəsi və qarşısının alınması. Bundan əlavə, bu elm adamları insanların ümumi sağlamlığını yaxşılaşdırmaq üçün mikrobları öyrənirlər.
  • Biotexnologiya – Canlı orqanizmlərdən məhsul ixtira etmək və ya istehsal etmək üçün istifadə üsullarını araşdırmaq biotexnoloqun ixtisasıdır. Genetik mühəndislikdən, hüceyrə və toxuma texnologiyalarından istifadə edərək, həkimlər xəstələri üçün müalicə üsullarını fərdiləşdirə bilərlər.

Taksonomiya:

  • Bakteriologiya – Bakteriyalardan dərman istehsalı ilə bağlı metodların tədqiqi bakteriologiyanın tədqiqidir.

UF magistr dərəcəsi proqramı həm təmiz, həm də tətbiqi mikrobiologiyanı əhatə edən kurslar təklif edir və bu sahəni hərtərəfli başa düşür. Bundan əlavə, proqramımız Tibb Kollecinin kurslarını özündə birləşdirir təmin edəcək tibbi mikrobiologiya və biokimyada konsentrasiya, sizə digər proqramlarla müqayisə olunmayan unikal təhsil təcrübəsi təklif edir. Biliklərinizi artıracaq digər kurslara aşağıdakılar daxildir:


İmmunizasiya, Antiseptiklər və Antibiotiklər

Mikrobları başa düşmək bizə immunizasiya, antiseptiklər və antibiotiklərdən istifadə edərək patogenlərlə mübarizə aparmaq imkanı verir.

Öyrənmə Məqsədləri

İmmunizasiyanı, antiseptikləri və antibiotikləri və onların insan patogenləri ilə mübarizədə necə istifadə edildiyini müqayisə edin

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • İmmunizasiya öz immun sistemimizin möhkəmləndirilməsidir, onu spesifik mikroblar tərəfindən gələcək potensial infeksiyalara qarşı hazırlayır.
  • Antiseptiklər geniş şəkildə bədənimizdə və ya ətrafımızdakı səthlərdə bizə zərər verə biləcək mikrobları yavaşlatmaq və ya öldürmək üçün istifadə edə biləcəyimiz maddələr kimi müəyyən edilir.
  • Antiseptiklər kimi antibiotiklər mikrobları yavaşlata və ya öldürə bilər. Bununla belə, antiseptiklərdən fərqli olaraq, antibiotiklər insan qan sistemində dövr edə bilər və mikrob infeksiyaları ilə mübarizə üçün istifadə edilə bilər.

Əsas Şərtlər

  • anafilaktik şok: Allergenə qarşı ağır və sürətli sistemik allergik reaksiya, nəfəs borusu daralır və nəfəs almağa mane olur.
  • immunogen: immun cavabı yaradan hər hansı bir maddə antigen

Təəccüblüdür ki, əksər mikroblar insanlara zərərli deyil. Əslində onlar bizim ətrafımızdadır və hətta bizim bir parçamızdır. Bununla belə, bəzi mikroblar bunlarla mübarizə aparmaq üçün insan patogenləridir, biz immunizasiya, antiseptiklər və antibiotiklərdən istifadə edirik.

İmmunizasiya, fərdin immun sisteminin bir agentə (immunogen kimi tanınır) qarşı gücləndirilməsi prosesidir.

Qrip İmmunizasiyası: Dəniz zabiti onu qripə qarşı immunizasiya edən burun spreyi özü tətbiq edir.

İmmunitet sistemi bədənə yad olan molekullara məruz qaldıqda, immunitet reaksiyasını təşkil edəcəkdir. O, həmçinin immunoloji yaddaş kimi tanınan eyni maddə ilə sonrakı qarşılaşmalara tez cavab vermək qabiliyyətini inkişaf etdirəcək. Buna görə də, bir insanı idarə olunan bir şəkildə immunogenə məruz qoyaraq, bədən özünü qorumağı öyrənə bilər: buna aktiv immunizasiya deyilir.

Xəstəliklərə səbəb olan mikroorqanizmlərə qarşı peyvəndlər orqanizmin immun sistemini hazırlaya bilər, beləliklə, infeksiya ilə mübarizə aparmağa və ya qarşısını almağa kömək edə bilər. İmmunizasiya ilə yaxşılaşdırılan immun sisteminin ən mühüm elementləri T hüceyrələri, B hüceyrələri və B hüceyrələrinin istehsal etdiyi antikorlardır. Yaddaş B hüceyrələri və yaddaş T hüceyrələri yad bir molekulla ikinci qarşılaşmaya tez cavab verməkdən məsuldur. Peyvəndlərin istifadəsi sayəsində bəzi infeksiyalar və xəstəliklər ABŞ-da və bütün dünyada demək olar ki, tamamilə məhv edilmişdir. Məsələn, 1979-cu ildə ABŞ-da poliomielit aradan qaldırıldı. Aktiv immunizasiya və peyvənd 20-ci Əsrdə Xalq Sağlamlığında On Böyük Nailiyyətlərdən biri adlandırıldı. ”

Bunun əksinə olaraq, in passiv immunizasiya zamanı immun sisteminin əvvəlcədən sintez edilmiş elementləri insan orqanizminə ötürülür ki, bu elementləri özünün istehsal etməsinə ehtiyac qalmır. Hal-hazırda antikorlar passiv immunizasiya üçün istifadə edilə bilər. Bu immunizasiya üsulu çox tez işləməyə başlayır, lakin qısamüddətlidir, çünki antikorlar təbii olaraq parçalanır və onlardan daha çoxunu istehsal edəcək B hüceyrələri yoxdursa, tamamilə yox olacaq. Passiv immunizasiya fizioloji olaraq, hamiləlik zamanı anadan dölə anticisimlər ötürüldükdə, dölün doğuşdan əvvəl və qısa müddət sonra qorunması üçün baş verir. Heyvan serumunun özünə qarşı toxunulmazlıq səbəbindən anafilaktik şok şansı yüksək olsa da, antikorlar heyvanlarda istehsal oluna bilər, buna ” serum terapiyası” deyilir. Beləliklə, insanlaşmış antikorlar istehsal olunur in vitro Hüceyrə mədəniyyəti varsa yerinə istifadə edilir.

Mikroblar haqqında anlayış mövcud olmamışdan əvvəl aparılan ilk araşdırmalarda çürümənin qarşısının alınmasına çox diqqət yetirilirdi. İrin və çürümənin inkişafının qarşısını almaq üçün müəyyən bir məhlula əlavə edilməli olan agentin miqdarını müəyyən etmək üçün prosedurlar aparıldı. Lakin mikrob nəzəriyyəsini başa düşmədiyimiz üçün bu üsul qeyri-dəqiq idi. Bu gün bir antiseptik müəyyən bir mikrobun təmiz mədəniyyətlərinə və ya onların vegetativ və spor formalarına təsiri ilə mühakimə olunur.

