Informatie

5: Eukaryote micro-organismen - biologie


Eukaryote organismen hebben een of meer cellen met een kern en andere organellen die zijn ingesloten in membranen.

Sequentietechnieken van de volgende generatie voor eukaryote micro-organismen: op sequencing gebaseerde oplossingen voor biologische problemen

In de afgelopen 5 jaar heeft grootschalige sequencing een revolutie teweeggebracht door de ontwikkeling van verschillende zogenaamde next-generation sequencing (NGS)-technologieën. Deze hebben het aantal verkregen basen per sequencing-run drastisch verhoogd en tegelijkertijd de kosten per base verlaagd. Vergeleken met Sanger-sequencing leveren NGS-technologieën kortere leeslengtes op, maar ondanks dit nadeel hebben ze de genoomsequencing aanzienlijk vergemakkelijkt, eerst voor prokaryotische genomen en in het afgelopen jaar ook voor eukaryote genomen. Deze vooruitgang was mogelijk dankzij een gelijktijdige ontwikkeling van software die de novo assemblage van conceptgenomen van grote aantallen korte reads mogelijk maakt. Bovendien kan NGS worden gebruikt voor metagenomica-onderzoeken en voor de detectie van sequentievariaties binnen individuele genomen, bijvoorbeeld single-nucleotide polymorphisms (SNP's), inserties/deleties (indels) of structurele varianten. Bovendien zijn NGS-technologieën snel toegepast voor andere onderzoeken met een hoge doorvoer die voorheen voornamelijk werden uitgevoerd met op hybridisatie gebaseerde methoden zoals microarrays. Dit omvat het gebruik van NGS voor transcriptomics (RNA-seq) of de genoombrede analyse van DNA/eiwit-interacties (ChIP-seq). Deze review geeft een overzicht van NGS-technologieën die momenteel beschikbaar zijn en de bio-informatica-analyses die nodig zijn om informatie te verkrijgen uit de stroom van sequentiegegevens, evenals toepassingen van NGS om biologische vragen in eukaryote micro-organismen aan te pakken.

Figuren

Sequencing van de volgende generatie om biologische...

Sequencing van de volgende generatie om biologische vragen aan te pakken. SNP, single-nucleotide polymorfisme indel, insertie/deletie QTL, kwantitatieve...


Achtergrond

Een groot probleem voor het begrijpen van de oorsprong van het leven, microbiële evolutie en fylogenie is het gebrek aan microbiële fossielen. Het is vooral duidelijk als we kijken naar de beschikbare goed bewaarde gegevens van meercellige organismen, dieren en planten [1]. Microfossielen zijn niet alleen nuttig voor het ophelderen van biologische macro- en micro-evolutie, maar ook voor de biogeochemische geschiedenis van onze planeet. Amber is een versteende hars afkomstig van de stam en wortels van bepaalde bomen, met name van de geslachten Agathis en Hymenea. Het werkt als een natuurlijk inbeddingsmiddel en het heeft eigenschappen die vergelijkbaar zijn met amorf polymeer glas [2]. Amber bestaat uit een complex mengsel van terpenoïde en/of fenolische verbindingen. De organismen die erin zijn ingebed blijven in hun driedimensionale vorm behouden en hun morfologische kenmerken blijven behouden, waardoor ze vergeleken kunnen worden met hun huidige afstammelingen [3]. Het vangen in barnsteen is niet het meest voorkomende mechanisme voor het behoud van biologische systemen, met name van de zogenaamde zachte fossielen (bijvoorbeeld nematoden en insecten) mineralisatie als gevolg van zowel microbiële als abiotische processen is het meest voorkomende mechanisme. Er worden twee hoofdmechanismen van fossilisatie door mineralisatie herkend: permineralisatie, die het resultaat is van vroege infiltratie en permeatie van cellen en/of weefsels door mineraal-geladen water en replicatie van morfologie in authigene mineralen die voornamelijk een product zijn van bacteriële activiteit [4] . Mineralisatie in pyriet wordt pyritisatie genoemd. Pyriet is het meest voorkomende sulfidemineraal dat wordt aangetroffen in mariene kleiachtige sedimentaire gesteenten, waar het kan voorkomen in een verscheidenheid aan kristallografische en textuurvormen [5]. Pyritisatie wordt beschouwd als een belangrijke manier van conservering en/of fossilisatie bij dieren en planten, met of zonder skelet of cuticula [6-8]. Hoewel er weinig gedetailleerd werk is gepubliceerd over pyriet in fossielen, zijn er drie graden van biologische conservering door pyritisatie erkend [5, 9]: 1) permineralisatie, waarbij pyrietprecipitatie in celholten of celwanden is gemaakt van slecht biologisch afbreekbare componenten zoals cellulose en chitine 2) vorming van minerale lagen, die meestal betrokken zijn bij het behoud van zeer afbreekbare biologische componenten. Deze pyrietlagen hebben een beperkte en duidelijk gedefinieerde dikte en 3) vorming van minerale afgietsels of schimmels. Deze manier van bewaren veroorzaakt de grootste mate van biologisch informatieverlies, omdat alleen de omtrek van het fossiel bewaard blijft. Het belangrijkste verschil tussen deze drie wijzen van conservering door pyritisatie is de mate van minerale neerslag.

