Жизнь > Бактерии
Значительно меньше эукариотов.
[+] Клада Террабактерии [+] Клада Candidate phyla radiation [+] Клада Thermotogida [+] Клада Гидробактерии Тип Endecteinascidia Тип Fervidibacteria Тип Moisslbacteria Тип Salinosulfoleibacteria Тип Teskebacteria † Род Archaeosphaeroides † † Род Eobacterium † † Род Leptotrichites †Окраска по Граму
Предложен в 1884 датским врачом Гансом Критианом Грамом.
Имеет большое значение в систематике бактерий. Это важно так как они реагируют на разные типы антибиотиков.
Его суть заключается в том, что у грамотрицательных бактерий (Грам-) есть дополнительный внешний слой липополисахаридный слой, который не даёт красителю метиловому фиолетовому проникнуть в Грам- бактерию и окрасить её.
То есть тест даёт разделить бактерии на 2 большие группы относительно строения их клеточной стенки.
Из-за своей более мощной и непроницаемой стенки Грам- более устойчивы к антителам.
Грам-: все неспороносные бактерии кроме Coxiella burnetti
Грам+: кокковые, то есть шаровидные (кроме рода Neisseria) и спороносные
Клеточный состав
Жгутики — хвостообразную структуру, помогающая клетке двигаться. Не имеют ничего общего с жгутиками эукариот.
Рибосомы — для трансляции РНК в белок
Нуклеоид (аналог ядра) — область для хранения всего генетического материала в круговой структуре.
НЕ ДО КОНЦА ПОНЯЛ: Фактор фертильности позволяет бактериям обладать пилусом, позволяющим передать ДНК другим бактериям без фактора фертильности, что увеличивает сопротивляемость и выживаемость бактерий.
Бактериальный жгутик
Один из аргументов верующих в пользу того, что жизнь была создана. Жгутик состоит ~ из 40 белков, и ниодин из них нельзя убрать. То есть он не мог появиться спомощью постепенного усложнения — одна из систем с неупрощаемой сложностью (другие примеры таких систем — Рибосома, состоящая из ~70 белков и 3-4 молекул РНК; Система комплемента — одна из частей врождённого иммунитета, состоящая из 25 белков; Глаз животных; Система свёртывания крови из примерно 20 белков).
Как это объясняют эволюционисты?
Бактерии при помощи жгутика плавают. Это по сути гребной винт.
В его основании находится собранный из нескольких типов белков электромотор, который преобразует электрический ток протонов или ионов натрия через мембрану во вращение всего этого винта. Из него выходит жёсткая спиральная трубчатая нить, которая собственно и вращается как нить. Внутри этой нити проходят белки, которые транспортируются на растущий конец жгутика.
Всего состоит из ~40 белков. У разных бактерий белки отличаются, но 24 белка есть во всех вариантах бактериальных жгутиков. Все эти 24 белка действительно критично важны для его функции гребного винта.
Но есть родственные Жгутикам структуры, выполняющие другие функции. У Бактерий много других трубчатых белковых выростов, проходящих сквозь Клеточную стенку и мембрану. Например, выполняющие функцию прикрепления к поверхностям, позволяя Бактериям образовывать биоплёнку на чём-нибудь. Или системы секреции белков — трубочки, по которым Бактерии выделяют белки во внешнюю среду или впрыскивают в другие клетки, в том числе в клетки животных и человека. Систем секреции 7 типов.
Также среди прикрепительных белков F-пили, при помощи которых прикрепляются к клеткам своих сородичей, подтягиваются и запускают обмен молекулами ДНК, заменяющее некоторым Бактериям половой процесс. Пилей 4 типа.
В Системе секреции III типа есть белковые компоненты, родственые белковым Жгутикам. Она кстати популярна среди болезнетворных Бактерий. Это «шприц» с жёсткой прямой белковой трубкой, позволяющей вводить токсины в животные и растительные клетки. У них совпадает со жгутиком основание — диски, закрепляющие её в клеточной стенке и клеточной мембране. У Системы секреции есть молекулярный мотор, проталкивающий белки через трубку (у Жгутиков он используется для транспортировки «кирпичиков» самого Жгутика). Но у Системы секреции нет молекулярных моторов, обеспечивающих вращение Жгутика. И у неё трубка прямая и простая, а у Жгутика трубка спиральная и состоит из 4 родственных типов белков, обеспечивающих её разные изгибы и жёсткость по её длине. Но более половины компонентов системы Жгутика имеют близких родственников в Системе секреции III типа.
Пили тоже имеют родственные Жгутикам компоненты. Их удлинение и укорачивание использует похожие механизмы на рост Жгутика.
Молекулярный мотор отсутствует и в Системе секреции и в Пилях. Но его белки родственны белкам другого молекулярного мотора — роторной АТФ-азы — обеспечивающей превращение электрической энергии в химическую энергию АТФ на мембране почти всех Бактерий.
То есть все компоненты Жгутика не уникальны для Жгутика. Поэтому постепенная эволюция Жгутика со сменой функции возможна — например, сначала Система секреции, потом более длинный вырост системы прикрепления, к этому добавляется молекулярный мотор и начинается вращение.
Геном
У Бактерий очень сильный отбор по размеру Генома. Если у Бактерии геном чуть больше, чем у её сестры, то эта Бактерия будет делиться чуть медленнее. Между поколениями будет проходить больше времени, и потомство сестры её вытеснит.
Поэтому у Бактерий эволюционно геном всё время сокращается. И Бактерии не могут себе позволить иметь в геноме что-то не очень нужное в данный момент.
Плазмиды
Небольшие молекулы ДНК (от менее 1 тыс до 400-600 тыс пар оснований — Мегаплазмиды), обособленные от Хромосом и способные к автономной репликации. Обычно представляют из себя двухцепочечные кольцевые молекулы.
Есть у Бактерий, некоторых Архей, Высших Растений и Грибов.
Как я понял, ключевое отличие Плазмиды от Хромосомы — то, что в Плазмиде нет жизненно важных генов, если лишить клетку Плазмиды, то она это переживёт.
Плазмиды могут передаваться между видами, родами, семействами, между клетками Бактерий и Растений — Горизонтальный перенос генов.
Есть много разных видов Плазмид:
- R-плазмида (плазмида резистентности) — обеспечивает Бактерии устойчивость к Антибиотикам.
У Плазмид, как я понял, сейчас много применений, например получают в промышленных масштабах нужные Белки, например именно так получают Инсулин.
Если вам есть что дополнить в статье — напишите это в комментариях.