Antiseptiklər infeksiya, sepsis və ya çürümə ehtimalını azaltmaq üçün canlı toxumaya tətbiq olunan antimikrobiyal maddələrdir. Onların ilk məlum sistematik istifadəsi qədim ölülərin balyalanması praktikasında olmuşdur. Antiseptiklər ümumiyyətlə antibiotiklərdən sonuncunun limfa sistemi vasitəsilə bədəndəki bakteriyaları məhv etmək qabiliyyətinə görə və qeyri-canlı obyektlərdə olan mikroorqanizmləri məhv edən dezinfeksiyaedici maddələrdən fərqləndirilir. Bəzi antiseptiklər mikrobları məhv etməyə qadir (bakteriosid), digərləri isə bakteriostatikdir və yalnız bakteriyaların böyüməsinin qarşısını alır və ya qarşısını alır. Virus hissəciklərini məhv edən mikrobisidlərə virisidlər və ya antivirallar deyilir.

Antibiotik testi: Müxtəlif birləşmələrlə isladılmış disklər bakteriya çəmənliyinə qoyulur. Diskdəki birləşmə bakteriyaların böyüməsini öldürürsə və ya yavaşlatırsa, şəffaf mühitin "halo"su görünür.

Antibakterial, bakteriyaların böyüməsini öldürən və ya yavaşlatan bir birləşmə və ya maddədir. Bu termin tez-tez bu gün antibiotik termini ilə sinonim olaraq istifadə olunur, lakin müxtəlif yoluxucu xəstəliklərin törədiciləri haqqında artan biliklərlə "antibiotik" termini daha geniş spektrli antimikrobiyal birləşmələri, o cümlədən antifungal və digərləri ifadə etməyə başladı. birləşmələr.

“antibiotik” sözü ilk dəfə 1942-ci ildə Selman Waksman və onun əməkdaşları tərəfindən yüksək seyreltmədə digər mikroorqanizmlərin böyüməsinə antaqonist olan bir mikroorqanizm tərəfindən istehsal olunan hər hansı bir maddəni təsvir etmək üçün istifadə edilmişdir. Bu tərif bakteriyaları öldürən, lakin mikroorqanizmlər tərəfindən istehsal olunmayan maddələri (mədə şirələri və hidrogen peroksid kimi) istisna edirdi. O, həmçinin sulfanilamidlər kimi sintetik antibakterial birləşmələri də istisna edir. Bir çox antibakterial birləşmələr molekulyar çəkisi 2000 amu-dan az olan nisbətən kiçik molekullardır. Dərman kimyasındakı irəliləyişlərlə bugünkü antibakterialların əksəriyyəti müxtəlif təbii birləşmələrin yarı sintetik modifikasiyalarıdır.


Prokaryotlar VS Eukariotlar

Pre-nüvə kimi müəyyən edilir, prokaryotlar nüvə də daxil olmaqla, membran əsaslı orqanoidləri olmayan hüceyrələrdir.

Əsasən bakteriya kimi tanınan iki prokaryotik krallıq mövcuddur: Monera və ya Bakteriyalar və Arxeya.

Quruluş baxımından sadə görünən və eukariot və protist orqanizmlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənən bir çox elm adamı prokaryotik hüceyrələrin Yer kürəsində birincilər arasında olduğuna və bütün digər orqanizmlərdən çox yaxşı sağ qala biləcəyinə inanır.

Hüceyrə nəzəriyyəsi

Prokaryotlar, bir neçə istisna olmaqla, birhüceyrəli orqanizmlərdir, bir çox bakteriya koloniyalarda yaşayır, ilk baxışdan onları daha böyük göstərir, lakin ayrı-ayrı hüceyrələr mikroskop altında görünür.

Bu hüceyrələrdə membran əsaslı orqanoidlər yoxdur, lakin hüceyrə nəzəriyyəsinin əsasları hələ də tətbiq olunur.

Əvvəlcə alman alimləri Matthias Schleiden və Theodor Schwann tərəfindən təklif edilən və daha sonra Rudolf Virchow tərəfindən düzəliş edilən dörd əsas qayda eukaryotik, prokaryotik və protist hüceyrələrə aiddir:

  • Həyatı mümkün edən bütün funksiyalar hüceyrələrin hüdudları daxilində baş verir
  • Bütün hüceyrələr hüceyrə funksiyalarını tənzimləmək və çoxalmaq, bu genetik məlumatı yeni hüceyrələrə ötürmək üçün lazım olan genetik materiala malikdirlər.

Alimlər qabaqcıl mikroskopiya alətlərinin yaranması ilə hüceyrə nəzəriyyəsini genişləndirmiş və təkmilləşdirmişlər, lakin bu əsas qaydalar hələ də hamısı hüceyrələr.

Prokaryotlar eukariotlara qarşı – Oxşarlıqlar?

Bütün hüceyrələr yaşamaq üçün enerji tələb edir və həyatı davam etdirmək üçün kimyəvi proseslərdən keçir.

Biyokimyəvi proseslər tez-tez hüceyrə funksiyaları üçün karbohidratların, zülalların, lipidlərin və nuklein turşularının istifadəsini əhatə edir, məsələn:

  • Qida alınması
  • Yeməyin istifadə edilə bilən enerjiyə çevrilməsi
  • Hüceyrə böyüməsi
  • Hüceyrə replikasiyası

Həyat üçün vacib olan elementar proseslər - enerjinin alınması, çoxalma - quruluş və vasitələr fərqindən asılı olmayaraq prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrdə oxşardır.

Prokaryotlar Eukaryotlara qarşı – Fərqlər

Eukariotlar, eləcə də protistlər, eukariotlara bənzər bitki, heyvan və göbələklərdən ibarət müxtəlif qrup, sırf eukaryotik olaraq təyin olunan bir və ya bir neçə xüsusiyyətə malik olmayan, quruluşca prokaryotlardan çox fərqlənir.

Ən əhəmiyyətlisi prokaryotik hüceyrələrdə nüvənin olmaması, eləcə də bütün eukaryotik hüceyrələrdə olan membran əsaslı orqanoidlərin olmamasıdır.

Hər ikisinin DNT-si var, lakin eukaryot-DNT xətti quruluşda histon və xromosomları ehtiva edir.

Mitoxondriya (və ya bitki ekvivalenti olan xloroplastlar) eukariotlarda mövcud olan bir çox membrana bağlı orqanellələrdən biridir, həmçinin:

Bundan əlavə, eukaryotlar bir və ya çoxhüceyrəli, heterotrof və ya avtotrof ola bilsə də, prokaryotlar heterotrof bir hüceyrəli orqanizmlərdir.