Een belangrijk kenmerk van het pyritisatieproces is de pyriettextuur. De term textuur wordt gebruikt om de kenmerken (grootte, vorm, kristalliniteit) en contactrelaties tussen pyrietkristallen te definiëren. De uitwendige vorm en vorm van elk aggregaat van pyrietkristallen wordt morfologie genoemd [5]. Pyriettexturen zijn gebruikt om het mechanisme van pyritisatie [7] en zelfs (rekening houdend met pyrietmorfologieën, ook) de paleomilieu- en paleo-redoxstatus [10] te bepalen. Het proces van pyritisatie wordt echter nog steeds slecht begrepen en veel vragen blijven onbeantwoord, bijvoorbeeld, als het een selectief proces is, hoe worden de interne weefsels of het celinterieur gepyritiseerd? [7]. Dus in het algemeen zijn pyritisatie en trapping in barnsteen twee verschillende tafonomische vormen van biologische fossilisatie. Slechts enkele exemplaren van volledig gepyritiseerde insecten in barnsteen of met een laag pyriet tussen het insectenkarkas en het omringende barnsteen zijn gemeld, zoals vermeld in de uitstekende recensie over insectentafonomie door Martínez-Delclòs et al [11]. Pyriet is ook gevonden in de sporen van een korstmos-achtige opname in Eoceen barnsteen [12]. In deze gevallen is de vormingswijze onbekend, maar volgens sommige auteurs kan pyriet door microfracturen in het barnsteen binnendringen en zich verbinden met de organismen, waardoor het neerslaat [13, 14]. Bovendien werden enkele microkristallen van marcasiet (een mineraal met dezelfde chemische samenstelling als pyriet dat kristalliseert in een ander kristalsysteem) gedetecteerd in het binnenste van sommige insecten uit Frans Cenomanian barnsteen [15].

Paleomicrobiologische studies over barnsteen zijn zeer schaars. De oudste eukaryote micro-organismen die in barnsteen worden gevonden dateren uit het Trias (220 My ago) [16]. Daarnaast zijn er enkele waarnemingen, de meeste met optische microscopie, op de microbiocoenose in Duitse [17-20], Franse [21] en Amerikaanse [22-24] barnsteen uit het Midden- en Boven-Krijt. Er zijn echter geen gegevens over het potentiële mechanisme (of de mechanismen) die betrokken zijn bij microbiële fossilisatie. Tot op heden hebben we geen informatie gevonden over de cytoplasmatische organisatie van deze microfossielen of andere relevante ultrastructurele gegevens. Sinds enkele jaren analyseren en identificeren we eukaryote micro-organismen die gevangen zitten in het Onder Krijt barnsteen van Peñacerrada (Álava, Spanje), die als uitzonderlijk worden beschouwd vanuit zowel geologisch als paleontologisch oogpunt. Het is een van de sterk fossielhoudende barnsteenafzettingen uit het Onder Krijt, relatief zeldzaam in verband met Boven Krijt harsen [11, 25]. Voorlopige studies [26, 27] geven aan dat barnsteenafzettingen van Peñacerrada diverse en overvloedige gemeenschappen van prokaryotische en vooral eukaryote micro-organismen bevatten. Onze eerdere waarnemingen door optische microscopie van diverse gefossiliseerde protisten suggereerden het bestaan ​​van een opmerkelijke morfologische stasis [28]. In dit artikel hebben we in detail, door SEM-BSE (scanning-elektronenmicroscopie in terugverstrooide elektronenmodus) geassocieerd met EDS-microanalyse (energiedispersieve röntgenspectrometrie), de mate van biologisch behoud en de mechanismen die betrokken zijn bij de behoud van de eukaryote micro-organismen die in deze oude barnsteen zijn ingebed. De verkregen resultaten leveren relevant bewijs dat in tegenspraak is met enkele eerdere paleobiologische theorieën over biomineralisatie, in het bijzonder pyritisatie. Het belang van deze informatie in de paleo- en geomicrobiologie wordt besproken.


5.1 Eencellige eukaryote parasieten

Bij thuiskomst van school klaagt de 7-jarige Sarah dat een grote plek op haar arm de jeuk niet zal stoppen. Ze blijft eraan krabben en trekt de aandacht van haar ouders. Als ze beter kijken, zien ze dat het een rode cirkelvormige vlek is met een opstaande rode rand (Figuur 5.2). De volgende dag nemen Sarah's ouders haar mee naar hun dokter, die de plek onderzoekt met een Wood's lamp. Een Wood's lamp produceert ultraviolet licht waardoor de plek op Sarah's arm fluoresceert, wat bevestigt wat de dokter al vermoedde: Sarah heeft een geval van ringworm.

