EGYSEJTŰ ORGANIZMUSOK: JELLEMZŐK, SZAPORODÁS, TÁPLÁLKOZÁS - BIOLÓGIA - 2026

Az egysejtű organizmusok olyan lények, amelyek genetikai anyaga, enzimes mechanizmusok, fehérjék és az élethez szükséges egyéb molekulák egyetlen sejtre vannak korlátozva. Ennek köszönhetően rendkívül összetett biológiai entitás, gyakran nagyon kicsi.

Az élet három területe közül kettő - archaea és baktériumok - egysejtű szervezetekből áll. Amellett, hogy ezek az egysejtűek, ezeknek a prokarióta szervezeteknek nincs magja, és rendkívül változatosak és bőségesek.

Forrás pixabay.com

A fennmaradó tartományban, az eukariótákban, mind az egysejtű, mind a többsejtű organizmusokat megtaláljuk. Az egysejtűekben protozoák, néhány gombák és algák vannak.

Főbb jellemzői

Körülbelül 200 évvel ezelőtt a biológusok akkoriban viszonylag egyszerűnek tartották az egyetlen sejtből álló organizmusokat. Ez a következtetés annak köszönhető, hogy a megtekintéshez használt lencsékből kevés információ érkezett.

Manapság, a mikroszkópiával kapcsolatos technológiai fejlődésnek köszönhetően megvizsgálhatjuk az egysejtű lények bonyolult struktúrájának hálózatát és a sokféle változatosságot, amelyet ezek a vonalak mutatnak. Ezután az egysejtű organizmusok legfontosabb struktúráit tárgyaljuk, mind az eukariótákban, mind a prokariótákban.

Prokarióta sejtek alkotóelemei

Genetikai anyag

A prokarióta sejt legfontosabb tulajdonsága a genetikai anyagot körülhatároló membrán hiánya. Vagyis nincs valódi mag.

Ezzel szemben a DNS kiemelkedő szerkezetként található: a kromoszóma. A legtöbb baktériumban és az archaea-ban a DNS egy nagy, kör alakú, fehérje-asszociált kromoszómába szerveződik.

Egy olyan modellbaktériumban, mint például az Escherichia coli (biológiájáról bővebben a következő szakaszokban), a kromoszóma lineáris hosszúságát elérheti 1 mm-ig, ez a sejt majdnem 500-szorosa lehet.

Annak érdekében, hogy mindezt az anyagot tárolhassa, a DNS-nek szupertekercselt alakzatot kell felvennie. Ezt a példát a baktériumok legtöbb tagjára extrapolálhatjuk. A fizikai régiót, ahol a genetikai anyag e kompakt szerkezete található, nukleoidnak nevezzük.

A kromoszómán kívül a prokarióta szervezetek több száz további kis DNS molekulát is tartalmazhatnak, az úgynevezett plazmidokat.

Ezek, akárcsak a kromoszóma, specifikus géneket kódolnak, de fizikailag elszigeteltek. Mivel nagyon specifikus körülmények között hasznosak, egyfajta kiegészítő genetikai elemet alkotnak.

A riboszómák

A fehérjék előállításához a prokarióta sejtek egy komplex enzimatikus mechanizmussal, úgynevezett riboszómákkal rendelkeznek, amelyek az egész sejt belsejében eloszlanak. Minden sejt mintegy 10 000 riboszómát tartalmazhat.

Fotoszintetikus gépek

A fotoszintézist végző baktériumok kiegészítő gépekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra a napfény elfogását és későbbi kémiai energiává történő átalakítását. A fotoszintézisű baktériumok membránjai invaginációval rendelkeznek, ahol az általuk végrehajtott komplex reakciókhoz szükséges enzimeket és pigmenteket tárolják.

