몫:
원핵 세포 특성, 세포 구조, 유형
그 원핵 세포 그것들은 단순한 구조이고 원형질막에 의해 구분 된 핵이 없다. 이 세포 유형과 관련된 유기체는 단세포이지만, 묶여서 사슬과 같은 2 차 구조를 형성 할 수 있습니다.
Carl Woese가 제안한 세 가지 생명 영역 중 원핵 생물은 박테리아와 Archaea에 해당합니다. 나머지 도메인 인 Eucarya는 더 크고 더 복잡하며 경계가 정해진 핵으로 구성된 진핵 세포로 구성된다.
생물 과학에서 가장 중요한 이분법 중 하나는 진핵 세포와 원핵 세포의 구분입니다. 역사적으로 원핵 생물은 내부 조직이없고 세포 기관이없고 세포 골격이없는 단순한 세포로 간주됩니다. 그러나 새로운 패러다임을 파괴하는 증거가있다..
예를 들어, 원탁 세포에서 잠재적으로 세포 소기관으로 간주 될 수있는 구조가 확인되었습니다. 마찬가지로, 세포 골격을 형성하는 진핵 생물의 단백질과 상 동성이있는 단백질이 발견되었다.
원핵 생물은 영양 상태가 매우 다양합니다. 그들은 태양의 빛과 화학 결합에 포함 된 에너지를 에너지 원으로 사용할 수 있습니다. 그들은 또한 이산화탄소, 포도당, 아미노산, 단백질 등과 같은 다른 탄소원을 사용할 수 있습니다..
원핵 생물은 이분법에 의해 무의식적으로 나뉘어진다. 이 과정에서 유기체는 원형 DNA를 복제하고, 체적을 증가시키고, 마지막으로 두 개의 동일한 세포.
그러나 형질 도입, 접합 및 형질 전환과 같은 박테리아에서 가변성을 생성하는 유전 물질의 교환 메커니즘이있다.
색인
- 1 일반적인 특성
- 2 구조
- 3 원핵 생물의 종류
- 4 원핵 세포의 형태학
- 5 번 복제
- 5.1 무성 생식
- 5.2 유전 적 다양성의 추가 원천
- 6 영양
- 6.1 영양가있는 카테고리
- 6.2 광주 영양 생물
- 6.3 Photoheterotrophs
- 6.4 화학 자동화 생물
- 6.5 화학 동위 원소
- 7 신진 대사
- 진핵 세포와의 8 가지 기본적인 차이점
- 8.1 크기와 복잡성
- 8.2 코어
- 8.3 유전 물질의 조직
- 8.4 유전 물질의 압축
- 8.5 오르간
- 8.6 리보솜의 구조
- 8.7 세포벽
- 8.8 세포 분열
- 9 계통 발생 및 분류
- 10 새로운 관점
- 10.1 원핵 세포의 세포 기관
- 10.2 자기장
- 10.3 광합성 막
- Planctomycetes의 10.4 구획
- 10.5 세포 뼈대의 구성 요소
- 11 참고
일반적인 특성
원핵 생물은 비교적 단순한 단세포 생물이다. 이 그룹을 식별하는 가장 뛰어난 특징은 진정한 핵이 없다는 것입니다. 그들은 두 개의 큰 가지로 나뉘어집니다 : 진균 또는 진균과 고세균.
그들은 물과 토양에서부터 인간을 포함한 다른 생물체의 내부까지 거의 모든 가능한 서식지를 식민지화했습니다. 특히, 고세균은 온도, 염분 및 극한의 pH가있는 지역에 서식한다.
구조
전형적인 원핵 생물의 건축 계획은 의심의 여지없이 대장균, 우리의 위장관에 정상적으로 존재하는 박테리아.
세포 모양은 지팡이와 비슷하며 직경 1um, 길이 2um입니다. 원핵 생물은 주로 다당류와 펩타이드로 구성된 세포벽으로 둘러싸여있다..
박테리아의 세포벽은 매우 중요한 특징이며 구조에 따라 그람 양성균과 그램 음성 박테리아의 두 분류로 분류 체계를 확립 할 수 있습니다.
세포벽이 뒤따라 우리는 생물체와 환경을 구분하는 일련의 보철 요소가 내장 된 지질 성의 멤브레인 (원핵 생물과 진핵 생물의 공통 요소)을 발견합니다.
DNA는 어떤 유형의 막이나 세포질과의 분리도없는 특정 영역에 위치한 원형 분자입니다.
세포질은 거친 모양을 나타내며 단백질 합성을 담당하는 구조 인 약 3,000 개의 리보솜.
