განსხვავებები არქეასა და ბაქტერიებს შორის

თაღები და ბაქტერიები ისინი არიან პროკარიოტები, ერთუჯრედიანი ცოცხალი არსებები, რომელთა გენეტიკური მასალა უჯრედშიდა უჯრედში არ არის ჩასმული.

არქეები თავდაპირველად ბაქტერიებად ითვლებოდა და სინამდვილეში მათ არქეებს უწოდებდნენ. კარლ რ. Woese და ტექნოლოგიური მიღწევები გენეტიკური თანმიმდევრობით, არქეა და ბაქტერიები გამოიყო სხვადასხვა ფილოგენეტიკურ ჯგუფებად. ახლა ცოცხალი ორგანიზმები კლასიფიცირებულია სამ დომენად:

• დომენის ბაქტერიასად არის ბაქტერიები
• დომენის არქეა: სადაც შედის თაღები.
• დომენის ეუკარია: სადაც შედის ყველა ეუკარიოტი (მცენარეები, სოკოები და ცხოველები).

თაღები	ბაქტერია
დომენის	არქეა	ბაქტერია
ლიპიდების ნახშირბადის ბმა	ეთერი	ესტერი
ლიპიდფოსფატის სვეტი	გლიცეროლ-1-ფოსფატი	გლიცეროლ-3-ფოსფატი
მეტაბოლიზმი	ბაქტერიების მსგავსი	ბაქტერიული
ადგილმდებარეობა	ფართო, ისინი განლაგებულია ექსტრემალურ გარემოში	Ვრცელი
ტრანსკრიფციის აპარატი	ევკარიოტების მსგავსი	ბაქტერიული
ბირთვი და ორგანელები	Არდამსწრე	Არდამსწრე
მეთანოგენეზი	აწმყო	Არდამსწრე
პათოგენები	არა	დიახ
რიბოსომული რნმ ქვედანაყოფი	16S	16S
ფიჭური კედელი	არ შეიცავს პეპტიდოგლიკანს	შეიცავს პეპტიდოგლიკანს
სპორები	ისინი არ ქმნიან სპორებს	ზოგიერთი ბაქტერია ქმნის სპორებს
მაგალითები	Halobacterium salinarum	ეშერიხია კოლი

თაღები

არქეები მიკროსკოპული ორგანიზმებია, რომლებიც სულ რაღაც 130 წლის წინ აღმოაჩინეს, თუმცა თავდაპირველად ბაქტერიები ეგონათ. არქეები წარმოადგენს სიცოცხლის ხის მესამე ტოტს, ბაქტერიებსა და ეუკარიოტებს შორის.

პირველი არქეის სრულად თანმიმდევრული გენომი იყო ის Methanococcus jannaschii გამოქვეყნდა 1996 წელს.

არქეის მახასიათებლები

არქეებს ბაქტერიების მსგავსი სტრუქტურა აქვთ: წრიული დნმ, პლაზმური მემბრანა, უჯრედის კედელი, ციტოპლაზმა და რიბოსომები. ამასთან, არქეას უჯრედული მემბრანა ხასიათდება იზოპრენოიდული ლიპიდების შეთავსებით ეთერ ბმულებით, რომლებიც ერთვის გლიცეროლ-1-ფოსფატის ფუძეს.

მათ აქვთ ინფორმაციის დამუშავების სისტემები, როგორიცაა ბაქტერიები და ეუკარიოტები, ანუ დნმ – ის რეპლიკაცია, ტრანსკრიფცია და თარგმანი, თუმცა ისინი ამ უკანასკნელებს უფრო ჰგვანან.

ისინი მიკროსკოპული ზომისაა და შეიძლება 400-500 ნანომეტრამდეც იყოს. მათ აქვთ ბაქტერიების მსგავსი ფორმები: მომრგვალო (კოკები), ცილინდრული (ბაცილები) და არარეგულარული ფორმები. სინამდვილეში, პირველი კვადრატული მიკროორგანიზმი (Haloquadratum walsbyi) იყო არქა, რომელიც 1980 წელს აღმოაჩინეს სინას ნახევარკუნძულზე.