Sarah's moeder is gekrenkt om te horen dat haar dochter een 'worm' heeft. Hoe kon dit gebeuren?

Ga naar het volgende vak Clinical Focus.

Eukaryote microben vormen een buitengewoon diverse groep, waaronder soorten met een breed scala aan levenscycli, morfologische specialisaties en voedingsbehoeften. Hoewel meer ziekten worden veroorzaakt door virussen en bacteriën dan door microscopisch kleine eukaryoten, zijn deze eukaryoten verantwoordelijk voor enkele ziekten die van groot belang zijn voor de volksgezondheid. Zo was de protozoaire ziekte malaria in 2013 verantwoordelijk voor 584.000 doden wereldwijd (voornamelijk kinderen in Afrika) volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). De protistische parasiet Giardia veroorzaakt een diarreeziekte (giardiasis) die gemakkelijk wordt overgedragen via besmette watervoorraden. In de Verenigde Staten, Giardia is de meest voorkomende darmparasiet bij de mens (Figuur 5.3). Hoewel het misschien verrassend lijkt, zijn parasitaire wormen opgenomen in de studie van de microbiologie omdat identificatie afhangt van observatie van microscopisch kleine volwassen wormen of eieren. Zelfs in ontwikkelde landen zijn deze wormen belangrijke parasieten van mensen en huisdieren. Er zijn minder schimmelpathogenen, maar dit zijn ook belangrijke oorzaken van ziekte. Aan de andere kant zijn schimmels belangrijk geweest bij de productie van antimicrobiële stoffen zoals penicilline. In dit hoofdstuk zullen we de kenmerken van protisten, wormen en schimmels onderzoeken, rekening houdend met hun rol bij het veroorzaken van ziekten.

Kenmerken van protisten

Het woord protist is een historische term die nu informeel wordt gebruikt om te verwijzen naar een diverse groep microscopische eukaryote organismen. Het wordt niet als een formele taxonomische term beschouwd omdat de organismen die het beschrijft geen gedeelde evolutionaire oorsprong hebben. Historisch gezien werden de protisten informeel gegroepeerd in de "dierachtige" protozoën, de "plantachtige" algen en de "schimmelachtige" protisten zoals watervormen. Deze drie groepen protisten verschillen sterk in hun basiskenmerken. Algen zijn bijvoorbeeld fotosynthetische organismen die eencellig of meercellig kunnen zijn. Protozoa daarentegen zijn niet-fotosynthetische, beweeglijke organismen die altijd eencellig zijn. Andere informele termen kunnen ook worden gebruikt om verschillende groepen protisten te beschrijven. Micro-organismen die in water drijven of drijven, verplaatst door stromingen, worden bijvoorbeeld plankton genoemd. Soorten plankton zijn onder meer zoöplankton, dat beweeglijk en niet-fotosynthetisch is, en fytoplankton, dat fotosynthetisch is.

Protozoën bewonen een grote verscheidenheid aan habitats, zowel in het water als op het land. Velen leven vrij, terwijl andere parasitair zijn, een levenscyclus uitvoeren binnen een gastheer of gastheren en mogelijk ziekte veroorzaken. Er zijn ook nuttige symbionten die metabolische diensten leveren aan hun gastheren. Tijdens het voedings- en groeigedeelte van hun levenscyclus worden ze trofozoiet genoemd s deze voeden zich met kleine deeltjesvormige voedselbronnen zoals bacteriën. Terwijl sommige soorten protozoa uitsluitend in de trofozoïetvorm voorkomen, kunnen andere zich ontwikkelen van trofozoiet tot een ingekapseld cystestadium wanneer de omgevingsomstandigheden te streng zijn voor de trofozoïet. Een cyste is een cel met een beschermende wand en het proces waarbij een trofozoiet een cyste wordt, wordt encystment genoemd. Wanneer de omstandigheden gunstiger worden, worden deze cysten getriggerd door omgevingssignalen om weer actief te worden door excystatie.

Een protozoa-geslacht dat in staat is tot inkapseling is: Eimeria , die enkele menselijke en dierlijke pathogenen omvat. Figuur 5.4 illustreert de levenscyclus van Eimeria.

Protozoa hebben verschillende voortplantingsmechanismen. Sommige protozoa planten zich ongeslachtelijk voort en anderen planten zich seksueel voort, weer anderen zijn in staat tot zowel seksuele als ongeslachtelijke voortplanting. Bij protozoa vindt ongeslachtelijke voortplanting plaats door binaire splitsing, ontluikende of schizogony. Bij schizogonie deelt de kern van een cel meerdere keren voordat de cel zich in veel kleinere cellen deelt. De producten van schizogonie worden merozoïeten genoemd en ze worden opgeslagen in structuren die bekend staan ​​als schizonten. Protozoa kunnen zich ook seksueel voortplanten, wat de genetische diversiteit vergroot en kan leiden tot complexe levenscycli. Protozoa kunnen haploïde gameten produceren die door syngamie fuseren. Ze kunnen echter ook genetisch materiaal uitwisselen door samen te gaan om DNA uit te wisselen in een proces dat conjugatie wordt genoemd. Dit is een ander proces dan de conjugatie die optreedt bij bacteriën. De term protistenconjugatie verwijst naar een echte vorm van eukaryote seksuele reproductie tussen twee cellen van verschillende paringstypes. Het wordt gevonden in ciliaat s, een groep protozoën, en wordt later in deze subsectie beschreven.