Ezek a fotoszintetikus vezikulák a plazmamembránhoz kapcsolódhatnak, vagy leválaszthatók és a sejt belsejében helyezkedhetnek el.

citoszkeleton

Ahogy a neve is sugallja, a citoszkeleton a sejt váza. Ennek a szerkezetnek a alapját olyan fehérje jellegű rostok alkotják, amelyek nélkülözhetetlenek a sejtosztódás folyamatához és a sejt alakjának fenntartásához.

A legújabb kutatások kimutatták, hogy a prokariótákban a citoszkeleton egy komplex szálakból áll, és nem olyan egyszerű, mint azt korábban gondolták.

Organellák prokariótákban

A prokarióta organizmus egyik legszembetűnőbb tulajdonsága a történelem során a belső rekeszek vagy az organellák hiánya volt.

Manapság elfogadott, hogy a baktériumok meghatározott típusú organellákkal (membránokkal körülvett rekeszekkel) rendelkeznek, amelyek a kalcium-ionok, a sejtek orientációjában részt vevő ásványi kristályok és az enzimek tárolásával kapcsolatosak.

Egysejtű eukarióta sejtek alkotóelemei

Az eukarióták vonalán belül egysejtű organizmusok is vannak. Ezeket az jellemzi, hogy a genetikai anyagot egy dinamikus és komplex membránnal körülvett organelle-ben tartják.

A fehérjék előállításának mechanizmusát ezen szervezetek riboszómái is képezik. Az eukariótákban ezek azonban nagyobbak. Valójában a riboszómák méretbeli különbsége az egyik fő különbség a két csoport között.

Az eukarióta sejtek összetettebbek, mint az előző szakaszban ismertetett prokarióták, mivel vannak olyan alegységeik, amelyeket egy vagy több, organelláknak nevezett membrán vesz körül. Közöttük többek között a mitokondriumok, az endoplazmatikus retikulum, a Golgi-készülék, a vakuolok és a lizoszómák.

A fotoszintézisre képes organizmusok enzimatikus gépeikkel és pigmentekkel rendelkeznek, amelyek plasztoknak nevezett struktúrákban vannak tárolva. A legismertebbek a kloroplasztok, bár vannak többek között amyloplastok, kromoplasztok, etioplasztok.

Néhány egysejtű eukarióta sejtfallal rendelkezik, például algák és gombák (bár kémiai természetükben eltérőek).

Különbségek a baktériumok és az archaea között

Mint már említettük, az archaea és a baktériumok doménjei egysejtű egyénekből állnak. Ennek a tulajdonságnak a megosztása azonban nem jelenti azt, hogy a vonal megegyezik.

Ha mindkét csoportot alaposan összehasonlítjuk, rájönünk, hogy ugyanúgy különböznek egymástól, mint mi - vagy bármely más emlős - különbözik egy halatól. Az alapvető különbségek a következők.

Sejtes membrán

A sejthatároktól kezdve a molekulák, amelyek mindkét vonal falát és membránját alkotják, jelentősen különböznek egymástól. A baktériumokban a foszfolipidek zsírsavakból állnak, amelyek glicerinhez kapcsolódnak. Ezzel szemben az archaea erősen elágazó foszfolipideket (izoprenoidokat) tartalmaz, amelyek a glicerinnel kapcsolódnak.

Ezenkívül a foszfolipideket képező kötések szintén különböznek egymástól, így stabilabb membránt eredményeznek az archaea-ban. Ezért az archaea olyan környezetben élhet, ahol a hőmérséklet, a pH és más feltételek extrém.

Sejtes fal

A sejtfal olyan struktúra, amely megvédi a sejtorganizmust az ozmotikus stressztől, amelyet a sejt belseje és a környezet közötti koncentráció-különbség okoz, és egyfajta exoskeletont képez.

Általában a sejt magas oldott anyagkoncentrációt mutat. Az ozmózis és a diffúzió elve szerint a víz belépne a cellába, kibővítve térfogatát.