원핵 생물의 종류
현재의 원핵 생물은 두 가지 주요 영역으로 나누어 진 다양한 박테리아로 이루어져 있습니다 : 유 박테리아와 Archaebacteria. 증거에 따르면,이 집단들은 진화 초기에 발산 한 것처럼 보인다..
고생대 (Archaebacteria)는 일반적으로 온도가 높거나 염분과 같은 환경이 비정상적인 환경에서 살고있는 원핵 생물 그룹입니다. 이러한 조건은 요즘은 드물지만 원시 토지에 널리 퍼져있을 수 있습니다..
예를 들어, 온도가 최대 80 ° C에 도달하고 pH가 2 인 지역에서 열동 성균은 살고 있습니다.
반면에 유 박테리아는 인간 공통 환경에서 살고 있습니다. 그들은 우리의 소화관의 일부인 박테리아와 같이 흙에 살거나 물을 주거나 다른 유기체에 살 수 있습니다..
원핵 생물의 형태학
박테리아는 일련의 매우 다양하고 이질적인 형태로옵니다. 가장 일반적인 것 중에 우리는 코코넛이라고 불리는 둥근 것들을 가지고 있습니다. 이들은 개별적으로, 쌍으로, 사슬 내에서, 사중 등으로 제시 될 수 있습니다..
일부 박테리아는 형태 학적으로 지팡이와 유사하며 간균이라고합니다. 코코넛은 여러 사람과 서로 다른 방식으로 발견 될 수 있습니다. 우리는 또한 spiral-shaped spirochetes와 vibrios라고 불리는 혼수 상태 또는 곡물 모양을 가진 것을 발견합니다..
이러한 묘사 된 형태는 각각 다른 종 사이에서 다양 할 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 바실러스는 다른 종보다 길거나보다 둥근 모서리를 가질 수 있습니다. 종을 식별 할 때 유용합니다.
번식
무성 생식
박테리아에서 번식은 무성이고 이원 분열을 통해 일어난다. 이 과정에서 유기체는 글자 그대로 "두 개로 분리되어"초기 유기체의 클론을 생성합니다. 이 작업을 수행하려면 충분한 리소스가 있어야합니다..
이 과정은 비교적 간단합니다 : 원형 DNA가 복제되어 두 개의 동일한 이중 나선을 형성합니다. 결과적으로 유전 물질은 세포막에 수용되고 세포는 크기가 두 배가 될 때까지 성장하기 시작합니다. 세포는 마침내 나뉘어지고 각각의 결과 부분은 원형 DNA 사본.
일부 박테리아에서는 세포가 물질을 분열시켜 성장할 수 있지만 전혀 분열하지 않고 일종의 사슬을 형성합니다.
유전 적 다양성의 추가 원천
유전자 전이와 재조합을 허용하는 박테리아 사이의 유전자 교환 현상이 있습니다. 이것은 우리가 성적 생식으로 알고있는 것과 유사한 과정입니다. 이러한 메카니즘은 접합, 형질 전환 및 형질 도입이다..
접합은 pili 또는 fimbrias라고 불리는 미세한 털과 비슷한 구조로 두 개의 박테리아 사이의 유전 물질 교환으로 이루어지며, 이는 다리 역할을합니다. 이 경우 두 사람 사이에 물리적 친밀도가 있어야합니다..
변형은 환경에서 발견 된 벗은 DNA 조각을 취하는 것을 포함합니다. 즉,이 과정에서 두 번째 유기체의 존재는 필요하지 않습니다..
마지막으로 박테리아가 박테리오파지 (박테리아를 감염시키는 바이러스)와 같은 벡터로 유전 물질을 얻는 번역이 있습니다..
영양
박테리아는 생존을 보장하고 세포 과정에 필요한 에너지를 제공하는 물질을 필요로합니다. 세포는 흡수로 이러한 영양소를 섭취합니다..
일반적으로 우리는 영양소를 필수 또는 기본 (물, 탄소원 및 질소 화합물), 2 차 (일부 이온 : 칼륨 및 마그네슘) 및 최소 농도 (철, 코발트)로 필요한 미량 원소로 분류 할 수 있습니다..
일부 박테리아는 비타민과 아미노산과 같은 특정한 성장 인자와 필수적이지는 않지만 성장 과정에 도움이되는 자극 인자를 필요로합니다.
박테리아의 영양 요구 사항은 다양하지만 관심있는 미생물의 성장을 보장하는 효과적인 배양 배지를 준비 할 수있는 지식이 필요합니다..
영양 카테고리
박테리아는 그들이 사용하는 탄소원에 따라 분류 될 수있다. 유기물 또는 무기물 그리고 얻은 에너지 원에 의존한다..