არქეა არ გააკეთოთ ფოტოსინთეზი და არ წარმოქმნან სპორები. ისინი წარმოქმნიან მეთანს ბიოლოგიური ნაერთებისგან მეთანოგენეზის პროცესის საშუალებით.

არქეები არის არსებები, რომლებსაც შეუძლიათ უკიდურეს გარემოში ცხოვრება: ან ძალიან მაღალი ან ძალიან დაბალი ტემპერატურა. ამიტომ ისინი კლასიფიცირდება როგორც ექსტრემოფილები. ამასთან, ყველა ექსტრემოფილური ორგანიზმი არქეა და არც ყველა არქეა ექსტრემოფილია.

აქამდე არ არის ცნობილი პათოგენური არქეა, ანუ ცხოველების ან მცენარეების დაავადება.

დომენის არქეა

არქეის კლასიფიკაცია, როგორც მკაფიო დომენად, წარმოიშვა კარლ ვოისის კვლევების შედეგად 1960-იანი წლების ბოლოს რიბოსომული RNA თანმიმდევრობის მარკერის გამოყენებით. ამრიგად, ეს ორგანიზმები ქმნიან ცალკეულ თვითმმართველობას ბაქტერიებისა და ეუკარიოტებისგან, დომენისგან არქეა, რომელიც თავის მხრივ წარმოადგენს რამდენიმე მთავარ განყოფილებას ან რიგს, რომლებიც იზრდება ახალი ნიმუშების შესწავლისას.

კრენარქეოტა

უმეტესობა არის ჰიპერთერმოფილები და თერმოაციდოფილები. თერმოციდოფილები (მათ შორის ჰიპერთერმოფილები, რომლებიც უფრო სწრაფად იზრდებიან 80ºC– ზე) ახდენენ ვულკანური ხმელეთის გარემოსა და ღრმა ჰიდროთერმული ხვრელების კოლონიზაციას. მათ შეუძლიათ გაიზარდონ ჟანგბადის არსებობის ან არარსებობის პირობებში და იყვნენ ჰეტეროტროფული ან აუტოტროფული.

კრენარქეოტის მაგალითებია Metallosphaera sedula (იტალიაში ვულკანისგან იზოლირებული) და თერმოპროტეუსის ნეიტროფილუსი (გვხვდება ცხელ წყაროებში).

ევროარქეოტა

მრავალფეროვანი ჰაბიტატების მქონე ოჯახების დიდი რაოდენობა ამ ზღვარზეა დაჯგუფებული. Მაგალითად, მეთანოგენები გვხვდება ანაერობულ წყლის გარემოში და ცხოველების კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში მონაწილეობა მიიღონ ორგანული ნივთიერებების გარდაქმნაში ბაქტერიების მეტაბოლური პროდუქტების გამოყენებით ( მაგალითად CO₂, წყალბადის H₂, აცეტატი და ფორმატი) და გადააკეთეთ ისინი მეთანად (CH₄).

მეორეს მხრივ, ჰალოარქეები ცხოვრობენ ჰიპერსალინულ გარემოში (მაგალითად, მარილიანი ადგილები, ტბები და მკვდარი ზღვა), სადაც ისინი იზრდება ჰეტეროტროფებად, ხშირად ფოტოტროპულ წყალმცენარეებთან ერთად. კვადრატული თაღი Haloquadratum walsbyi ეს არის ჰალოფილური წარმომადგენელი.

ნანარქეოტა

ამ ჯგუფს მიეკუთვნება Nanoarcheum equitans, ჯერჯერობით ნაპოვნი ყველაზე პატარა თაღი (400 ნმ). იგი გამოვლინდა, როგორც პატარა წერტილები, რომლებიც სხვა თაღის გვერდით გაიზარდა (Ignicoccus hospitalis).

თაუმარქეოტა

ეს განყოფილება აღიარებულია 2008 წელს და მისი წევრები ფართოდ არიან გავრცელებული საშუალო ტემპერატურის საზღვაო გარემოში. მაგალითად არის Nitrosopumilus maritimus, ნაპოვნია ტროპიკულ საზღვაო ავზში, სიეტლის აკვარიუმში, ვაშინგტონში (აშშ).

