ENSCELLULÆRE ORGANISMER: EGENSKAPER, REPRODUKSJON, ERNÆRING - BIOLOGI - 2026

De encellede organismer er vesener hvis genetiske materiale, enzymatiske maskiner, proteiner og andre molekyler som er nødvendige for livet er begrenset til en enkelt celle. Takket være dette er de ekstremt komplekse biologiske enheter, ofte av veldig liten størrelse.

Av de tre livets domener består to av dem - archaea og bakterier - av encellede organismer. I tillegg til å være encellede, mangler disse prokaryote organismer en kjerne og er ekstremt forskjellige og rikelig.

Kilde pixabay.com

I det gjenværende domene, eukaryotene, finner vi både encellede og flercellede organismer. Innenfor den encellede har vi protozoer, noen sopp og noen alger.

Hovedtrekkene

For rundt 200 år siden anså biologer på den tiden at organismer bestående av en enkelt celle var relativt enkle. Denne konklusjonen skyldtes den lille informasjonen de fikk fra linsene de brukte til visning.

I dag, takket være teknologiske fremskritt relatert til mikroskopi, kan vi visualisere det komplekse nettverket av strukturer som encellede vesener besitter og det store mangfoldet som disse avstammingene viser. Deretter vil vi diskutere de mest relevante strukturer i encellede organismer, både i eukaryoter og prokaryoter.

Komponenter av en prokaryotisk celle

Genetisk materiale

Det mest fremragende kjennetegn ved en prokaryotisk celle er mangelen på en membran som avgrenser arvestoffet. Det vil si fraværet av en sann kjerne.

I kontrast er DNA lokalisert som en fremtredende struktur: kromosomet. I de fleste bakterier og archaea er DNA organisert i et stort sirkulært proteinassosiert kromosom.

I en modellbakterie, for eksempel Escherichia coli (mer om biologien i de følgende seksjoner), når kromosomet en lineær lengde på opptil 1 mm, nesten 500 ganger cellens størrelse.

For å lagre alt dette materialet, må DNA ta på seg en superoppviklet konformasjon. Dette eksemplet kan ekstrapoleres til de fleste av medlemmene av bakterier. Den fysiske regionen der denne kompakte strukturen av genetisk materiale befinner seg, kalles nukleoiden.

I tillegg til kromosomet, kan prokaryote organismer ha hundrevis av ekstra små DNA-molekyler, kalt plasmider.

Disse, som kromosomet, koder for spesifikke gener, men er fysisk isolert fra det. Siden de er nyttige under helt spesifikke omstendigheter, utgjør de en slags genetiske hjelpestoffer.

ribosomer

For fremstilling av proteiner har prokaryote celler et komplekst enzymatisk maskineri kalt ribosomer, som er distribuert over hele celleinteriøret. Hver celle kan inneholde omtrent 10.000 ribosomer.

Fotosyntetisk maskineri

Bakterier som utfører fotosyntese har tilleggsmaskiner som lar dem fange sollys og senere konvertere det til kjemisk energi. Membranene til fotosyntetiske bakterier har invagasjoner der enzymene og pigmentene som er nødvendige for de komplekse reaksjonene de utfører blir lagret.

Disse fotosyntetiske vesiklene kan forbli festet til plasmamembranen, eller de kan tas av og lokaliseres inne i cellen.

cytoskjelettet

Som navnet tilsier, er cytoskjelettet skjelettet til cellen. Grunnlaget for denne strukturen er sammensatt av fibre av proteinart, avgjørende for prosessen med celledeling og for å opprettholde cellens form.

Nyere forskning har vist at cytoskjelettet i prokaryoter består av et komplekst nettverk av filamenter, og det er ikke så enkelt som tidligere antatt.

Organeller i prokaryoter

Historisk sett var en av de mest slående egenskapene til en prokaryotisk organisme dens mangel på indre rom eller organeller.

I dag er det akseptert at bakterier har spesifikke typer organeller (rom omkranset av membraner) relatert til lagring av kalsiumioner, mineralkrystaller som deltar i celleorientering og enzymer.

Komponenter av en encellet eukaryotisk celle

Innenfor eukaryoter har vi også encellede organismer. Disse kjennetegnes ved at genetisk materiale er innesperret i en organell omgitt av en dynamisk og kompleks membran.

Maskineriet for å lage proteiner består også av ribosomer i disse organismer. Imidlertid er disse i eukaryoter større. Faktisk er forskjellen i størrelse i ribosomene en av hovedforskjellene mellom de to gruppene.