Alle protozoën hebben een plasmamembraan, of plasmalemma, en sommige hebben eiwitbanden net binnen het membraan die stijfheid toevoegen en een structuur vormen die de pellicle wordt genoemd. Sommige protisten, waaronder protozoën, hebben verschillende lagen cytoplasma onder het membraan. Bij deze protisten wordt de buitenste gellaag (met microfilamenten van actine) het ectoplasma genoemd. Binnen deze laag bevindt zich een sol (vloeibaar) gebied van het cytoplasma dat het endoplasma wordt genoemd. Deze structuren dragen bij aan complexe celvormen bij sommige protozoa, terwijl andere (zoals amoeben) meer flexibele vormen hebben (Figuur 5.5).

Verschillende groepen protozoa hebben gespecialiseerde voedingsstructuren. Ze kunnen een gespecialiseerde structuur hebben voor het opnemen van voedsel via fagocytose, een cytostoom genaamd, en een gespecialiseerde structuur voor de exocytose van afvalstoffen, een cytoproct genaamd. Orale groeven die naar cytostomen leiden, zijn bekleed met haarachtige trilhaartjes om voedseldeeltjes in te vegen. Protozoa zijn heterotroof. Protozoën die holozoïsch zijn, nemen hele voedseldeeltjes op via fagocytose. Vormen die saprozoïcum zijn, nemen kleine, oplosbare voedselmoleculen op.

Veel protisten hebben zweepachtige flagella of haarachtige trilhaartjes gemaakt van microtubuli die kunnen worden gebruikt voor voortbeweging (Figuur 5.5). Andere protisten gebruiken cytoplasmatische extensies die bekend staan ​​als pseudopodia ("valse voeten") om de cel aan een oppervlak te bevestigen, waarna ze het cytoplasma in de extensie laten stromen, waardoor ze zichzelf naar voren bewegen.

Protozoa hebben een verscheidenheid aan unieke organellen en missen soms organellen die in andere cellen worden gevonden. Sommige hebben contractiele vacuole s, organellen die kunnen worden gebruikt om water uit de cel te verplaatsen voor osmotische regulatie (zout- en waterbalans) (Figuur 5.5). Mitochondriën kunnen afwezig zijn in parasieten of veranderd zijn in kinetoplastiden (gemodificeerde mitochondriën) of hydrogenosomen (zie Unieke kenmerken van prokaryotische cellen voor meer bespreking van deze structuren).

Controleer uw begrip

  • Wat is de volgorde van gebeurtenissen in reproductie door schizogony en hoe worden de geproduceerde cellen genoemd?

Taxonomie van protisten

De protisten zijn een polyfyletische groep, wat betekent dat ze geen gedeelde evolutionaire oorsprong hebben. Aangezien de huidige taxonomie gebaseerd is op evolutionaire geschiedenis (zoals bepaald door biochemie, morfologie en genetica), zijn protisten verspreid over veel verschillende taxonomische groepen binnen het domein Eukarya. Eukarya is momenteel verdeeld in zes supergroepen die verder zijn onderverdeeld in subgroepen, zoals geïllustreerd in (Figuur 5.6). In deze sectie zullen we ons voornamelijk bezighouden met de supergroepen Amoebozoa, Excavata en Chromalveolata. Deze supergroepen omvatten veel protozoën van klinische betekenis. De supergroepen Opisthokonta en Rhizaria omvatten ook enkele protozoën, maar weinigen van klinische betekenis. Naast protozoën omvat Opisthokonta ook dieren en schimmels, waarvan we er enkele zullen bespreken in Parasitic Helminths and Fungi. Enkele voorbeelden van de Archaeplastida worden besproken in Algae. Afbeelding 5.7 en Afbeelding 5.8 vatten de kenmerken van elke supergroep en subgroep samen en geven een lijst van vertegenwoordigers van elk.

Controleer uw begrip

Amoebozoa

De supergroep Amoebozoa omvat protozoën die amoeboïde beweging gebruiken. Actine-microfilamenten produceren pseudopodia, waarin de rest van het protoplasma stroomt, waardoor het organisme wordt verplaatst. het geslacht Entamoeba omvat commensale of parasitaire soorten, inclusief de medisch belangrijke E. histolytica, dat wordt overgedragen door cysten in de ontlasting en de primaire oorzaak is van amoebendysenterie . Een ander lid van deze groep dat pathogeen is voor mensen is: Acanthamoeba , die keratitis (hoornvliesontsteking) en blindheid kan veroorzaken. De beruchte 'hersenen die amoebe eten', Naegleria fowleri , wordt beschouwd als een verre verwant van de Amoebozoa en is ingedeeld in de phylum Percolozoa.