A fal szilárd és rostos szerkezetének köszönhetően megvédi a cellát a töréstől. A baktériumokban a fő szerkezeti elem a peptidoglikán, bár bizonyos molekulák, például glikolipidek jelen lehetnek.

Archaea esetében a sejtfal jellege meglehetősen változó, és néhány esetben ismeretlen. A peptidoglikán azonban a vizsgálatokban eddig hiányzott.

Genomszervezet

A genetikai anyag szerkezeti felépítése szempontjából az archaea jobban hasonlít az eukarióta organizmusokhoz, mivel a géneket olyan régiók szakítják meg, amelyeket intronoknak nevezünk, és amelyeket nem fogunk lefordítani - a lefordítandó régiókhoz használt kifejezés "exon" ».

Éppen ellenkezőleg, a bakteriális genom szerveződését főként operonokban végzik, ahol a gének egymás után elhelyezkedő funkcionális egységekben vannak megszakítás nélkül.

Különbségek a többsejtű organizmusok között

A többsejtes organizmus és az egysejtű organizmus közötti döntő különbség a szervezetet alkotó sejtek száma.

A többsejtű organizmusok egynél több sejtből állnak, és általában mindegyik egy adott feladatra specializálódott, a feladatok megosztása az egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága.

Más szavakkal, mivel a sejtnek nem kell minden olyan tevékenységet elvégeznie, amely a szervezet életben tartásához szükséges, a feladatok megoszlása ​​merül fel.

Például az idegsejtek teljesen más feladatokat látnak el, mint a vese- vagy izomsejtek.

Az elvégzett feladatok ezen különbségét morfológiai különbségek fejezik ki. Vagyis a többsejtű organizmust alkotó sejtek nem azonos alakúak - a neuronok fa alakúak, az izomsejtek meghosszabbodtak stb.

A többsejtű organizmusok speciális sejtjeit a szövetekben és a szervekben csoportosítják. A hasonló vagy kiegészítő funkciókat ellátó szerveket rendszerekbe csoportosítják. Így van egy strukturális hierarchikus szervezetünk, amely nem jelenik meg az egysejtű entitásokban.

Reprodukció

Aszexuális szaporodás

Az egysejtű szervezetek szaporodnak aszexuálisan. Vegye figyelembe, hogy ezekben az organizmusokban nincsenek speciális szerkezetek a reprodukcióban, mint a többsejtű lények különböző fajtáinál.

Az aszexuális szaporodás e típusában az apa utódokat hoz létre anélkül, hogy szexuális partnerre, vagy ivarsejtek összeolvadására lenne szükség.

Az Asexual reprodukciót különféle módon osztályozzák, általában referenciaként használva azt a megosztási síkot vagy formát, amelyet a szervezet oszt meg.

Általános típus a bináris hasadás, amikor az egyén két, a szülővel azonos organizmust hoz létre. Néhányan a hasadást több mint két utód generálásával képesek végrehajtani, ezt úgynevezik többszörös hasadásnak.

Egy másik típus a bimbózás, ahol egy szervezet egy kisebbet eredményez. Ezekben az esetekben a szülő organizmus meghosszabbodást hajt ki, amely továbbra is megfelelő méretűre növekszik, és ezt követően leválasztja szülőjétől. Más egysejtű organizmusok spórák kialakulásával szaporodhatnak.

Noha az azszexuális szaporodás az egysejtű szervezetekre jellemző, ez a faj nem egyedi. Bizonyos többsejtű organizmusok, például algák, szivacsok, tüskésbőrűek többek között szaporodhatnak ezen a modalitáson keresztül.

Vízszintes génátadás

Noha a prokarióta szervezetekben nem történik nemi szaporodás, a horizontális génátvitelnek nevezett esemény útján genetikai anyagot cserélhetnek más egyénekkel. Ez a csere nem az, hogy az anyagot a szülõktõl gyermekeknek továbbítják, hanem ugyanazon generációs egyének között zajlik.