Eukaryote celler er mer sammensatte enn de prokaryote celler som er beskrevet i forrige seksjon, siden de har underavdelinger omgitt av en eller flere membraner kalt organeller. Blant dem har vi mitokondriene, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparat, vakuoler og lysosomer, blant andre.

Når det gjelder organismer som er i stand til fotosyntese, har de enzymatiske maskiner og pigmenter lagret i strukturer kalt plaster. De mest kjente er kloroplastene, selv om det også er amyloplast, kromoplast, etioplaster, blant andre.

Noen encellulære eukaryoter har cellevegger, for eksempel alger og sopp (selv om de varierer i sin kjemiske natur).

Forskjeller mellom bakterier og archaea

Som vi nevnte, består domenene til archaea og bakterier av encellede individer. At det deler denne egenskapen, betyr ikke at linjene er de samme.

Hvis vi sammenligner begge gruppene grundig, vil vi innse at de skiller seg på samme måte som vi - eller andre pattedyr - skiller seg fra en fisk. De grunnleggende forskjellene er som følger.

Cellulær membran

Med utgangspunkt i cellegrensene, er molekylene som utgjør veggen og membranen i begge linjer forskjellige. Hos bakterier består fosfolipider av fettsyrer festet til en glyserol. Derimot har archaea svært forgrenede fosfolipider (isoprenoider) festet til glyserol.

I tillegg er bindingene som danner fosfolipider også forskjellige, noe som resulterer i en mer stabil membran i archaea. Av denne grunn kan archaea leve i miljøer der temperatur, pH og andre forhold er ekstreme.

Cellevegg

Celleveggen er en struktur som beskytter celleorganismen mot den osmotiske belastningen som genereres av forskjellen i konsentrasjoner mellom celleinteriøret og miljøet, og danner et slags eksoskjelett.

Generelt viser cellen en høy konsentrasjon av løststoffer. I henhold til prinsippene for osmose og diffusjon, ville vannet komme inn i cellen og utvide volumet.

Veggen beskytter cellen mot brudd, takket være dens faste og fibrøse struktur. Hos bakterier er den viktigste strukturelle komponenten peptidoglykan, selv om visse molekyler, for eksempel glykolipider, kan være til stede.

Når det gjelder archaea, er celleveggenes natur ganske variabel og i noen tilfeller ukjent. Imidlertid har peptidoglycan vært fraværende i studier til nå.

Genomorganisasjon

Når det gjelder strukturell organisering av genetisk materiale, er archaea mer lik eukaryote organismer, siden genene blir avbrutt av regioner som ikke vil bli oversatt, kalt introner - uttrykket som brukes for regionene som skal oversettes er "exon ».

Tvert imot, organiseringen av bakteriegenomet utføres hovedsakelig i operoner, der genene befinner seg i funksjonelle enheter som er lokalisert etter hverandre, uten avbrudd.

Forskjeller med flercellede organismer

Den avgjørende forskjellen mellom en flercellet organisme og en encellell er antallet celler som utgjør organismen.

Flercellede organismer består av mer enn én celle, og generelt er hver og en spesialisert i en bestemt oppgave, der arbeidsdelingen er en av dens mest fremragende egenskaper.

Med andre ord, siden cellen ikke lenger trenger å utføre alle aktiviteter som er nødvendige for å holde en organisme i live, oppstår det en oppgavefordeling.

For eksempel utfører nevronceller helt andre oppgaver enn nyre- eller muskelceller.

Denne forskjellen i oppgavene som utføres kommer til uttrykk i morfologiske forskjeller. Det vil si at ikke alle cellene som utgjør en flercellet organisme har samme form - nevroner er treformede, muskelceller er langstrakte og så videre.

De spesialiserte cellene til flercellede organismer er gruppert i vev og disse igjen i organer. Organer som utfører lignende eller komplementære funksjoner er gruppert i systemer. Dermed har vi en strukturell hierarkisk organisasjon som ikke vises i encellede enheter.

reproduksjon

Aseksuell reproduksjon

Encellede organismer formerer seg aseksuelt. Merk at i disse organismer er det ingen spesielle strukturer involvert i reproduksjon, som forekommer i forskjellige arter av flercellede vesener.

I denne typen aseksuell reproduksjon gir en far opphav til avkom uten behov for en seksuell partner, eller for sammensmelting av gameter.

Asexual reproduksjon er klassifisert på forskjellige måter, vanligvis bruker som referanse planet eller divisjonsform som organismen bruker for å dele opp.