Prokaryotik hüceyrə

İki ilə beş mikrometr (um) arasında dəyişən tipik prokaryotik hüceyrə quruluşuna aşağıdakılar daxildir:

  • Hüceyrə divarı – hüceyrənin formasını qram-müsbət və qram-mənfi olmaqla iki növ verir
    – Hüceyrənin xarici təbəqəsini əhatə edən tük kimi çıxıntılar bakteriyaların səthlərə yapışmasına və ya digər hüceyrələrə yapışmasına imkan verir.
  • Kapsül – hüceyrə divarının qalın örtüyü, faqositozdan, kimyəvi maddələrdən və dehidrasiyadan qoruyur, yapışqan təbiəti onun qram-müsbət bakteriyalarda və mavi-yaşıl yosunlarda olan digər hüceyrələrə yapışmasına imkan verir.
    – Hüceyrə divarına yapışmış, adətən “qamçı kimi” adlandırılan prokaryotların əksəriyyəti daimi hərəkətdədir və yalnız irəli və geri hərəkət edə bilir.
  • Plazma membranı – mahiyyətcə hüceyrəni ehtiva edən nazik, çevik asimmetrik “kisə” hüceyrəyə daxil olan və ya ondan çıxan qidalar və qazlar kimi sitoplazmanı da saxlayan hər hansı bir şey üçün keçid kimi xidmət edir.
    - təyinat baxımından müqayisə edilə bilər, çünki membrana bağlanmış orqanoidlərə bənzər funksiyaları yerinə yetirən fermentlər ehtiva edir və maddələr mübadiləsini həyata keçirir, sitoplazmada heç bir şeyin membran və ya yaxşı müəyyən edilmiş bölmələr vasitəsilə ayrılmadığını qeyd etmək lazımdır, maddələr asılır. yarı maye gel
  • Nukleoid və ya Nüvə bədəni – DNT zəncirinin yerləşdiyi sitoplazmanın sahəsi
    – digər hüceyrələrə ötürülə bilən kiçik DNT halqaları antibiyotik müqaviməti prokariotların digər prokariot hüceyrələrlə məlumat paylaşmasının əsas nümunəsidir və hüceyrələrə sağ qalmağı təmin edən düzəlişlər etməyə imkan verir.
    - RNT və zülalın birləşməsi, prokaryotik ribosomların funksiyası geniş şəkildə bakteriyalardan asılıdır

Prokaryotlar iki Krallıqdan ibarətdir: Monera və ya Bakteriyalar (bəzən eubakteriyalar adlanır), bura fotosintez etmək qabiliyyəti ilə tanınan siyanobakteriyalar və Arxeya (arxebakteriyalar) daxildir.

Ən ağır ekoloji şəraitə tab gətirmək qabiliyyətinə malik olan elm, sonuncunun planetdəki ən qədim hüceyrələri/orqanizmləri ehtiva etdiyinə inanır və bəzən onu “qədim bakteriyalar” adlandırır.

Mikrobiologiya

Prokaryotik hüceyrələrin tədqiqi bakteriyaların öyrənilməsini əhatə edir - iki mikron qədər kiçik ola bilən və mürəkkəb mikroskop altında nöqtələrə bənzəyən tək hüceyrələr.

Bakteriyalar bir çox səbəbə görə maraqlı mövzulardır:

· Məqsəd diapazonu – çoxlu “yaxşı” bakteriyalar olmasaydı, bir çox növ, o cümlədən insanlar mövcud ola bilməzdi

· Hər yerdə rast gəlinir – bakteriyalar yalnız xəstəlik törətməklə məhdudlaşmır, məsələn:

  • Həzmə kömək etmək üçün insan bağırsaqlarını düzləndirin
  • Rudiment heyvanların həzm prosesinə kömək edir
  • Tullantıların parçalanmasına kömək edin

· Uyğunlaşma – bəzi bakteriyalar fərqli və ya “sərt” mühitə yerləşdirildikdə onların sağ qalmasına imkan verən endosporlar yaradır.

· Digər hüceyrələri öldürəcək şəraitdə yaşaya bilir – məsələn, bəziləri olduqca isti və ya soyuq temperaturda, qazlı mühitlərdə və ya sıx yüksək və ya aşağı Ph olan yerlərdə yaşayırlar.

· Funksiya – Hüceyrə quruluşu sadə görünsə də, xüsusilə eukariotlarla müqayisədə, birhüceyrəli bakteriyalar və arxeya orqanizmləri təkcə yaşamaq üçün mürəkkəb funksiyaları yerinə yetirmir, həm də məlum olan ən qədim hüceyrələrdir.

· Kolonizasiya – bir çox bakteriya koloniyalarda böyüyür, lakin hər hüceyrə öz muxtariyyətini saxlayır

· Reproduksiya – hüceyrələr genetik məlumatı ikili parçalanma hüceyrələri adlanan bir proses vasitəsilə ötürərək dublikat DNT yaradır və bölünür

Bakteriyaların müəyyən edilməsi

Prokaryotlar forma, davranış, ölçü, böyümə və ləkə kimi xüsusiyyətlərə görə təsnif edilir.

Bakteriyalar formasına görə üç sinfə ayrılır: kokklar, basillər və spirillalar. Morfologiya ilə müəyyən edilsə də, onlar eyni təsnifata daxil olmaya bilər – yeganə ümumilik forma ola bilər.

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bakteriyaların böyüklüyünə görə, hüceyrənin daxili strukturlarını görmək üçün daha güclü böyütmə imkanı verən elektron mikroskoplar kimi işıq mikroskopları altında formalar görünən yeganə cəhətdir.

  • Kokklar yuvarlaq, yastı kürələr şəklində təsvir edilir və tək hüceyrələr, cütlər, zəncirlər, tetradlar (4 hüceyrə), çoxluqlar və ya kublar (8 hüceyrə) şəklində müşahidə edilə bilər
  • Bəzən silindrik olaraq adlandırılan və çöp kimi adlandırılan çubuqlar daha sadə koklardan fərqli olaraq tək, cüt və zəncir şəklində mövcuddur, zəncirlərin uzunluğunun tanınmaya heç bir təsiri yoxdur, spiral forması ilə tanınan dirsək-makaroni, burulma və ya bükülmə kimi bir əyri şəklində görünə bilər. orijinal spirallər

Bakteriyaların davranış tərzi identifikasiya atributlarında da vacibdir:

  • Mədəniyyətin isti və ya soyuq bir mühitdə böyüməsi
  • Hüceyrələrin koloniya olub-olmaması
  • DNT testləri
  • Müxtəlif filtrlərə, kimyəvi maddələrə, elementlərə, qazlara və ya vəziyyətlərə məruz qaldıqda hüceyrə davranışı (yəni, susuzlaşdırma, Ph dəyişməsi)
  • Böyümə (yəni zaman keçdikcə Petri qabında nümunəni müşahidə etmək, ola bilsin ki, xarici şərtləri dəyişdirmək)

Bundan əlavə, bakteriyalar qram-müsbət və qram-mənfi olaraq ayrılır, bir ləkənin istifadəsi ilə bir-birindən asanlıqla fərqlənir.

Xülasə

Prokaryot hüceyrələri mikrobiologiya və mikroskopiya ilə maraqlanan şəxslər üçün xüsusilə maraqlıdır.

Mürəkkəb mikroskop altında formaları ayırd etmək mümkün olsa da, hüceyrənin daxili detallarını müşahidə etmək üçün güclü elektron mikroskoplar tələb olunur. Monera və Arxeya Krallığına ayrılmış, prokaryotlar əsasən bakteriya hüceyrələrindən ibarətdir.

Ölçüsü 2-5 um arasında dəyişən bu təsirli birhüceyrəli orqanizmlər milyonlarla ildir ki, xəstəliklər nəticəsində bədnam olub, əksər eukaryotik orqanizmlər "yaxşı" bakteriyalar olmadan, o cümlədən insanlar olmadan mövcud ola bilməzdilər.

Tədqiqatçılar mikroskopiyadan istifadə edərək, onların uyğunlaşma və sağ qalma qabiliyyətlərini, insan orqanizminə necə kömək etdiklərini və yer üzünü yaxşılaşdırmaq üçün onlardan necə istifadə edəcəklərini anlamağa çalışırlar.