De Eumycetozoa zijn een ongebruikelijke groep organismen die slijmzwammen worden genoemd en die eerder werden geclassificeerd als dieren, schimmels en planten (Figuur 5.9). Slijmzwammen kunnen worden onderverdeeld in twee soorten: cellulaire slijmzwammen en plasmodiale slijmzwammen. De cellulaire slijmzwammen bestaan ​​​​als individuele amoeboïde cellen die periodiek aggregeren tot een mobiele slak. Het aggregaat vormt dan een vruchtlichaam dat haploïde sporen produceert. Plasmodiale slijmzwammen bestaan ​​​​als grote, meerkernige amoeboïde cellen die reproductieve stengels vormen om sporen te produceren die zich in gameten verdelen. Een cellulaire slijmzwam, Dictyostelium discoideum , is een belangrijk studieorganisme geweest voor het begrijpen van celdifferentiatie, omdat het zowel eencellige als meercellige levensstadia heeft, waarbij de cellen een zekere mate van differentiatie vertonen in de meercellige vorm. Figuur 5.10 en figuur 5.11 illustreren de levenscycli van respectievelijk cellulaire en plasmodiale slijmzwammen.

Chromalveolata

De supergroep Chromalveolata is verenigd door een vergelijkbare oorsprong van de plastiden van haar leden en omvat onder meer de apicomplexanen, ciliaten, diatomeeën en dinoflagellaten (we zullen de diatomeeën en dinoflagellaten in Algen behandelen). De apicomplexanen zijn intra- of extracellulaire parasieten die aan het ene uiteinde van de cel een apicaal complex hebben. Het apicale complex is een concentratie van organellen, vacuolen en microtubuli waardoor de parasiet gastheercellen kan binnendringen (Figuur 5.12). Apicomplexanen hebben complexe levenscycli die een infectieuze sporozoiet bevatten die schizogonie ondergaat om veel merozoïeten te maken (zie het voorbeeld in figuur 5.4). Velen zijn in staat een verscheidenheid aan dierlijke cellen te infecteren, van insecten tot vee tot mensen, en hun levenscyclus hangt vaak af van overdracht tussen meerdere gastheren. het geslacht Plasmodium is een voorbeeld van deze groep.

Andere apicomplexanen zijn ook medisch belangrijk. Cryptosporidium parvum veroorzaakt darmklachten en kan epidemische diarree veroorzaken wanneer de cysten het drinkwater verontreinigen. Theileria (Babesia) microti , overgedragen door de teek Ixodes scapularis , veroorzaakt terugkerende koorts die dodelijk kan zijn en wordt een veelvoorkomende door transfusie overgedragen ziekteverwekker in de Verenigde Staten (Theileria en Babesia zijn nauw verwante geslachten en er is enige discussie over de beste classificatie). Eindelijk, Toxoplasma gondii veroorzaakt toxoplasmose en kan worden overgedragen via kattenuitwerpselen, ongewassen fruit en groenten of onvoldoende verhit vlees. Omdat toxoplasmose in verband kan worden gebracht met ernstige geboorteafwijkingen, moeten zwangere vrouwen zich bewust zijn van dit risico en voorzichtig zijn als ze worden blootgesteld aan de ontlasting van mogelijk geïnfecteerde katten. Een nationaal onderzoek wees uit dat de frequentie van personen met antilichamen tegen toxoplasmose (en dus die vermoedelijk een huidige latente infectie hebben) in de Verenigde Staten 11% was. De tarieven zijn veel hoger in andere landen, waaronder enkele ontwikkelde landen. 3 Er is ook bewijs en veel theorieën dat de parasiet verantwoordelijk kan zijn voor het veranderen van het gedrag en de persoonlijkheidskenmerken van geïnfecteerde mensen. 4

De ciliaten (Ciliaphora), ook binnen de Chromalveolata, zijn een grote, zeer diverse groep die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van trilhaartjes op hun celoppervlak. Hoewel de trilharen kunnen worden gebruikt voor voortbeweging, worden ze vaak ook gebruikt voor voeding, en sommige vormen zijn niet-beweeglijk. Balantidium coli (Figuur 5.13) is het enige parasitaire ciliaat dat mensen aantast door darmaandoeningen te veroorzaken, hoewel het zelden ernstige medische problemen veroorzaakt, behalve bij immuungecompromitteerden (mensen met een verzwakt immuunsysteem). Misschien wel de meest bekende ciliaat is Paramecium , een beweeglijk organisme met een duidelijk zichtbaar cytostoom en cytoproct dat vaak wordt bestudeerd in biologielaboratoria (Figuur 5.14). Nog een ciliaat, Stentor , is zittend en gebruikt zijn trilhaartjes om zich te voeden (Figuur 5.15). Over het algemeen hebben deze organismen een micronucleus die diploïde, somatisch is en wordt gebruikt voor seksuele reproductie door conjugatie. Ze hebben ook een macronucleus die is afgeleid van de micronucleus, de macronucleus wordt polyploïde (meerdere sets dubbele chromosomen) en heeft een verminderde set metabole genen.

