PERBEZAAN UTAMA ANTARA ARCHAEA DAN BAKTERIA - BIOLOGI - 2024

Perbezaan utama antara archaea dan bakteria adalah berdasarkan aspek molekul-struktur dan metabolik yang akan kita kembangkan di bawah. Domain Archaea secara taksonomi mengelompokkan mikroorganisma uniselular yang mempunyai morfologi sel prokariotik (tanpa membran nuklear, atau membran organel sitoplasma), ciri yang menyerupai bakteria.

Namun, ada juga sifat yang memisahkannya, kerana archaea dikurniakan mekanisme penyesuaian yang sangat khusus yang membolehkan mereka hidup di persekitaran dengan keadaan yang melampau.

Rajah 1. Bakteria Escherichia coli. Sumber: NIAID, melalui Wikimedia Commons

Domain bakteria mengandungi bentuk bakteria yang paling banyak disebut eubacteria, atau bakteria sejati. Ini juga merupakan organisma uniselular, mikroskopik, prokariotik yang hidup di mana-mana persekitaran dengan keadaan sederhana.

Evolusi taksonomi kumpulan ini

Pada abad ke-4 SM, makhluk hidup dikelaskan hanya dalam dua kumpulan: haiwan dan tumbuhan. Van Leeuwenhoek, pada abad ketujuh belas, dengan menggunakan mikroskop yang telah dibuatnya sendiri, dapat memerhatikan mikroorganisma yang hingga saat itu tidak dapat dilihat dan menggambarkan protozoa dan bakteria dengan nama "animáculos".

Pada abad ke-18, "haiwan mikroskopik" dimasukkan ke dalam klasifikasi sistematik Carlos Linneo. Pada pertengahan abad kesembilan belas, kerajaan baru mengelompokkan bakteria: Haeckel mendalilkan sistematik berdasarkan tiga kerajaan; kerajaan Plantae, kerajaan Animalia dan kerajaan Protista, yang mengelompokkan mikroorganisma dengan inti (alga, protozoa dan jamur) dan organisma tanpa inti (bakteria).

Sejak tarikh ini, beberapa ahli biologi telah mencadangkan sistem klasifikasi yang berbeza (Chatton pada tahun 1937, Copeland pada tahun 1956, Whittaker pada tahun 1969) dan kriteria untuk mengklasifikasikan mikroorganisma, pada mulanya berdasarkan perbezaan morfologi dan perbezaan pewarnaan (Gram stain), mereka menjadi berdasarkan perbezaan metabolik dan biokimia.

Pada tahun 1990, Carl Woese, menerapkan teknik penjujukan molekul dalam asid nukleik (asid ribonukleat ribosom, rRNA), mendapati bahawa di antara mikroorganisma yang dikelompokkan sebagai bakteria, terdapat perbezaan filogenetik yang sangat besar.

Penemuan ini menunjukkan bahawa prokariota bukan kumpulan monofletik (dengan nenek moyang bersama) dan Woese kemudian mencadangkan tiga domain evolusi yang dinamakannya: Archaea, Bakteria dan Eukarya (organisma sel berinti).

Ciri perbezaan Archaea dan Bakteria

Organisme Archaea dan Bakteria mempunyai ciri-ciri yang sama kerana keduanya uniselular, bebas atau terkumpul. Mereka tidak mempunyai nukleus atau organel yang ditentukan, mereka mempunyai ukuran sel antara 1 hingga 30μm secara purata.

Mereka menunjukkan perbezaan yang signifikan berkenaan dengan komposisi molekul beberapa struktur dan dalam biokimia metabolisme mereka.

Habitat

Spesies bakteria hidup di berbagai habitat: mereka telah menjajah perairan payau dan segar, persekitaran panas dan sejuk, tanah rawa, sedimen laut dan celah batu, dan mereka juga dapat hidup di udara atmosfera .

Mereka dapat hidup dengan organisma lain di dalam saluran pencernaan serangga, moluska dan mamalia, rongga mulut, saluran pernafasan dan urogenital mamalia, dan darah vertebrata.

Gambar 2. Mata air panas, habitat ekstrem di mana organisma kumpulan Archaea menghuni, yang biasanya memberi mereka warna terang. Sumber: CNX OpenStax melalui wikipedia

Juga mikroorganisma yang tergolong dalam Bakteria boleh menjadi parasit, simbion atau komensal ikan, akar dan batang tumbuhan, mamalia; mereka boleh dikaitkan dengan kulat lichen dan protozoa. Mereka juga boleh menjadi bahan pencemar makanan (daging, telur, susu, makanan laut, antara lain).

Spesies kumpulan Archaea mempunyai mekanisme penyesuaian yang memungkinkan hidup mereka di persekitaran dengan keadaan yang melampau; mereka boleh hidup pada suhu di bawah 0 ° C dan di atas 100 ° C (suhu yang tidak dapat disokong oleh bakteria), dalam pH alkali atau berasid yang melampau dan kepekatan garam jauh lebih tinggi daripada air laut.

Organisme metanogenik (yang menghasilkan metana, CH ₄ ) juga tergolong dalam domain Archaea.