Eukaryotlar, Hüceyrə Bölünməsi və Hüceyrə Fərqliliyi və Birhüceyrəli Orqanizmlər haqqında daha çox oxumaq - Bakteriyalar, Göbələklər, Yosunlar və Arxeya haqqında daha çox müzakirə etmək.


Prokaryotlar

Prokaryotlar Bakteriyalar və Achaea haqqında hərtərəfli, çoxmüəllifli, ekspert tərəfindən nəzərdən keçirilmiş istinad işidir. Prokaryotların bu dördüncü nəşri fəsilləri ayırmaq üçün ailə səviyyəsindən istifadə edərək bütün taksonomik müxtəlifliyi əhatə etmək üçün təşkil edilmişdir.

Digər resurslardan fərqli olaraq, bu yeni Springer məhsulu təkcə taksonomiyanı deyil, həm də geniş kontekstdə taksonların prokaryotik biologiyasını və texnologiyasını ehtiva edir. Texnoloji aspektlər prokaryotların proseslərdə və məhsullarda, o cümlədən bionəzarət agentləri və genetik alətlər kimi faydalılığını vurğulayır.

Genişləndirilmiş dördüncü nəşrin məzmunu iki hissəyə bölünür: 1-ci hissədə molekulyar, tətbiqi və ümumi prokaryot biologiyasında ən vacib ümumi anlayışlarla məşğul olan icmal fəsilləri var. 2-ci hissə xüsusi taksonomik qrupların məlum xassələrini təsvir edir.

1-ci hissəyə iki tamamilə yeni bölmə əlavə edildi: bakterial icmalar və insan bakteriologiyası. Bakteriya icmaları bölməsi bakteriyaların təmiz kulturaları üzərində aparılan tədqiqatların iki əsas səbəbə görə mikrob dünyasının natamam mənzərəsinə səbəb olduğunun artan dərkini əks etdirir: torpaqda, suda və bioloji toxumalarla əlaqəli bakteriyaların böyük əksəriyyəti hazırda yetişdirilə bilməz və mikrob ekologiyasını başa düşmək üçün müxtəlif bakteriya növlərinin təbii mühitdə bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olması haqqında bilik tələb olunur. İnsan mikrobiologiyasına dair yeni bölmə sağlam insanlarla əlaqəli bakteriyalardan və bakterial patogenezdən bəhs edir. Bakteriyaların yaratdığı əsas insan xəstəliklərinin hər biri, patogenlərin klassik kliniki və kultivasiya olunmayan üsullarla müəyyən edilməsindən tutmuş xəstəlik prosesinin biokimyəvi mexanizmlərinə qədər nəzərdən keçirilir.

Prokaryotların 4-cü nəşri prokariotların biologiyasına dair ən dolğun mənbədir.

Aşağıdakı cildlər 4-cü nəşrdə ardıcıl olaraq nəşr olunur:

Prokaryotik Biologiya və Simbiotik Birliklər

Prokaryotik İcmalar və Ekofiziologiya

Prokaryotik fiziologiya və biokimya

Tətbiqi Bakteriologiya və Biotexnologiya

Alphaproteobacteria və Betaproteobacteria

Deltaproteobakteriyalar və Epsilonproteobakteriyalar

Bakteriyaların və Arxeylərin digər əsas nəsilləri

Eugene Rosenberg, Tel Aviv Universitetinin Mikrobiologiya professoru, İsrail Edvard F. DeLong, İnşaat və Ətraf Mühit Mühəndisliyi Departamentinin professoru və Bioloji Mühəndislik Departamenti, Massaçusets Texnologiya İnstitutu, Kembric, MA, ABŞ Fabiano Tompson, Səhiyyə Elmləri Mərkəzinin professoru , Rio de Janeyro Federal Universiteti, Braziliya Stiven Lori, Harvard Tibb Məktəbinin Mikrobiologiya və Molekulyar Genetika kafedrasının professoru, Boston, MA, ABŞ Erko Stackebrandt, Alman Mikroorqanizmlər və Hüceyrə Mədəniyyətləri Kolleksiyasının direktoru, Braunşveyq, Almaniya


ISME Journal mikrob ekologiyasının müxtəlif və inteqrasiya olunmuş sahələrini, o cümlədən bakteriya, arxeya, mikrob eukariotları və virusları əhatə edən mikrob həyatının genişliyini əhatə etməyə çalışır. Geniş bioloji maraq və təsirə malik töhfələr xüsusilə təşviq edilir.

Microbiome-un əsas məqsədi ətraf mühit, kənd təsərrüfatı və biotibbi arenalarda mikrobiom tədqiqatları aparan tədqiqatçıları birləşdirməkdir. Mikrobioloji tədqiqatlar, bioinformatika, metaomika yanaşmaları və icma/ev sahibi qarşılıqlı əlaqə modelləşdirilməsi kimi mikrob icmalarının öyrənilməsinə geniş müraciət edən mövzular nəşr üçün nəzərdən keçiriləcək.


İçindəkilər

Uzunluq Redaktəsi

5′ UTR transkripsiyanın başlanğıc yerində başlayır və kodlaşdırma bölgəsinin başlanğıc ardıcıllığından (adətən AUG) əvvəl bir nukleotid (nt) bitir. Prokaryotlarda 5′ UTR uzunluğu 3-10 nukleotid, eukariotlarda isə 100-dən bir neçə min nukleotid uzunluğunda olur. [3] Məsələn, ste11 transkript Schizosaccharomyces pombe 2273 nukleotid 5′ UTR var [4] isə lak operon daxil Escherichia coli 5′ UTR-də yalnız yeddi nukleotid var. [5] Fərqli ölçülər, çox güman ki, 5′ UTR-nin malik olduğu eukaryotik tənzimləmənin mürəkkəbliyi və tərcüməyə başlamaq üçün formalaşmalı olan daha böyük başlanğıc kompleksi ilə əlaqədardır.

5′ UTR də tamamilə itkin ola bilər lidersiz mRNA-lar. Həyatın hər üç sahəsinin ribosomları belə mRNT-ləri qəbul edir və tərcümə edir. [6] Belə ardıcıllıq təbii olaraq həyatın hər üç sahəsində rast gəlinir. İnsanlarda 2-3 nukleotid lideri altında təzyiqlə əlaqəli bir çox gen var. Məməlilərdə TISU ardıcıllığı kimi digər ultra-qısa liderlər də var. [7]

Elementlərin redaktəsi

Eukaryotik və prokaryotik 5′ UTR elementləri çox fərqlidir. Prokaryotik 5′ UTR, adətən başlanğıc kodonundan 3-10 əsas cüt yuxarıda olan Shine-Dalgarno ardıcıllığı (AGGAGGU) kimi də tanınan ribosom bağlama sahəsini (RBS) ehtiva edir. [5] Bunun əksinə olaraq, eukaryotik 5′ UTR başlanğıc kodonu ehtiva edən Kozak konsensus ardıcıllığını (ACCAUGG) ehtiva edir. [5] Eukaryotik 5′ UTR də ehtiva edir cis-tərcümənin tənzimlənməsinə böyük təsir göstərən yuxarı axın açıq oxu çərçivələri (uORFs) və yuxarı axın AUGs (uAUGs) və sonlanma kodonları adlanan fəaliyyət göstərən tənzimləyici elementlər (aşağıya bax). Prokaryotlardan fərqli olaraq, 5′ UTR eukariotlarda intronları saxlaya bilir. İnsanlarda,