Ez három alapvető mechanizmuson megy keresztül: konjugáció, transzformáció és transzdukció. Az első típusban a hosszú DNS-darabokat kicserélhetik két egyén közötti fizikai kapcsolaton keresztül szexuális pili segítségével.

Mindkét mechanizmusban a kicserélt DNS mérete kisebb. A transzformáció a meztelen DNS baktérium általi elvétele, míg a transzdukció idegen DNS befogadása vírusfertőzés következményeként.

Bőség

Az élet három fő doménre osztható: archaea, baktériumok és eukarióták. Az első kettő prokarióta, mivel magukat nem veszi körül membrán, és mindegyik egysejtű organizmus.

A jelenlegi becslések szerint a Földön több mint 3,10 ³⁰ baktérium és archaea egyed található, ezek többsége névtelen és leírás nélküli. Valójában saját testünk ezen organizmusok dinamikus populációiból áll, amelyek szimbiotikus kapcsolatokat hoznak létre velünk.

Táplálás

Az egysejtű szervezetek táplálkozása rendkívül változatos. Mind heterotróf, mind autotróf organizmusok léteznek.

Az előbbieknek a környezetből kell fogyasztaniuk élelmüket, általában elnyelve a táplálékrészecskéket. Az autotrofikus variánsok minden olyan gépet tartalmaznak, amely a fényenergia kémiai átalakításához szükséges, cukrokban tárolva.

Mint minden élő organizmus, az egysejtű növényeknek bizonyos tápanyagokra, például vízre, szénforrásra, ásványi-ionokra van szükségük optimális növekedésükhöz és szaporodásukhoz. Vannak azonban bizonyos tápanyagokra is.

Példák az egysejtű szervezetekre

Az egysejtű organizmusok sokfélesége miatt nehéz példákat felsorolni. Ugyanakkor megemlítjük a biológiai biológiai modelleket és az orvosi és ipari jelentőségű organizmusokat:

Escherichia coli

A legjobban vizsgált szervezet kétségtelenül az Escherichia coli baktériumok. Bár egyes törzseknek negatív egészségügyi következményei lehetnek, az E. coli az emberi mikrobiota normális és bőséges alkotóeleme.

Különböző szempontból előnyös. Emésztőrendszerünkben a baktériumok elősegítik bizonyos vitaminok előállítását, és versenyképes módon kizárják azokat a patogén mikroorganizmusokat, amelyek bejuthatnak a testünkbe.

Ezenkívül a biológiai laboratóriumokban ez az egyik leggyakrabban használt modell organizmus, és nagyon hasznos a tudományos felfedezésekben.

Trypanosoma cruzi

Ez egy protozoai parazita, amely a sejtekben él és Chagas-kórot okoz. Ezt fontos közegészségügyi problémának tekintik több mint 17 trópusi országban.

A parazita egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága a mozgásra szolgáló flagellum és az egyetlen mitokondrium jelenléte. Ezeket az emlős gazdasejtbe a Hemiptera családba tartozó rovarok, úgynevezett triatominek továbbítják.

A mikroorganizmusok további példái a Giardia, Euglena, Plasmodium, Paramecium, Saccharomyces cerevisiae.

Irodalom

1. Alexander, M. (1961). Bevezetés a talaj mikrobiológiájába. John Wiley and Sons, Inc.
2. Baker, GC, Smith, JJ, és Cowan, DA (2003). A domain-specifikus 16S primerek áttekintése és újraelemzése. A mikrobiológiai módszerekkel kapcsolatos napló, 55 (3), 541-555.
3. Forbes, BA, Sahm, DF és Weissfeld, AS (2007). Diagnosztikai mikrobiológia. Mosby.
4. Freeman, S. (2017). Biológiai tudomány. Pearson oktatás.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS és Pfaller, MA (2015). Orvosi mikrobiológia. Elsevier Health Sciences.
6. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV és Jackson, RB (2014). Campbell biológia. Pearson oktatás.