ARKELER VE BAKTERILER ARASINDAKI TEMEL FARKLAR - BIYOLOJI - 2025

Arke ve bakteriler arasındaki temel farklar , aşağıda ortaya çıkacağı moleküler yapısal ve metabolik açıdan dayanmaktadır. Archaea alanı, bakterilere benzeyen özelliklere sahip prokaryotik hücre morfolojisine (nükleer membran veya sitoplazmik organel membranları olmadan) sahip tek hücreli mikroorganizmaları taksonomik olarak gruplandırır.

Bununla birlikte, arkealara aşırı koşullara sahip ortamlarda yaşamalarına izin veren çok özel adaptasyon mekanizmaları verildiğinden, onları ayıran özellikler de vardır.

Şekil 1. Escherichia coli bakterisi. Kaynak: NIAID, Wikimedia Commons aracılığıyla

Bakteri alanı, öbakteriler veya gerçek bakteri adı verilen en bol bakteri formlarını içerir. Bunlar aynı zamanda ılımlı koşullara sahip herhangi bir ortamda yaşayan tek hücreli, mikroskobik, prokaryotik organizmalardır.

Bu grupların taksonomisinin evrimi

4. yüzyılda canlılar sadece iki gruba ayrıldı: hayvanlar ve bitkiler. Van Leeuwenhoek, on yedinci yüzyılda, kendi inşa ettiği bir mikroskop kullanarak, o zamana kadar görünmez olan mikroorganizmaları gözlemleyebildi ve "animáculos" adı altında protozoa ve bakterileri tanımladı.

18. yüzyılda "mikroskobik hayvanlar", Carlos Linneo'nun sistematik sınıflandırmalarına dahil edildi. On dokuzuncu yüzyılın ortalarında, yeni bir krallık bakterileri gruplandırıyor: Haeckel, üç krallığa dayanan bir sistematik varsayıyordu; krallık Plantae, Kingdom Animalia ve Kingdom Protista, bir çekirdekli mikroorganizmaları (algler, protozoa ve mantarlar) ve çekirdeksiz organizmaları (bakteri) gruplandırır.

Bu tarihten bu yana, çeşitli biyologlar farklı sınıflandırma sistemleri (1937'de Chatton, 1956'da Copeland, 1969'da Whittaker) ve başlangıçta morfolojik farklılıklara ve boyamadaki farklılıklara (Gram boyama) dayalı olarak mikroorganizmaları sınıflandırmak için kriterler önermişlerdir. metabolik ve biyokimyasal farklılıklara dayandılar.

1990 yılında, Carl Woese, nükleik asitlerde (ribozomal ribonükleik asit, rRNA) moleküler sıralama tekniklerini uygulayarak, bakteri olarak gruplandırılan mikroorganizmalar arasında çok büyük filogenetik farklılıkların olduğunu keşfetti.

Bu keşif, prokaryotların monofiletik bir grup olmadığını (ortak bir ataya sahip) gösterdi ve Woese daha sonra adını verdiği üç evrimsel alan önerdi: Archaea, Bacteria ve Eukarya (çekirdekli hücre organizmaları).

Archaea ve Bakterilerin farklı özellikleri

Archaea ve Bacteria organizmaları, her ikisinin de tek hücreli, serbest veya kümelenmiş olması bakımından ortak özelliklere sahiptir. Tanımlanmış bir çekirdeği veya organelleri yoktur, ortalama olarak 1 ila 30μm hücre boyutuna sahiptirler.

Bazı yapıların moleküler bileşimi ve metabolizmalarının biyokimyası açısından önemli farklılıklar gösterirler.

Yetişme ortamı

Bakteri türleri çok çeşitli habitatlarda yaşarlar: Acı ve tatlı suları kolonileştirirler, sıcak ve soğuk ortamlar, bataklık topraklar, deniz çökeltileri ve kaya çatlakları vardır ve ayrıca atmosferik havada da yaşayabilirler .

Böceklerin, yumuşakçaların ve memelilerin sindirim tüplerinde, memelilerin ağız boşluklarında, solunum ve ürogenital kanallarında ve omurgalıların kanında diğer organizmalarla birlikte yaşayabilirler.

Şekil 2. Kaplıcalar, Archaea grubuna ait organizmaların yaşadığı, genellikle onlara parlak renkler veren aşırı habitatlar. Kaynak: Wikipedia aracılığıyla CNX OpenStax

Ayrıca Bakterilere ait mikroorganizmalar, memelilerin, balıkların, bitkilerin kökleri ve saplarının parazitleri, ortakyaşları veya eşleri olabilir; liken mantarları ve protozoa ile ilişkilendirilebilirler. Ayrıca gıda kirleticileri (et, yumurta, süt, deniz ürünleri ve diğerleri) olabilirler.

Archaea grubunun türleri, aşırı koşullara sahip ortamlarda yaşamlarına izin veren adaptasyon mekanizmalarına sahiptir; 0 ° C'nin altındaki ve 100 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda (bakterilerin dayanamayacağı bir sıcaklık), aşırı alkali veya asidik pH'larda ve deniz suyundan çok daha yüksek tuz konsantrasyonlarında yaşayabilirler.

Metanojenik organizmalar (metan, CH ₄ üreten ) de Archaea alanına aittir.