Bütün genlərin 35%-i 5′ UTR daxilində intronlar saxlayır. [8]

İkinci dərəcəli struktur Redaktə edin

5′ UTR yüksək GC tərkibinə malik olduğundan, onun daxilində tez-tez ikinci dərəcəli strukturlar yaranır. Saç sancaqları 5′ UTR daxilində yerləşdirilə bilən ikinci dərəcəli strukturlardan biridir. Bu ikinci dərəcəli strukturlar tərcümənin tənzimlənməsinə də təsir göstərir. [9]

Prokaryotlar Edit

Bakteriyalarda tərcümənin başlanğıcı IF-3 30S ribosomal alt bölməsi ilə birlikdə 5′ UTR-nin Shine-Dalgarno (SD) ardıcıllığına bağlandıqda baş verir. [5] Bu, daha sonra tərcümənin başlamasına imkan verən 50S ribosomal subunit kimi bir çox digər zülalları işə götürür. Bu addımların hər biri tərcümənin başlanmasını tənzimləyir.

Arxeyada inisiasiya daha az başa düşülür. SD ardıcıllıqları daha nadirdir və başlanğıc faktorları eukaryotik olanlarla daha çox ortaqdır. Bakterial IF3-ün homoloqu yoxdur. [10] Bəzi mRNA-lar lidersizdir. [11]

Hər iki sahədə Shine-Dalgarno ardıcıllığı olmayan genlər də daha az başa düşülən şəkildə tərcümə olunur. Tələb başlanğıc kodonun yaxınlığında ikinci dərəcəli quruluşun olmaması kimi görünür. [12]

Eukaryotes Redaktə

Başlanğıcdan əvvəl kompleks tənzimləmə Edit

Eukariotlarda tərcümənin tənzimlənməsi prokaryotlara nisbətən daha mürəkkəbdir. Əvvəlcə eIF4F kompleksi 5′ qapağına yığılır, bu da öz növbəsində ribosom kompleksini 5′ UTR-ə cəlb edir. Həm eIF4E, həm də eIF4G 5′ UTR-ni bağlayır ki, bu da tərcümənin baş vermə sürətini məhdudlaşdırır. Bununla belə, bu, 5′ UTR-ni əhatə edən tərcümənin yeganə tənzimləyici addımı deyil.

RNT-ni bağlayan zülallar bəzən başlanğıcdan əvvəl kompleksin əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Buna misal olaraq tənzimləməni göstərmək olar msl2 gen. SXL zülalı ilkin transkriptin 5′ UTR seqmentində yerləşən intron seqmentinə yapışır ki, bu da emaldan sonra intronun daxil olmasına gətirib çıxarır. [13] Bu ardıcıllıq həm 5′ həm də 3′ UTR ilə eyni vaxtda bağlanan zülalların cəlb edilməsinə imkan verir, tərcümə zülallarının yığılmasına imkan vermir. Bununla birlikdə, SXL-in poli(A) quyruğu və ya daha çox 3′ UTR olmayan RNT-lərin tərcüməsini də basdıra biləcəyi də qeyd edilmişdir.

Qapalı dövrə tənzimlənməsi Redaktə edin

Tərcümənin digər mühüm tənzimləyicisi 3′ UTR və 5′ UTR arasındakı qarşılıqlı əlaqədir.

Qapalı dövrə quruluşu tərcüməni maneə törədir. Bu da müşahidə olunub Xenopus laevis, burada 5′ qapağına bağlanan eIF4E, 3′ UTR-də CPEB-ə bağlı Maskinlə qarşılıqlı əlaqədə olur və tərcümə cəhətdən qeyri-aktiv transkriptlər yaradır. Bu translyasiya inhibisyonu CPEB fosforilləşdikdən sonra qaldırılır, Maskin bağlanma yerini dəyişdirərək, PABP vasitəsilə tərcümə mexanizmini işə sala bilən PolyA quyruğunun polimerləşməsinə imkan verir. [14] Bununla belə, qeyd etmək lazımdır ki, bu mexanizm çox ciddi araşdırmalara məruz qalmışdır. [15]

Ferritin tənzimlənməsi Edit

Hüceyrələrdə dəmir səviyyəsi dəmirin saxlanması və metabolizmində iştirak edən bir çox zülalın tərcüməsi ilə tənzimlənir. 5′ UTR, dəmir tənzimləyici zülallar (IRP1 və IRP2) tərəfindən tanınan bir saç tıxacının ikincil strukturunu (dəmir cavab elementi və ya IRE kimi tanınır) yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Dəmirin aşağı səviyyələrində, IRP1 və IRP2-nin İRE-yə bağlanmasının sterik maneəsi nəticəsində hədəf mRNT-nin ORF-si bloklanır. Dəmir yüksək olduqda, iki dəmir tənzimləyici zülal güclü bir şəkildə bağlanmır və dəmir konsentrasiyasının idarə edilməsində rolu olan zülalların ifadə edilməsinə imkan verir. Bu funksiya, amiloid prekursor zülalının mRNT-nin 5′ UTR-də tapılan İRE-yə tək nukleotidli polimorfizmə görə çevrilməsinin pozula biləcəyi və Alzheimer xəstəliyinin kortəbii artım riskinə səbəb ola biləcəyi aşkar edildikdən sonra müəyyən maraq qazandı. [16]

UORFs və yenidən başlatma Edit

Eukariotlarda tərcümə tənzimlənməsinin başqa bir forması 5′ UTR-də yuxarı axın açıq oxu çərçivələri (uORF) adlanan unikal elementlərdən gəlir. Bu elementlər kifayət qədər yaygındır və bütün insan genlərinin 35-49%-də rast gəlinir. [17] uORF kodlaşdırma ardıcıllığının başlanğıc sahəsinin yuxarı hissəsində yerləşən 5′ UTR-də yerləşən kodlaşdırma ardıcıllığıdır. Bu uORF-lərdə yuxarı axın AUG (uAUG) kimi tanınan öz başlanğıc kodonu var. Bu kodon ribosomlar tərəfindən skan edilə bilər və sonra məhsul yaratmaq üçün tərcümə edilə bilər, [18] bu, eyni transkriptdə mövcud ola bilən əsas protein kodlaşdırma ardıcıllığının və ya digər uORF-lərin tərcüməsini tənzimləyə bilər.