Ciliaten kunnen zich voortplanten door middel van conjugatie, waarbij twee cellen aan elkaar hechten. In elke cel ondergaan de diploïde micronuclei meiose, waarbij elk acht haploïde kernen produceert. Dan desintegreren op één na alle haploïde micronuclei en de macronucleus de overblijvende (haploïde) micronucleus ondergaat mitose. De twee cellen wisselen vervolgens elk één micronucleus uit, die versmelt met de resterende micronucleus die aanwezig is om een ​​nieuwe, genetisch verschillende, diploïde micronucleus te vormen. De diploïde micronucleus ondergaat twee mitotische delingen, dus elke cel heeft vier micronuclei, en twee van de vier combineren om een ​​nieuwe macronucleus te vormen. De chromosomen in de macronucleus repliceren zich vervolgens herhaaldelijk, de macronucleus bereikt zijn polyploïde toestand en de twee cellen scheiden. De twee cellen zijn nu genetisch verschillend van elkaar en van hun vorige versies.

Öomyceten hebben overeenkomsten met schimmels en werden ooit bij hen ingedeeld. Ze worden ook wel watervormen genoemd. Ze verschillen echter op verschillende belangrijke manieren van schimmels. Öomyceten hebben celwanden van cellulose (in tegenstelling tot de chitineuze celwanden van schimmels) en ze zijn over het algemeen diploïde, terwijl de dominante levensvormen van schimmels typisch haploïde zijn. Phytophthora , de plantpathogeen die in de bodem werd aangetroffen en die de Ierse aardappelhongersnood veroorzaakte, wordt in deze groep ingedeeld (Figuur 5.16).

Link naar leren

Ontdek op deze website de procedures voor het detecteren van de aanwezigheid van een apicomplexaan in een openbare watervoorziening.

Deze video toont het voeren van Stentor.

Opgravingen

De derde en laatste supergroep die in deze sectie moet worden beschouwd, is de Excavata, die primitieve eukaryoten en veel parasieten met beperkte metabolische vermogens omvat. Deze organismen hebben complexe celvormen en -structuren, vaak inclusief een depressie op het oppervlak van de cel, een uitgraving genaamd. De groep Excavata omvat de subgroepen Fornicata, Parabasalia en Euglenozoa. De Fornicata hebben geen mitochondriën, maar flagella. Deze groep omvat: Giardia lamblia (ook gekend als G. intestinalis of G. duodenalis), een wijdverspreide ziekteverwekker die diarree veroorzaakt en kan worden verspreid via cysten van uitwerpselen die de watervoorziening vervuilen (Figuur 5.3). Parabasalia zijn frequente endosymbionten van dieren. Ze leven in de ingewanden van dieren zoals termieten en kakkerlakken. Ze hebben basale lichamen en gemodificeerde mitochondriën (kinetoplastiden). Ze hebben ook een grote, complexe celstructuur met een golvend membraan en hebben vaak veel flagellen. De trichomonaden (een subgroep van de Parabasalia) omvatten pathogenen zoals: Trichomonas vaginalis , die de menselijke seksueel overdraagbare aandoening trichomoniasis veroorzaakt. Trichomoniasis veroorzaakt vaak geen symptomen bij mannen, maar mannen kunnen de infectie wel overdragen. Bij vrouwen veroorzaakt het vaginaal ongemak en afscheiding en kan het complicaties tijdens de zwangerschap veroorzaken als het niet wordt behandeld.

De Euglenozoa komen veel voor in het milieu en omvatten fotosynthetische en niet-fotosynthetische soorten. Leden van het geslacht Euglena zijn doorgaans niet pathogeen. Hun cellen hebben twee flagella, een pellicle, een stigma (oogvlek) om licht te voelen en chloroplasten voor fotosynthese (Figuur 5.17). het vliesje van Euglena is gemaakt van een reeks eiwitbanden die de cel omringen, het ondersteunt het celmembraan en geeft de cel vorm.

De Euglenozoa omvatten ook de trypanosomen, die parasitaire pathogenen zijn. het geslacht Trypanosoma omvat T. brucei, die Afrikaanse trypanosomiasis veroorzaakt ( Afrikaanse slaapziekte en T. cruzi, die Amerikaanse trypanosomiasis (ziekte van Chagas) veroorzaakt. Deze tropische ziekten worden verspreid door insectenbeten. Bij Afrikaanse slaapziekte T. brucei koloniseert het bloed en de hersenen na te zijn overgedragen via de beet van een tseetseevlieg (Glossina spp.) (Figuur 5.18). De vroege symptomen zijn verwarring, slaapproblemen en gebrek aan coördinatie. Als het onbehandeld blijft, is het dodelijk.