탄소원에 따르면 우리는 두 가지 그룹을 가지고 있습니다 : 독립 영양 생물 또는 영양 생물은 유기 탄소원을 필요로하는 이산화탄소와 종속 영양 세균 또는 유기 영양 영양소를 사용합니다.
에너지 원의 경우 우리는 또한 두 가지 범주를 가지고 있습니다 : 태양 또는 복사 에너지로부터 오는 에너지를 사용하는 광 영양 식물과 화학 반응의 에너지에 의존하는 화학 주성분. 따라서, 두 카테고리를 결합함으로써, 박테리아는 다음과 같이 분류 될 수있다 :
사진 독립 영양 생물
에너지는 햇빛으로부터 얻어진다. - 그것은 광합성으로 활동한다는 것을 의미한다. 그리고 그들의 탄소원은 이산화탄소이다..
광합성 세균
그들은 발달을 위해 복사 에너지를 사용할 수 있지만 이산화탄소를 통합 할 수는 없습니다. 따라서 그들은 알코올, 지방산, 유기산 및 탄수화물과 같은 다른 탄소원을 사용합니다.
화학 자동화 생물
에너지는 화학 반응에서 얻어지며 이산화탄소를 포함 할 수 있습니다..
화학 요법 균
그들은 화학 반응에서 오는 에너지를 사용하고 탄소는 지질과 단백질 인 포도당 (가장 많이 사용되는)과 같은 유기 화합물에서 비롯됩니다. 두 가지 경우 모두 에너지 원과 탄소원이 동일하기 때문에 둘 사이의 차별화는 어렵다..
일반적으로 인간의 병원균으로 간주되는 미생물은이 마지막 범주에 속하며 숙주의 아미노산 및 지질 화합물을 탄소원으로 사용한다.
신진 대사
신진 대사는 유기체 내부에서 발생하는 효소에 의해 촉매 화되는 모든 복잡한 화학 반응을 포함하므로 그것이 발생하고 번식 할 수 있습니다.
박테리아에서 이러한 반응은 더 복잡한 유기체에서 발생하는 기본적인 과정과 다르지 않습니다. 실제로 우리는 유기체의 두 계통이 공유하는 여러 경로를 가지고 있습니다..
신진 대사의 반응은 두 가지 주요 그룹으로 분류됩니다 : 생합성 또는 단백 동화 반응, 분해 또는 이화 반응 (catabolic reactions), 이는 화학 에너지 생산을 달성하기 위해 발생합니다.
이화 반응은 유기체가 구성 요소의 생합성을 위해 사용하는 에너지가 비틀 거리는 방식으로 방출됩니다.
진핵 세포와의 근본적인 차이
원핵 생물은 주로 세포의 구조적 복잡성과 그 안에서 일어나는 과정에서 원핵 생물과 다르다. 다음으로 두 계보의 주요 차이점을 설명 할 것입니다.
크기와 복잡성
일반적으로 원핵 세포는 진핵 생물보다 작다. 전자는 100 μm에 도달 할 수있는 진핵 세포와 달리 직경이 1 ~ 3 μm입니다. 그러나 몇 가지 예외가 있습니다..
원핵 생물은 단세포이며 육안으로는 관찰 할 수 없지만 (예를 들어 박테리아 식민지를 관찰하지 않는 한) 두 그룹을 구별하기 위해 특성을 사용하면 안됩니다. 진핵 생물에서는 단세포 생물.
그들이 세포막에 국한 개발에 필요한 모든 구조를 포함해야하기 때문에 사실, 가장 복잡한 세포의 하나 인 단세포 진핵 생물이다. 장르 해파리 및 Trypanosoma 그들은 이것의 현저한 예이다..
한편, 이러한 박테리아와 같은 원핵 복잡한 (광합성 반응의 전개가 발생 원핵 그룹)이있다.
코어
"원핵 생물"이란 단어는 핵이 없다는 것을 의미합니다 (프로 = 앞에; 카리온 = 핵) 진핵 생물은 진정한 핵을 가지고있는 반면 (유럽 = true). 따라서,이 두 그룹은이 중요한 기관의 존재에 의해 분리됩니다.
원핵 생물에서 유전 물질은 nucleoid라고 불리는 세포의 특정 부위에 분포한다 - 지질막에 의해서 경계 지어져 있지 않기 때문에 핵 물질이 아니다..
진핵 생물은 정의 된 핵을 가지고 이중 막으로 둘러싸여있다. 이 구조는 극히 복잡하여 내부에 핵과 같은 다른 영역을 나타냅니다. 또한,이 세포 소기관은 핵 공극의 존재로 인해 세포의 내부 환경과 상호 작용할 수 있습니다.