UORF ardıcıllığı tərcümə edildikdən sonra zülalın əsas ORF daxilində tərcüməsi yenidən başlama kimi tanınır. [19] Yenidən başlama prosesinin ORF zülalının tərcüməsini azaltdığı məlumdur. Protein tənzimlənməsinə nəzarət əsas ORF-də uORF ilə birinci kodon arasındakı məsafə ilə müəyyən edilir. [19] UORF-nin uAUG ilə əsas ORF-nin başlanğıc kodonu arasındakı daha uzun məsafə ilə reinitiasiyanı artırdığı aşkar edilmişdir ki, bu da ribosomun əsas zülalın tərcüməsini həyata keçirməmişdən əvvəl tərcümə faktorlarını yenidən əldə etməli olduğunu göstərir. [19] Məsələn, ATF4 tənzimləmə, müvafiq olaraq üç amin turşusu və əlli doqquz amin turşusu olan uORF1 və uORF2 adlı iki uORF tərəfindən həyata keçirilir. uORF2-nin yeri ilə üst-üstə düşür ATF4 ORF. Normal şəraitdə uORF1 tərcümə edilir və sonra uORF2-nin tərcüməsi yalnız eIF2-TC yenidən əldə edildikdən sonra baş verir. Translation of the uORF2 requires that the ribosomes pass by the ATF4 ORF, whose start codon is located within uORF2. This leads to its repression. However, during stress conditions, the 40S ribosome will bypass uORF2 because of a decrease in concentration of eIF2-TC, which means the ribosome does not acquire one in time to translate uORF2. Instead, ATF4 is translated. [19]

Other mechanisms Edit

In addition to reinitiation, uORFs contribute to translation initiation based on:

  • The nucleotides of an uORF may code for a codon that leads to a highly structured mRNA, causing the ribosome to stall. [19]
  • cis- and trans- regulation on translation of the main protein coding sequence. [19]
  • Interactions with IRES sites. [19]

Internal ribosome entry sites and viruses Edit

Viral (as well as some eukaryotic) 5′ UTRs contain internal ribosome entry sites, which is a cap-independent method of translational activation. Instead of building up a complex at the 5′ cap, the IRES allows for direct binding of the ribosomal complexes to the transcript to begin translation. [20] The IRES enables the viral transcript to translate more efficiently due to the lack of needing a preinitation complex, allowing the virus to replicate quickly. [5]

Msl-2 transcript Edit

Transkripsiyası msl-2 transcript is regulated by multiple binding sites for fly Sxl at the 5′ UTR. [1] In particular, these poly-uracil sites are located close to a small intron that is spliced in males, but kept in females through splicing inhibition. This splicing inhibition is maintained by Sxl. [1] When present, Sxl will repress the translation of msl2 by increasing translation of a start codon located in a uORF in the 5′ UTR (see above for more information on uORFs). Also, Sxl outcompetes TIA-1 to a poly(U) region and prevents snRNP (a step in alternative splicing) recruitment to the 5′ splice site. [1]


5: The Eukaryotes of Microbiology - Biology

Produced by Jim Deacon
Institute of Cell and Molecular Biology, The University of Edinburgh


This site was developed as a resource to support my teaching. All material is copyright of the author or other contributors BUT CAN BE USED FREELY FOR NON-PROFIT EDUCATIONAL PURPOSES. An acknowledgement would be appreciated.

I welcome comments and suggestions at: [email protected]

DISCLAIMER. The information in these pages is believed to be accurate, but the author provides no warranty to this effect and will not be liable for the consequence(s) of any reliance placed on the information.


TO ENTER THIS SITE:

GO TO THE MICROBIAL WORLD (introduction to microorganisms, their activities and evolutionary relationships, including THE TREE OF LIFE )

OR: click on keywords on the globe >>

This is a clickable şəkil

Microorganisms are everywhere - a largely unseen world of activities that helped to create the biosphere and that continue to support the life processes on earth. So, Welcome to the Microbial World. In fact, you are part of it!

Of all the cells that make up the normal, healthy human body, more than 99 per cent are the cells of microorganisms living on the skin or in the gut, etc. This normal resident microbial population includes potential pathogens as well as organisms that help to keep the potential pathogens in check (see Yeasts and yeast-like fungi ).

Here are a few more examples of the impact of microorganisms.

  • Look at the scene below - part of the Lower Sonoran desert of Arizona. Every one of these plants depends on microorganisms. Microbes play a vital role in creating desert soils (see Cyanobacteria ). All of these plants have mycorrhizal fungi in their roots, serving for mineral nutrient uptake and probably also for water uptake (see Mycorrhizas ). The large feather-like bush (paloverde) to the right of the giant saguaro cactus is a member of the Leguminosae, with nitrogen-fixing Rhizobium in its root nodules (see Nitrogen fixation ). These plants, in turn, create the environment for desert animals - the kangaroo rat, cactus wren, Harris' hawk, Gila woodpecker, coyote, etc. [If you want to know more about desert environments and desert organisms, visit our Desert Ecology website ]

The main plants seen here are: the giant saguaro cactus (Karnegiya nəhəngi, about 6 metres tall), various species of Opuntia (large jointed pads of the prickly pear to the left and right of the saguaro, teddy bear cholla in the foreground, the purple coloured pencil cholla to the left of the saguaro), bursage (Ambrosia deltoidea) in much of the foreground, and paloverde (Parkinsonia), the green-stemmed tree to the right of the saguaro. [Image supplied by Sharon von Broembsen, Oklahoma State University]

  • Microorganisms (including viruses) have major impact on human health (for example, see Airborne microbes Proteus ) və crop yields (for example, Biotrophs Vascular wilts ). But microorganisms also can be exploited to control disease, through production of antibiotics (see Penicillin ) or by acting as biological control agents (for example, see Heterobasidion Pythium oligandrum Aqrobakteriya ).
  • Microorganisms are a major source of useful products, including pharmaceuticals (e.g. cyclosporins from fungi are used as immunosuppressants in transplant surgery), food supplements (see Xanthan ), and insecticidal compounds (görmək Bacillus thuringiensis ).
  • Microorganisms have key environmental roles in regulating the populations of pest organisms (see Biological control , Catenaria ), in the cycling of mineral nutrients (see Winogradsky column Lichens ) and in decomposition of organic matter, including wood decay (see Armillaria mellea ) and the processing of human wastes (for example, Thermophilic microorganisms ). It is estimated that one-third of all the "fixed" nitrogen that supports plant (and therefore animal) growth on earth (nitrogen in the form of nitrates, ammonium compounds and amino acids, etc.) is lost to the atmosphere each year as a result of denitrifikasiya by microbial activities. But a similar amount of atmospheric nitrogen gas (N2) is fixed into plant-available forms each year by the many types of nitrogen-fixing bacteria . If these estimates are anywhere near correct, then microbes really do keep our world turning.

Our list could go on, but we end this section by noting the astonishing diversity of physiology and metabolism that enables microbes to grow in every environment that will support life on earth.

  • We find fungi in environments too dry to support any other life form.
  • We find arxeya (see below) - growing at temperatures over 100 o C.
  • Other archaea grow only in highly saline environments, where nothing else will grow.
  • Some bacteria - the kemoavtotroflar - grow in the simplest of all life-supporting conditions: they gain their energy by oxidising hydrogen or other inorganic substances, their nitrogen by fixing N2 gas, and all their carbon requirements from CO2.

Here we consider microorganisms in geological time - how they evolved and diversified, and how they created the world that we know today. We also see the place of microorganisms in the scheme of life as a whole, based on gene sequencing to analyse the relatedness of organisms.

An approximate history of life on earth is shown in the table below, based on information in Encyclopaedia Britannica (1986). There may be more up-to-date information, but the major points would still apply.