Hücre zarı

Prokaryotik hücrelerin zarfı genellikle sitoplazmik membran, hücre duvarı ve kapsül tarafından oluşturulur.

Bakteri grubundaki organizmaların plazma zarı kolesterol veya başka steroidler içermez, bunun yerine ester tipi bağlarla gliserole bağlanan doğrusal yağ asitleri içerir.

Archaea üyelerinin zarı, hiçbir zaman kolesterol içermeyen bir çift katman veya bir lipit tek katman tarafından oluşturulabilir. Membran fosfolipidleri, gliserole eter tipi bağlarla bağlanmış uzun zincirli, dallı hidrokarbonlardan oluşur.

Hücresel duvar

Bakteri grubunun organizmalarında hücre duvarı peptidoglikanlardan veya mureinden oluşur. Archaea organizmaları, aşırı çevresel koşullara uyarlamalar olarak psödopeptidoglikan, glikoproteinler veya proteinler içeren hücre duvarlarına sahiptir.

Ek olarak, duvarı kaplayan bir dış protein ve glikoprotein tabakası sunabilirler.

Ribozomal ribonükleik asit (rRNA)

RRNA, protein sentezine -hücrenin işlevlerini yerine getirmek ve gelişmesi için ihtiyaç duyduğu proteinlerin üretilmesine- katılan ve bu sürecin ara adımlarını yönlendiren bir nükleik asittir.

Ribozomal ribonükleik asitlerdeki nükleotid dizileri Archaea ve Bacteria organizmalarında farklıdır. Bu gerçek, Carl Woese tarafından 1990 çalışmalarında keşfedildi ve bu organizmaların iki farklı gruba ayrılmasıyla sonuçlandı.

Endospor üretimi

Bakteri grubunun bazı üyeleri, endospor adı verilen hayatta kalma yapıları üretebilir. Çevresel koşullar çok olumsuz olduğunda, endosporlar pratik olarak sıfır metabolizma ile yaşama kabiliyetlerini yıllarca koruyabilirler.

Bu sporlar ısıya, asitlere, radyasyona ve çeşitli kimyasal maddelere karşı son derece dayanıklıdır. Archaea grubunda, endospor oluşturan hiçbir tür bildirilmemiştir .

hareket

Bazı bakterilerde hareketlilik sağlayan kamçı bulunur; spiroketler, çamur ve humus gibi sıvı, viskoz ortamda hareket edebilecekleri eksenel bir filamana sahiptir.

Bazı mor ve yeşil bakteriler, siyanobakteriler ve Archaea, yüzerek hareket etmelerine izin veren gaz keseciklerine sahiptir. Bilinen Archaea türlerinin flagella veya filamentler gibi uzantıları yoktur.

Şekil 3. Río Tinto, İspanya'nın Huelva kentinde, Metallosphaera Arqueas ve Sulfolobus cinslerinin geliştiği ekstrem bir ortam. Kaynak: Riotinto2006, Wikimedia Commons'tan

Fotosentez

Bakteriler alanında, oksijenli fotosentez yapabilen (oksijen üreten) siyanobakteri türleri vardır, çünkü bunlar yardımcı pigmentler olarak klorofil ve fikobilinler, güneş ışığını yakalayan bileşikler içerirler.

Bu grup ayrıca, güneş ışığını emen bakteriyoklorofiller yoluyla anoksijenik fotosentez (oksijen üretmeyen) gerçekleştiren organizmaları da içerir, örneğin: kırmızı veya mor kükürt ve kırmızı kükürt olmayan bakteriler, yeşil kükürt ve yeşil kükürt olmayan bakteriler.

Archaea alanında, fotosentetik türler bildirilmemiştir, ancak aşırı halofitlerden Halobacterium cinsi, klorofil içermeyen güneş ışığını kullanarak adenozin trifosfat (ATP) üretebilir. Membran proteinlerine bağlanan ve bakteriorodopsin adı verilen bir kompleks oluşturan retinal mor pigmente sahiptirler.

Bakteriyorhodopsin kompleksi güneş ışığından enerji emer ve salındığında H ⁺ iyonlarını hücrenin dışına pompalayabilir ve ADP'nin (adenozin difosfat) mikroorganizmanın enerji aldığı ATP'ye (adenozin trifosfat) fosforilasyonunu teşvik edebilir.

Referanslar

1. Barraclough TG ve Nee, S. (2001). Filogenetik ve türleşme. Ekoloji ve Evrimdeki Eğilimler. 16: 391-399.
2. Doolittle, WF (1999). Filogenetik sınıflandırma ve evrensel ağaç. Bilim. 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. ve Raoult, D. (2018). Archaea ve Bakterilerde β-Laktamazın Filogenomik Analizi Varsayılan Yeni Üyelerin Tanımlanmasını Sağlar. Genom Biyolojisi ve Evrim. 10 (4): 1106-1114. Genom Biyolojisi ve Evrim. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittaker, RH (1969). Organizmaların krallıklarının yeni kavramları. Bilim. 163: 150-161.
5. Woese, CR, Kandler, O. ve Wheelis, ML (1990). Doğal bir organizma sistemine doğru: Archaea, Bacteria ve Eukarya alanları için öneri. Doğa Bilimleri Akademisi Bildirileri. KULLANIMLARI. 87: 45-76.