유전 물질의 조직
원핵 생물은 DNA에 0.6 ~ 500 만개의 염기쌍을 가지고 있으며 최대 5000 개의 다른 단백질을 코딩 할 수 있다고 추정된다.
원핵 유전자는 알려진 오페론 유당과 같은 오페론 (operons)이라고 불리는 개체로 조직되어 있지만 진핵 생물 유전자는 그렇지 않습니다..
유전자에서 우리는 두 개의 "영역"을 구분할 수 있습니다 : 인트론과 엑손. 첫 번째 부분은 단백질을 암호화하지 않고 엑손이라고 불리는 코딩 영역을 파괴하는 부분입니다. 인트론은 진핵 생물 유전자에서 흔하지만 원핵 생물에서는 그렇지 않다..
원핵 생물은 일반적으로 일배 체형 (단일 유전 적 부하)이고 진핵 생물은 일배 체형과 배수체 부하를 갖는다. 예를 들어 우리 인간은 배수체입니다. 마찬가지로, 원핵 생물은 하나 이상의 염색체와 진핵 생물을 가지고있다.
유전 물질의 압축
세포핵 내에서 진핵 생물은 DNA의 복잡한 조직을 나타낸다. DNA의 긴 가닥 (대략 2 미터)은 핵에 통합 될 수 있고 분할 과정에서 현미경으로 염색체 형태로 시각화 될 수있는 방식으로 감을 수 있습니다.
이 DNA 압축 과정은 가닥에 묶여 진주 목걸이와 유사한 구조를 형성 할 수있는 일련의 단백질을 포함합니다. 진주 목걸이는 진주에 의해 DNA와 구슬로 표현됩니다. 이 단백질은 히스톤.
히스톤은 진화 과정에서 널리 보존되어왔다. 즉, 우리의 히스톤은 마우스의 것과 매우 유사하거나 곤충의 히스톤으로 나아갑니다. 구조적으로, 그들은 DNA의 음전하와 상호 작용하는 다수의 양전하를 띤 아미노산을 가지고있다..
원핵 생물에서, 일반적으로 히스톤으로 알려진 히스톤과 동질 인 특정 단백질이 발견되었다-~처럼. 이 단백질은 핵 양체에 관여하는 진핵 생물 조직에서 히스톤처럼, 유전자 발현 및 DNA 복제 재조합의 컨트롤에 도움.
장기
진핵 세포에서, 일련의 매우 복잡한 세포 내 구획이 특정 기능을 수행하는 것으로 확인 될 수있다.
가장 중요한 것은 세포 호흡과 ATP 생성 과정을 담당하는 미토콘드리아이며, 식물체에서 엽록체는 3 막 시스템과 광합성에 필요한 기계 장치로 두드러진다..
또한, 우리는 Golgi 복합체, 부드럽고 거친 endoplasmic reticulum, 액포, lysosomes, peroxisomes을 가지고 있습니다..
리보솜의 구조
리보솜은 단백질 합성에 필요한 기계를 구성하므로 진핵 생물과 원핵 생물 모두에 존재해야합니다. 둘 다 필수 불가결 한 구조이지만, 크기면에서 크게 다릅니다..
리보솜은 두 개의 하위 단위로 구성됩니다 : 하나는 큰 것 하나는 작은 것입니다. 각 하위 단위는 침강 계수 (sedimentation coefficient)라는 매개 변수로 식별됩니다..
원핵 생물에서 큰 서브 유닛은 50S이고 작은 서브 유닛은 30S입니다. 전체 구조를 70S라고합니다. 리보솜은 세포질에 산재 해있어 작업을 수행합니다..
진핵 리보솜이 큰 대형 서브 유닛 60S, 및 40S 인 리보솜은 80S의 값으로 지정된다 주위 작다. 이들은 주로 거친 소포체에 정박 위치.
세포벽
세포벽은 삼투압 스트레스에 대처하는 데 필수적인 요소이며 가능한 손상에 대한 보호 장벽 역할을합니다. 거의 모든 원핵 생물과 일부 진핵 생물 그룹에는 세포벽이 있습니다. 차이점은 그 화학적 특성에있다..
박테리아 벽은 β-1,4 유형 결합에 의해 함께 연결된 N- 아세틸 - 글루코사민과 N- 아세틸 뮤 라민 산의 두 가지 구조 요소로 구성된 폴리머 인 펩티도 글리 칸으로 구성됩니다.