The evidence is fragmentary, and is obtained from three major sources:

  • the fossil record, consisting of the preserved remains of organisms themselves (of limited value for microorganisms)
  • geological deposits that are believed to result from biological activities
  • changes in the oxidation states of sediments (e.g. banded iron formation) indicating the progressive development of an oxygenic atmosphere.

Millions of years before present

Geological / fossil record

[abstracted from Encyclopaedia Britannica, 1986]

  1. There has been life on earth for much of the planet's history. It is difficult to say when life first evolved or arrived here, but microbial life has been present for at least 3,500 million years, and the earth itself was only formed about 4,600 million years ago, after which its surface would need to have cooled to physiological temperatures.
  2. The early organisms would have been anaerobes. There is no primary source of oxygen on the earth, and any oxygen formed in the photodissociation of water by UV rays (with escape of hydrogen from the earth's gravitational field) would have combined rapidly with reduced substances. The early organisms would havebeen heterotrophs, using the accumulated organic matter formed by photochemical reactions. In the absence of oxygen and microbes, organic compounds would have persisted wherever they were sheltered from irradiation.
  3. Organisms resembling today's cyanobacteria probably existed about 2,800 million years ago. These organisms perform oxygen-evolving photosynthesis, like the green plants of today. But any oxygen that they produced would combine rapidly with chemically reduced substances in rocks and waters, so free oxygen would not accumulate in the atmosphere. These cyanobacteria almost certainly were preceded by organisms that performed anaerobic (non-oxygen-evolving) photosynthesis, like today's purple and green sulphur bacteria (see Winogradsky column ).
  4. Eukaryotic organisms - those with a nucleus and with much larger cells than the bacteria or cyanobacteria - are found in rocks from about 1,400 million years ago, and perhaps occurred as early as 2,000 million years ago. It is assumed that they developed in an oxygenic atmosphere.
  5. From about 650 million years ago we find the first evidence of primitive multicellular organisms, and from about 400 million years we see the development of primitive land plants.
  6. There is strong evidence that fungi were associated with these primitive land plants, giving rise to the mycorrhizal associations typical of much of the world's vegetation today (see Mycorrhizas ).

Biologists have always striven to find a universal "tree of life" - a tree that reflects the natural, evolutionary relationships of living organisms and that, hopefully, extends back to the very origins of life.

Prokaryotes and eukaryotes

An important step along the path was the recognition that living organisms can be separated into two basic types: those with cells that contain a nucleus (the eukaryotes) and those that lack a nucleus (prokaryotes). Essentially, all the multicellular life forms are eukaryotes (with larger cells, containing organelles and a relatively large genome distributed between several chromosomes) whereas all bacteria and bacterium-like organisms are prokaryotes (with small cells, no internal membrane-bound organelles and a single circular chromosome). The geological record shows that organisms resembling today's prokaryotes have existed on earth for probably 3,500 million years, whereas eukaryotes have existed for perhaps only 1,500-2,000 million years.

In recent years biologists have tended to recognise five Krallıqlar of organisms: the Monera (bacteria and bacterium-like organisms) representing prokaryotes, and plants, animals, fungiprotistlər (mainly unicellular nucleate organisms) representing eukaryotes.

The Five Kingdom approach is attractive in its simplicity, but has significant problems. One of these concerns the protists - a wide range of disparate organisms such as amoebae, slime moulds, ciliates, algae, etc. that are grouped together as a kingdom with little justification. Another problem stems from the recognition in the 1980s that some bacterium-like organisms (first given the name archaebacteria, and now called archaea) are so different from the true bacteria that they can be separated as a group. They are prokaryotes, and they look like bacteria, but in terms of cellular biochemistry and genetics the archaea differ from both eukaryotes and bacteria (see below).

DNA sequencing has provided a new approach for studying evolutionary relationships, since:

1. all organisms have a genome,

2 . the genes that code for vital cellular functions are conserved to a remarkable degree through evolutionary time,

3. even these genes accumulate random changes with time (usually in the regions that are not vital for function). In this respect the gene changes are rather like the scars on a boxer's face - a record of the accumulated impact of time.

So, by comparing the genes that code for vital functions of all living organisms, it should be possible to assess the relatedness of different organisms. The gene most commonly used for this codes for the RNA in the small subunit (SSU) of the ribosome. [Ribosomes are the structures on which proteins are synthesised]. Some regions of this SSU rRNA (also termed 16S rRNA) are highly conserved in all organisms, whereas other regions are more variable.

By comparing the DNA sequences for 16S rRNA, Woese and his colleagues constructed a proposed universal phylogenetic tree, shown in simplified form below.

Proposed universal phylogenetic tree, based on nucleotide sequence comparisons of the DNA coding for the RNA of the small ribosomal subunit of different organisms. Only some of the microbial groups are shown here. [Based on a diagram in R Woese (1994) Mikrobioloji rəylər 58, 1-9.]

The proposed universal phylogenetic tree recognises three Domains of organisms (Bacteria, ArchaeaEucarya) above the traditional level of Kingdoms. These domains seem to have diverged from one another a long time ago, presumably from an extinct or as yet undiscovered ancestral line. As shown in the diagram above, the archaea and eucarya seem to have arisen from a common line more recently than the divergence of these two groups from the bacteria. However, we should note that this tree is only provisional - it can look quite different if it is rooted by other methods. There will be many changes before we arrive at a universally acceptable tree, if ever!

For further details and discussion, see:

DM Williams & TM Embley (1996). Annual Review of Ecology and Systematics 27, 569-595.

The Tree of Life Project (not on this server)

What should we now recognise as Kingdoms? Perhaps all the terminal branches of the tree represent kingdoms or taxa of similar major rank, and more will be added as the sequences of other organisms become available. Clearly, some of these kingdoms (or potential kingdoms) have advanced and expanded much more than others - the plants, animals and fungi are major groups of organisms with distinctive lifestyles, whereas the slime moulds and ciliates, for example, have not expanded to the same degree.

Origin and evolution of eukaryotes

Eukaryotes must have arisen from prokaryotic ancestors. Many aspects of this are still unknown, but there is persuasive evidence that the mitoxondriyaplastidlər (chloroplasts) of today’s eukaryotes are derived from prokaryotes. For example, both mitochondria and plastids have a single circle of DNA (the vestige of a bacterial chromosome) which codes for some of their functions. Also, mitochondria and plastids have ribosomes that resemble those of prokaryotes (termed 70S ribosomes) and that are sensitive to antibacterial antibiotics. Gene sequencing shows that:

  • the mitoxondrial genom almost certainly arose from a purple bacterium (see the tree above)
  • the plastid genome almost certainly arose from a siyanobakteriya.

Thus, it is believed that these organelles of eukaryotes represent bacteria that once lived inside the cells of other bacteria. Over evolutionary time, the endosymbionts (ntermal dwellers) lost the ability for an independent life and became reduced to the state of serving particular functions (oxidative energy metabolism, and photosynthesis) in eukaryotes.

It is much more difficult to trace the origins of two other characteristic features of eukaryotes - the nüvəsitoskelet (which is composed or microtubules and associated proteins).