De ziekte van Chagas is ontstaan ​​en komt het meest voor in Latijns-Amerika. De ziekte wordt overgedragen door Triatoom spp., insecten die vaak "kissing bugs" worden genoemd en die het hartweefsel of de weefsels van het spijsverteringsstelsel aantasten. Onbehandelde gevallen kunnen uiteindelijk leiden tot hartfalen of significante spijsverterings- of neurologische aandoeningen.

het geslacht Leishmania omvat trypanosomen die ontsierende huidziekte en soms ook systemische ziekte veroorzaken.

Oog voor ethiek

Verwaarloosde parasieten

De Centers for Disease Control and Prevention (CDC) is verantwoordelijk voor het identificeren van prioriteiten op het gebied van de volksgezondheid in de Verenigde Staten en voor het ontwikkelen van strategieën om probleemgebieden aan te pakken. Als onderdeel van dit mandaat heeft de CDC officieel vijf parasitaire ziekten geïdentificeerd die zij als verwaarloosd beschouwt (d.w.z. niet voldoende bestudeerd). Deze verwaarloosde parasitaire infecties (NPI's) omvatten toxoplasmose, de ziekte van Chagas, toxocariasis (een nematodeninfectie die voornamelijk wordt overgedragen door geïnfecteerde honden), cysticercose (een ziekte veroorzaakt door een weefselinfectie van de lintworm Taenia solium ), en trichomoniasis (een seksueel overdraagbare aandoening veroorzaakt door de parabasalid Trichomonas vaginalis ).

De beslissing om deze specifieke ziekten als NPI's te noemen, betekent dat de CDC middelen zal besteden aan het verbeteren van het bewustzijn en het ontwikkelen van betere diagnostische tests en behandeling door middel van studies van beschikbare gegevens. De CDC kan ook adviseren over de behandeling van deze ziekten en helpen bij de distributie van medicijnen die anders moeilijk te verkrijgen zouden zijn. 5

Natuurlijk heeft de CDC geen onbeperkte middelen, dus door prioriteit te geven aan deze vijf ziekten, geeft het in feite de prioriteit aan andere. Aangezien veel Amerikanen nog nooit van veel van deze NPI's hebben gehoord, is het redelijk om te vragen welke criteria de CDC gebruikte bij het prioriteren van ziekten. Volgens de CDC waren de factoren die werden overwogen het aantal geïnfecteerde mensen, de ernst van de ziekte en of de ziekte kan worden behandeld of voorkomen. Hoewel verschillende van deze NPI's buiten de Verenigde Staten vaker voorkomen, stelt de CDC dat veel gevallen in de Verenigde Staten waarschijnlijk niet gediagnosticeerd en onbehandeld blijven omdat er zo weinig bekend is over deze ziekten. 6

Met welke criteria moet rekening worden gehouden bij het prioriteren van ziekten voor financiering of onderzoek? Zijn die geïdentificeerd door de CDC redelijk? Welke andere factoren kunnen worden overwogen? Moeten overheidsinstanties zoals de CDC dezelfde criteria hanteren als particuliere farmaceutische onderzoekslaboratoria? Wat zijn de ethische implicaties van het deprioriteren van andere potentieel verwaarloosde parasitaire ziekten zoals leishmaniasis?


16.5 Eukaryote post-transcriptionele genregulatie

Aan het einde van dit gedeelte kunt u het volgende doen:

  • RNA-splitsing begrijpen en de rol ervan bij het reguleren van genexpressie uitleggen
  • Beschrijf het belang van RNA-stabiliteit bij genregulatie

RNA wordt getranscribeerd, maar moet worden verwerkt tot een volwassen vorm voordat de vertaling kan beginnen. Deze verwerking die plaatsvindt nadat een RNA-molecuul is getranscribeerd, maar voordat het wordt vertaald in een eiwit, wordt genoemd post-transcriptionele modificatie. Net als bij de epigenetische en transcriptionele stadia van verwerking, kan deze post-transcriptionele stap ook worden gereguleerd om genexpressie in de cel te regelen. Als het RNA niet wordt verwerkt, vervoerd of getranslateerd, wordt er geen eiwit gesynthetiseerd.

RNA-splitsing, de eerste fase van post-transcriptionele controle

In eukaryote cellen bevat het RNA-transcript vaak regio's, introns genaamd, die voorafgaand aan translatie worden verwijderd. De gebieden van RNA die coderen voor eiwit worden exons genoemd. (Figuur 16.10). Nadat een RNA-molecuul is getranscribeerd, maar voordat het de kern verlaat om te worden getranslateerd, wordt het RNA verwerkt en worden de introns verwijderd door splitsing. Splicing wordt gedaan door spliceosomen, ribonucleoproteïnecomplexen die de twee uiteinden van het intron kunnen herkennen, het transcript op die twee punten kunnen knippen en de exons samen kunnen brengen voor ligatie.