진핵 세포 계통에는 벽을 가진 세포가 있는데, 주로 일부 진균류와 모든 식물체에있다. 곰팡이 벽에 가장 풍부한 화합물은 키틴이며, 식물에서는 셀룰로오스이며, 많은 포도당 단위에 의해 형성된 중합체.
세포 분열
위에서 논의한 것처럼, 원핵 생물은 이원 분열로 나뉘어진다. 진핵 생물은 핵분열의 여러 단계를 포함하는 복잡한 분열 시스템을 가지고있다..
계통 발생 및 분류
우리는 1989 년 E. Mayr에 의해 제안 된 생물학적 개념에 따라 종 (species)을 정의하는 데 익숙하다. "다른 집단과 번식 적으로 고립 된 골수 교차 집단".
원핵 생물의 경우와 같이 무생물에이 개념을 적용하는 것은 불가능하다. 그러므로 이들 생물을 분류하기 위해 종의 개념에 접근하는 또 다른 방법이 있어야한다.
Rosselló-Mora에 따르면 외. (2011), phylo-phenetic 개념은이 혈통과 잘 어울린다 : "많은 독립적 인 특징들에서 고도의 일반적인 유사성을 보여주고, 판별 적 표현형 속성에 의해 진단 될 수있는 단일 유기체 및 유전체 적으로 응집 된 개별 유기체 세트".
칼 우와 (Carl Woese)가 생명 나무에 세 가지 주요 가지가 있어야한다고 제안 할 때까지는 이전에 모든 원핵 생물을 단일 "도메인"으로 분류했습니다. 이 분류에 따라, 원핵 생물은 두 개의 영역을 포함한다 : Archaea와 Bacteria.
세균 내에서 우리는 5 개의 그룹을 발견 : proteobacteria, chlamydias, spirochetes cyanobacteria 및 그램 양성 박테리아. 마찬가지로, 우리는 4 개의 주요 그룹 인 archaea를 가지고 있습니다 : Euryarchaeota, Grupo TACK, Asgard 및 Grupo DPANN.
새로운 관점
생물학에서 가장 널리 퍼진 개념 중 하나는 원핵 세포질의 단순성입니다. 그러나 새로운 증거는 원핵 세포에 잠재적 조직이 있음을 시사한다. 현재 과학자들은이 단세포 계통에서 세포 소기관, 세포 골격 및 기타 특징이 없다는 교리를 무너 뜨려 고합니다.
원핵 생물의 세포 기관
이 소설과 논란이 많은 제안의 저자는 주로 단백질과 세포 내 지질로 구분 된 구조에서 진핵 세포에서 구획화 수준이 있음을 확인합니다.
이 개념의 변호인에 따르면, 세포 소기관은 결정된 생화학 적 기능을 가진 생물막으로 둘러싸인 구획입니다. 이 정의에 부합하는 이러한 "세포 기관"중에서 우리는 지질 기관, 카복시 소솜, 가스 액포를 가지고있다..
자기 중심체
박테리아의 가장 매력적인 구획 중 하나는 magnetosomes입니다. 이러한 구조는 특정 박테리아의 능력과 관련이 있습니다. Magnetospirillum o 마그네토 코커스 - 방향에 자기장을 사용하는 방법.
구조적으로 이들은 지질막으로 둘러싸인 50 나노 미터의 작은 몸체이며, 내부는 자성 미네랄.
광합성 막
또한, 일부 원핵 생물은 "광합성 막"을 가지고 있는데, 이는 이들 유기체에서 가장 많이 연구 된 구획이다.
이 시스템은 광합성 효율을 극대화하고 광합성 단백질의 수를 늘리고 빛에 노출되는 막 표면을 최대화하기 위해 노력합니다.
에있는 구획 대장균
위에서 언급 한 구획에서 매우 복잡한 진핵 세포의 세포 기관으로의 그럴듯한 진화 경로를 추적하는 것은 가능하지 않다..
그러나 장르는 대장균 내부에 일련의 구획이있어 세포 기관 자체를 생각 나게하고 진핵 생물의 세균 조상으로 제안 할 수 있습니다. 장르에서 피렐 루라 생물막으로 둘러싸인 염색체와 리보솜이 있습니다..
세포 뼈대의 구성 요소
튜 불린 액틴 및 중간 섬유 : 유사하게, 필수 골격의 일부를 형성하는 필라멘트를 포함한 진핵 역사적 고유 간주 특정 단백질이있다.
최근 연구에서는 tubulin (FtsZ, BtuA, BtuB 등), actin (MreB 및 Mb1) 및 중간체 필라멘트 (CfoA)에 상동 인 단백질을 확인하는 데 성공했습니다..
참고 문헌
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