ბაქტერიები

ბაქტერიები არის პროკარიოტული ერთუჯრედიანი მიკროორგანიზმები, ანუ მათ არ აქვთ ბირთვული მემბრანის მიერ განსაზღვრული ბირთვი. იგი ფართოდ არის გავრცელებული ბიოსფეროში და ისინი იყვნენ პირველი საგვარეულო ცხოვრების ფორმები.

ადამიანის სხეულში უფრო მეტი ბაქტერიული უჯრედია, ვიდრე ადამიანის უჯრედები. ნაწლავში მყოფი ბაქტერიები ეწოდება კუჭ-ნაწლავის მიკრობიომა და ისინი ფუნდამენტურ როლს ასრულებენ ადამიანის ჯანმრთელობის მდგომარეობაში.

ცნობილი ბაქტერიული სახეობების მრავალფეროვნებიდან მხოლოდ რამდენიმეა პათოგენური ადამიანისთვის, აბსოლუტური უმრავლესობა უვნებელია. პათოგენური სახეობების მაგალითებია ჰემოფილური გრიპი (რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მენინგიტი და პნევმონია ხუთი წლამდე ასაკის ბავშვებში) და ვიბრიო ქოლერა (ქოლერას გამომწვევი).

ბაქტერიების მახასიათებლები

ბაქტერიული უჯრედები ფლობენ წრიულ ქრომოსომულ დნმ-ს, პლაზმიდებს, უჯრედის მემბრანს, ციტოპლაზმას, რიბოსომებს და უჯრედის კედელს.

ბაქტერიული უჯრედის კედელი შეიცავს პეპტიდოგლიკანებს, რომლებიც შედგება პოლისაქარიდული ჯაჭვებისგან, რომლებიც ურთიერთკავშირშია უჩვეულო პეპტიდებთან. იგი მუშაობს როგორც დამცავი ფენა და აყალიბებს ბაქტერიებს. ბაქტერიების ფორმები მრავალფეროვანია; ისინი შეიძლება იყოს სფერული, ცილინდრული, სპირალური ან მძიმის ფორმის.

ზოგიერთ ბაქტერიას აქვს კაფსულა უჯრედის კედლის გარეთ. კაფსულა საშუალებას აძლევს ბაქტერიებს დაიცვან ზედაპირები, დაიცვან დეჰიდრატაცია და ფაგოციტური უჯრედების შეტევა.

პლაზმიდები ისინი დნმ – ის მცირე ნაწილებია, რომლებიც გამოყოფილია ძირითადი დნმ – ისგან (ქრომოსომული დნმ) და მათი გადაცემა ბაქტერიებს შორისაა.

ზოგიერთ სახეობას აქვს flagella, რომელიც გამოიყენება გადაადგილებისა და pili- სთვის, რომლებიც გამოიყენება ზედაპირებზე.

დომენის ბაქტერია

ბაქტერიები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად შეღებვის ტექნიკაზე რეაქციის მიხედვით: გრამდადებითი და გრამუარყოფითი. ეს ლაქა გამოიგონა ჰანს კრისტიან გრამმა (1853-1938).

გრამდადებითი ბაქტერიები მათ აქვთ უჯრედის კედელი, რომელიც შედგება 90% –მდე პეპტიდოგლიკანებისა და დანარჩენი ტეიკოიური მჟავებისგან. გრამდადებითი ბაქტერიების მაგალითებია სტაფილოკოკები სტაფილოკოკის ბაქტერია ნაპოვნი კანზე.

გრამუარყოფითი ბაქტერიები მათ შედარებით თხელი უჯრედის კედელი აქვთ მხოლოდ 10% პეპტიდოგლიკანებით, რომლებიც დაფარულია გარე კონვერტით, რომელიც შედგება ლიპოპოლისაქარიდების და ლიპოპროტეინებისგან. გრამუარყოფითი ბაქტერიების მაგალითებია მენინგოკოკები Neisseria meningitidis, მენინგოკოკური მენინგიტის გამომწვევი აგენტი.