Membran plasma

Sampul sel prokariotik umumnya dibentuk oleh membran sitoplasma, dinding sel dan kapsul.

Membran plasma organisma kumpulan Bakteria tidak mengandungi kolesterol atau steroid lain, melainkan asid lemak linier yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan jenis ester.

Selaput anggota Archaea dapat dibentuk oleh lapisan dua atau lapisan monolayer lipid, yang tidak pernah mengandung kolesterol. Fosfolipid membran terdiri daripada hidrokarbon bercabang rantai panjang yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan jenis eter.

Dinding selular

Dalam organisma kumpulan Bakteria, dinding sel terdiri dari peptidoglikan atau murein. Organisme Archaea memiliki dinding sel yang mengandung pseudopeptidoglycan, glikoprotein atau protein, sebagai penyesuaian terhadap keadaan persekitaran yang melampau.

Selain itu, mereka dapat menunjukkan lapisan luar protein dan glikoprotein, yang meliputi dinding.

Asid ribonukleat ribosom (rRNA)

RRNA adalah asid nukleik yang mengambil bahagian dalam sintesis protein - pengeluaran protein yang diperlukan oleh sel untuk memenuhi fungsinya dan untuk pengembangannya -, mengarahkan langkah-langkah pertengahan proses ini.

Urutan nukleotida dalam asid ribonukleat ribosom berbeza dalam organisma Archaea dan Bakteria. Fakta ini ditemui oleh Carl Woese dalam kajiannya pada tahun 1990, yang mengakibatkan pemisahan organisma ini menjadi dua kumpulan yang berbeza.

Pengeluaran endospore

Sebilangan anggota kumpulan Bakteria dapat menghasilkan struktur survival yang disebut endospora. Apabila keadaan persekitaran sangat buruk, endospora dapat mengekalkan daya maju mereka selama bertahun-tahun, dengan metabolisme sifar.

Spora ini sangat tahan terhadap haba, asid, sinaran dan pelbagai agen kimia. Dalam kumpulan Archaea, tidak ada spesies yang membentuk endospora yang dilaporkan .

Pergerakan

Sebilangan bakteria mempunyai flagella yang memberikan mobiliti; spirochetes mempunyai filamen aksial dengan mana ia dapat bergerak dalam media cair, likat seperti lumpur dan humus.

Sebilangan bakteria ungu dan hijau, cyanobacteria, dan Archaea mempunyai vesikel gas yang memungkinkannya bergerak dengan terapung. Spesies Archaea yang diketahui tidak mempunyai pelengkap seperti flagella atau filamen.

Gambar 3. Río Tinto, persekitaran ekstrem di Huelva, Sepanyol di mana berkembangnya Arkaas Metallosphaera dan Sulfolobus genera. Sumber: Riotinto2006, dari Wikimedia Commons

Fotosintesis

Dalam domain Bakteria, ada spesies cyanobacteria yang dapat melakukan fotosintesis oksigen (yang menghasilkan oksigen), kerana mereka mempunyai klorofil dan phycobilin sebagai pigmen aksesori, sebatian yang menangkap cahaya matahari.

Kumpulan ini juga mengandungi organisma yang melakukan fotosintesis anoksi (yang tidak menghasilkan oksigen) melalui bakterioklorofil yang menyerap cahaya matahari, seperti: sulfur merah atau ungu dan bakteria bukan sulfur merah, sulfur hijau dan bakteria bukan sulfur hijau.

Dalam domain Archaea, spesies fotosintetik belum dilaporkan, tetapi genus Halobacterium, dari halofit ekstrem, mampu menghasilkan adenosin trifosfat (ATP), dengan penggunaan cahaya matahari tanpa klorofil. Mereka mempunyai pigmen ungu retina, yang mengikat protein membran dan membentuk kompleks yang disebut bacteriorhodopsin.

Kompleks bacteriorhodopsin menyerap tenaga dari cahaya matahari dan apabila dilepaskan ia dapat mengepam ion H ⁺ ke bahagian luar sel dan mempromosikan fosforilasi ADP (adenosin difosfat) ke ATP (adenosin trifosfat), dari mana mikroorganisma memperoleh tenaga.

Rujukan

1. Barraclough TG dan Nee, S. (2001). Filogenetik dan spesiasi. Trend Ekologi dan Evolusi. 16: 391-399.
2. Doolittle, WF (1999). Pengelasan filogenetik dan pokok sejagat. Sains. 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. dan Raoult, D. (2018). Analisis filogenomik β-Laktamase di Archaea dan Bakteria Membolehkan Pengenalan Anggota Baru Putatif. Biologi dan Evolusi Genom. 10 (4): 1106-1114. Biologi dan Evolusi Genom. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittaker, RH (1969). Konsep baru kerajaan organisma. Sains. 163: 150-161.
5. Woese, CR, Kandler, O. dan Wheelis, ML (1990). Menuju sistem organisma semula jadi: cadangan untuk domain Archaea, Bakteria dan Eukarya. Prosiding Akademi Sains Semula jadi. PENGGUNAAN. 87: 45-76.