Genealogies based on the genes coding for small subunit ribosomal RNA (as in the diagram above) provide a rather simple view of an ordered sequence of evolutionary progression. However, the situation becomes more complex when these findings are supplemented with the DNA sequence data for other genes, such as those encoding important enzyme functions. Then it becomes clear that the genomes of eukaryotes are chimeric - they have some gene sequences that clearly resemble those of the archaea and some that resemble those of bacteria. In other words, there does not seem to be an ordered, linear sequence of genetic change during the early evolution of the major groups of eukaryotes. Instead, there is likely to have been one or more gene transfer events between the evolving lines of bacteria, archaea and eucarya. One way in which this could have happened is by engulfment of one organism by another (perhaps followed by endosymbiosis), then some of the engulfed organism's genes might have been retained while others were lost over time.

For further discussion of all these points, see:

Symposia of the Society for General Microbiology Həcmi 54. Evolution of Microbial Life (1996) Cambridge University Press.

Laura A Katz (1998) Changing perspectives on the origin of eukaryotes. Ekologiya və Təkamüldə Trendlər Həcmi 13, 493-497.

The archaea are a fascinating group of organisms. Although they look like bacteria, and have simple cells with a prokaryotic structure, they have biochemical and genetic features quite different from those of bacteria. Misal üçün:

  • they do not have peptidoglycan in their walls
  • at least some of them have sterols in the cell membrane (a feature of eukaryotes),
  • and they have different membrane lipids from those of either eukaroytes or bacteria (including ether linkages rather than ester linkages).

In terms of physiology and behaviour, the archaea fall into three major types.

  • Extreme thermophiles, growing at temperatures of 80 o C or more. These organisms typically occur near geothermal vents (see Thermophilic microorganisms ).
  • Halophiles, growing in extremely saline environments - they require solutions of at least 10% sodium chloride for their growth.
  • Methanogens (methane-generators), which grow in anaerobic conditions, gaining energy by oxidising hydrogen. For this, they use CO2 as the oxidant, reducing it to methane (CH4) in the process. The methanogens use simple organic acids such as acetate for synthesis of their cellular components. These organic acids are produced by other anaerobic bacteria as the end-products of growth on cellulose and other polymers. So, the methanogens are abundant wherever organic matter is present in anaerobic conditions - land-fill sites, the rumen of cows, etc.

The growth conditions for the archaea are thought to resemble those that existed in the early stages of the earth's history. Thus, these organisms were termed archaebacteria (ancient bacteria) when they were first discovered. But we should not assume that they were necessarily the first microorganisms.

Newly discovered microbes

We have always known that the current methods of sampling and culturing of organisms from natural environments are deficient - these methods tend to select for the fastest-growing organisms in the culture conditions that are used. But the DNA sequencing methods discussed earlier have been a powerful new tool for detecting and ultimately isolating unknown (and even unsuspected) microorganisms.

Basically, DNA is extracted from an environmental sample, split into single strands and mixed with a primer - a short DNA sequence that will combine with the complementary sequence on DNA in the sample. Then by the polymerase chain reaction the DNA in the environmental sample will be synthesised, starting at the primer and copying along the DNA strand. By using a primer from a highly conserved region of the gene for SSU rRNA, any ribosomal genes in the sample will be copied and their sequences can be compared with the sequences of known organisms. Any new gene sequences will represent new organisms, and these can be placed within the SSU rRNA gene tree.

I n this way, two new types of archaea have been discovered from marine environments in the last decade. They seem to be remarkably common around the world, and the abundance of their DNA in coastal surface waters suggests that they can represent about 34% of the prokaryote biomass at certain times of the year.

See: DM Williams & TM Embley (1996). Annual Review of Ecology and Systematics 27, 569-595.

For more on the archaea and molecular evolution, some good starting points are:

This site was first mounted on 8 October 1997, and is periodically updated (last update August 2003). The site is intended to provide a Microbiology resource for students and teachers. Any material on this site can be downloaded and used freely (with acknowledgement of the source) for educational purposes. However, the author and other contributors retain the copyright for all other purposes. Suggestions and contributions will be welcomed.

The following people contributed images or other materials for this site and are gratefully acknowledged:

lan Sutherland, Aline Robertson, Alan Isbister, Lucy Skillman, Nick Read, David Grayson, Patricia McCabe, Sion Wyn Jones (all of University of Edinburgh)

Professor Sharon von Broembsen, Oklahoma State University.

Fairfax Biological Laboratories, Clinton Corners, NY.

Dr Michael Carlile, Imperial College, London

Dr Eric McKenzie, Landcare Research, Mt. Albert, New Zealand

Dr Robby Roberson, Arizona State University

Professor Mel Fuller, University of Maine

John Wexler and his team at the EUCS Graphics and Multimedia Resource Centre provided much valuable advice and guidance.

The following have extensive links to microbiology sites

Society for General Microbiology (not on this server)

American Society for Microbiology (not on this server)

Sanger Centre for Genome research:information on some microbial gene sequences , plus some images of microbes. (not on this server)

Medical Microbiology Dept. University of Cape Town: virus images . (not on this server)

University of Texas (Houston) Medical School: techniques in clinical microbiology . (not on this server)


Eukaryote

Redaktorlarımız təqdim etdiyinizi nəzərdən keçirəcək və məqaləyə yenidən baxılıb-bağlanmayacağını müəyyənləşdirəcək.

Eukaryote, any cell or organism that possesses a clearly defined nucleus. The eukaryotic cell has a nuclear membrane that surrounds the nucleus, in which the well-defined chromosomes (bodies containing the hereditary material) are located. Eukaryotic cells also contain organelles, including mitochondria (cellular energy exchangers), a Golgi apparatus (secretory device), an endoplasmic reticulum (a canal-like system of membranes within the cell), and lysosomes (digestive apparatus within many cell types). There are several exceptions to this, however for example, the absence of mitochondria and a nucleus in red blood cells and the lack of mitochondria in the oxymonad Monocercomonoides növlər.

Eukaryotes are thought to have evolved between about 1.7 billion and 1.9 billion years ago. The earliest known microfossils resembling eukaryotic organisms date to approximately 1.8 billion years ago. Müqayisə et prokaryote.

Britannica Ensiklopediyasının Redaktorları Bu məqalə ən son olaraq baş redaktor Kara Rocers tərəfindən yenidən işlənmiş və yenilənmişdir.


Videoya baxın: Mikrobiologiya - Korinobakteriyalar, Hemofil bakteriyalar və Bordotellalar. Tibb Universiteti (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Arnwolf

    Mən sizə maraqlı bir mövzuda çoxlu məqalələrin olduğu sayta gəlməyi təklif edə bilərəm.

  2. Ophion

    Təbriklər, indicə gözəl ideyaya baş çəkdiniz

  3. Allister

    Dəyərli məlumatdır

  4. Nele

    Böyük insan qurtuluşu!

  5. Goltizragore

    Yerinizdə bu forumun istifadəçilərindən kömək istəyərdim.

  6. Almo

    Üzr istəyirəm, amma mənə yaxınlaşmır. Variantlar hələ də mövcuddur?

  7. Rawgon

    Bunu məmnuniyyətlə qəbul edirəm. Mövzu maraqlıdır, mən müzakirədə iştirak edəcəyəm. Bilirəm ki, birlikdə düzgün cavaba gələ bilərik.



Mesaj yazmaq