En vanlig type er binær fisjon, der et individ gir opphav til to organismer, identiske med foreldrene. Noen har evnen til å utføre spaltning ved å generere mer enn to avkom, som er kjent som multiple fisjon.

En annen type er spirende, der en organisme gir opphav til en mindre. I disse tilfellene spirer foreldreorganismen en forlengelse som fortsetter å vokse til tilstrekkelig størrelse og deretter løsnes fra foreldrene. Andre encellede organismer kan reprodusere seg ved å danne sporer.

Selv om aseksuell reproduksjon er typisk for encellede organismer, er den ikke unik for denne avstamningen. Visse flercellede organismer, for eksempel alger, svamper, pighuder, kan andre reprodusere gjennom denne modaliteten.

Horisontal genoverføring

Selv om det ikke er seksuell reproduksjon i prokaryote organismer, kan de utveksle genetisk materiale med andre individer gjennom en hendelse som kalles horisontal genoverføring. Denne utvekslingen innebærer ikke å overføre materialet fra foreldre til barn, men skjer mellom individer av samme generasjon.

Dette skjer ved tre grunnleggende mekanismer: konjugering, transformasjon og transduksjon. I den første typen kan lange biter av DNA utveksles gjennom fysiske forbindelser mellom to individer ved hjelp av en seksuell pili.

I begge mekanismene er størrelsen på det utvekslede DNA mindre. Transformasjon er inntak av naken DNA av en bakterie, og transduksjon er mottak av fremmed DNA som en konsekvens av en virusinfeksjon.

overflod

Livet kan deles inn i tre hoveddomener: archaea, bakterier og eukaryoter. De to første er prokaryote, fordi kjernen deres ikke er omgitt av en membran, og de alle er encellede organismer.

I følge nåværende estimater er det mer enn 3,10 ³⁰ individer av bakterier og archaea på jorden, de fleste av dem uten navn og uten beskrivelse. Faktisk består vår egen kropp av dynamiske bestander av disse organismer, som etablerer symbiotiske forhold til oss.

Ernæring

Ernæring i encellede organismer er ekstremt variert. Det er både heterotrofiske og autotrofiske organismer.

Førstnevnte må konsumere maten sin fra omgivelsene, og generelt hente næringspartikler. Autotrofiske varianter har alle nødvendige maskiner for konvertering av lysenergi til kjemi, lagret i sukker.

Som enhver levende organisme, trenger encellede planter visse næringsstoffer som vann, en kilde til karbon, mineraler, for å oppnå optimal vekst og reproduksjon. Noen krever imidlertid også spesifikke næringsstoffer.

Eksempler på encellede organismer

På grunn av det store mangfoldet av encellede organismer, er det vanskelig å liste opp eksempler. Imidlertid vil vi nevne modellorganismer i biologi og organismer med medisinsk og industriell relevans:

Escherichia coli

Den best studerte organismen er uten tvil Escherichia coli-bakteriene. Selv om noen stammer kan ha negative helsemessige konsekvenser, er E. coli en normal og rikelig komponent i den menneskelige mikrobiota.

Det er fordelaktig fra forskjellige perspektiver. I fordøyelseskanalen hjelper bakteriene med å produsere visse vitaminer og utelukker konkurrerende patogene mikroorganismer som kan komme inn i kroppen vår.

I tillegg er det i biologilaboratorier en av de mest brukte modellorganismer, og er veldig nyttig for funn i vitenskapen.

Trypanosoma cruzi

Det er en protosoanparasitt som lever inne i celler og forårsaker Chagas sykdom. Dette anses som et viktig folkehelseproblem i mer enn 17 land som ligger i tropene.

En av de mest fremragende egenskapene til denne parasitten er tilstedeværelsen av et flagellum for bevegelse og en enkelt mitokondrion. De overføres til deres pattedyrvert av insekter som tilhører Hemiptera-familien, kalt triatominer.

Andre eksempler på mikroorganismer er blant andre Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

referanser

1. Alexander, M. (1961). Introduksjon til jordmikrobiologi. John Wiley og Sons, Inc ..
2. Baker, GC, Smith, JJ, & Cowan, DA (2003). Gjennomgang og analyse av domenespesifikke 16S-primere på nytt. Journal of mikrobiologiske metoder, 55 (3), 541-555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Diagnostisk mikrobiologi. Mosby.
4. Freeman, S. (2017). Biologisk vitenskap. Pearson Education.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Medisinsk mikrobiologi. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell biologi. Pearson utdanning.