ბაქტერიების დომენი (ადრე ევბაქტერიები ერქვა) წარმოადგენს სიცოცხლის დაყოფის ხის პირველ ტოტს. ეს ჯგუფი წარმოადგენს მწკრივების მრავალფეროვნებას, რომელთა აღნიშვნაც შეგვიძლია:

• პროტეობაქტერიები: გრამუარყოფითი ორგანიზმები, როგორიცაა ეშერიხია კოლი და Salmonella sp.
• ქლამიდიოზი: გრამუარყოფითი აერობული პათოგენური ორგანიზმები, როგორიცაა Chlamydia trachomatis ი ქლამიდიოზი პნევმონია.
• სპიროქეტები: ბაქტერიები ტალღოვანი ფორმებით, როგორიცაა სპიროჩაეტა ჰალოფილა.
• ციანობაქტერია: ბაქტერიები, რომლებიც ახორციელებენ ფოტოსინთეზს.
• გრამდადებითი ბაქტერიები: მაგალითად, ლაქტობაცილები, რომლებიც გამოიმუშავებენ რძემჟავას და იყენებენ იოგურტის მიღებაში.

შეიძლება დაგაინტერესოთ ბუნების სამეფოები.

განსხვავებები არქეასა და ბაქტერიებს შორის

ძირითადი განსხვავებები არქეასა და ბაქტერიებს შორის არის უჯრედის მემბრანისა და კედლის შემადგენლობაში, მეტაბოლიზმსა და გენეტიკური აპარატებში.

პლაზმური მემბრანის შემადგენლობა

არქეის უჯრედის მემბრანა განსხვავდება ბაქტერიებისგან ფოსფოლიპიდების ტიპი რომ შეადგინოს. ბაქტერიული მემბრანის ფოსფოლიპიდები შედგება ცხიმოვანი მჟავების ორი წრფივი ჯაჭვისგან, რომლებიც ეთერის კავშირებით უკავშირდება მესამე ნახშირბადის ფოსფატის ჯგუფთან გლიცერინს. ამ ფოსფოლიპიდების ორი ფენა ქმნის გარსს. ამიტომ მას უწოდებენ ლიპიდურ ფენას და მსგავსია ეუკარიოტების მემბრანის სტრუქტურისა.

თავის მხრივ, არქეის მემბრანის ფოსფოლიპიდები შედგება გრძელი ჯაჭვებისგან (20-დან 25 ნახშირბადი) და განშტოებული იზოპრენოიდების, რომლებიც თითოეულ ბოლოს თან ერთვის ეთერის ბმებით გლიცერინს, რომელსაც ამ შემთხვევაში აქვს ფოსფატის ჯგუფი ნახშირბადის. ამ ტიპის ფოსფოლიპიდი ქმნის ლიპიდურ მონო ფენას.

ფიჭური კედელი

ბაქტერიებისგან განსხვავებით, არქეის უჯრედის კედელი არ შეიცავს პეპტიდოგლიკანებს და შედგება ცილების, პოლისაქარიდების ან გლიკოპროტეინებისგან. ზოგიერთ არქეას აქვს ფსევდოპეპტიდოგლიკანი, სხვადასხვა შაქრით პოლისაქარიდში.

მეტაბოლიზმი

არქეის გარკვეულ სახეობებს ბაქტერიებისგან განმასხვავებელი მახასიათებელი არის მათი უნარი წარმოქმნის მეთანს ნახშირორჟანგიდან და სხვა ორგანული ნაერთებიდან, როგორიცაა აცეტატი და ფორმატი მიუხედავად იმისა, რომ არქეებს შეუძლიათ თავიანთი ენერგიის წყარო შუქისგან წარმოქმნან, ისინი არ ასრულებენ ფოტოსინთეზის პროცესს, როგორც ციანობაქტერიებს.

გენეტიკური აპარატურა

გენეტიკური ინფორმაციის დამუშავება არქეაში უფრო ჰგავს ეუკარიოტებს, ვიდრე ბაქტერიებს. მიუხედავად იმისა, რომ ბაქტერიულ დნმ-ში არსებობს რეპლიკაციის წარმოშობის ადგილი, არქეოლოგიურ დნმ-ს აქვს რამდენიმე რეპლიკაციის დაწყების ადგილი. პირველი ამინომჟავა ბაქტერიებში ცილების სინთეზში არის ფორმალ-მეთიონინი, ხოლო არქეებში ეს არის მეთიონინი.

Იხილეთ ასევე:

• ეუკარიოტული უჯრედი და პროკარიოტული უჯრედი.
• ვირუსი და ბაქტერიები.