Evolutie verbinding

Alternatieve RNA-splitsing

In de jaren zeventig werden voor het eerst genen waargenomen die alternatieve RNA-splitsing vertoonden. Alternatieve RNA-splitsing is een mechanisme waarmee verschillende eiwitproducten kunnen worden geproduceerd uit één gen wanneer verschillende combinaties van exons worden gecombineerd om het mRNA te vormen (Figuur 16.11). Deze alternatieve splitsing kan willekeurig zijn, maar vaker wordt het gecontroleerd en fungeert het als een mechanisme van genregulatie, met de frequentie van verschillende splitsingsalternatieven die door de cel worden gecontroleerd als een manier om de productie van verschillende eiwitproducten in verschillende cellen of in verschillende ontwikkelingsstadia te beheersen. Alternatieve splitsing wordt nu beschouwd als een algemeen mechanisme van genregulatie in eukaryoten volgens een schatting, 70 procent van de genen bij mensen wordt uitgedrukt als meerdere eiwitten door alternatieve splitsing. Hoewel er meerdere manieren zijn om alternatief RNA-transcripten te splitsen, is de oorspronkelijke 5'-3'-volgorde van de exons altijd geconserveerd. Dat wil zeggen, een transcript met exons 1 2 3 4 5 6 7 kan worden gesplitst 1 2 4 5 6 7 of 1 2 3 6 7, maar nooit 1 2 5 4 3 6 7.

Hoe zou alternatieve splicing kunnen evolueren? Introns hebben een begin- en eindherkenningssequentie. Het is gemakkelijk voor te stellen dat het splitsingsmechanisme het einde van een intron niet kan identificeren en in plaats daarvan het einde van het volgende intron kan vinden, waardoor twee introns en het tussenliggende exon worden verwijderd. In feite zijn er mechanismen om dergelijke intron-skipping te voorkomen, maar mutaties zullen waarschijnlijk tot falen leiden. Dergelijke "fouten" zouden meer dan waarschijnlijk een niet-functioneel eiwit produceren. Inderdaad, de oorzaak van veel genetische ziekten is abnormale splitsing in plaats van mutaties in een coderende sequentie. Alternatieve splicing zou echter mogelijk een eiwitvariant kunnen creëren zonder verlies van het oorspronkelijke eiwit, waardoor mogelijkheden ontstaan ​​om de nieuwe variant aan nieuwe functies aan te passen. Genduplicatie heeft op een vergelijkbare manier een belangrijke rol gespeeld in de evolutie van nieuwe functies door genen te verschaffen die kunnen evolueren zonder het oorspronkelijke, functionele eiwit te elimineren.

Vraag: In de korenslang Pantherophis guttatus, zijn er verschillende kleurvarianten, waaronder amelanistische slangen waarvan de huidpatronen alleen rode en gele pigmenten vertonen. De oorzaak van amelanisme bij deze slangen werd onlangs geïdentificeerd als het inbrengen van een transponeerbaar element in een intron in het OCA2-gen (oculocutaan albinisme). Hoe kan het inbrengen van extra genetisch materiaal in een intron leiden tot een niet-functioneel eiwit?

Link naar leren

Visualiseer hoe mRNA-splitsing plaatsvindt door het proces in actie te bekijken in deze video.

Controle van RNA-stabiliteit

Voordat het mRNA de kern verlaat, krijgt het twee beschermende "caps" die voorkomen dat de uiteinden van de streng tijdens zijn reis worden afgebroken. 5'- en 3'-exonucleasen kunnen onbeschermde RNA's afbreken. De 5'-cap, die op het 5'-uiteinde van het mRNA wordt geplaatst, bestaat meestal uit een gemethyleerd guanosinetrifosfaatmolecuul (GTP). De GTP wordt "achterwaarts" op het 5'-uiteinde van het mRNA geplaatst, zodat de 5'-koolstofatomen van de GTP en het terminale nucleotide via drie fosfaten zijn verbonden. De poly-A-staart, die aan het 3'-uiteinde is bevestigd, bestaat gewoonlijk uit een lange keten van adeninenucleotiden. Deze veranderingen beschermen de twee uiteinden van het RNA tegen exonuclease-aanvallen.

Zodra het RNA naar het cytoplasma is getransporteerd, kan de tijdsduur dat het RNA daar verblijft, worden gecontroleerd. Elk RNA-molecuul heeft een bepaalde levensduur en vervalt met een bepaalde snelheid. Deze mate van verval kan invloed hebben op de hoeveelheid eiwit in de cel. Als de vervalsnelheid wordt verhoogd, zal het RNA niet zo lang in het cytoplasma aanwezig zijn, waardoor de beschikbare tijd voor translatie van het mRNA wordt verkort. Omgekeerd, als de vervalsnelheid wordt verlaagd, zal het mRNA-molecuul langer in het cytoplasma blijven en kan er meer eiwit worden getranslateerd. Deze mate van verval wordt de RNA-stabiliteit genoemd. Als het RNA stabiel is, wordt het voor langere tijd in het cytoplasma gedetecteerd.

Binding van eiwitten aan het RNA kan ook de stabiliteit ervan beïnvloeden. Eiwitten die RNA-bindende eiwitten of RBP's worden genoemd, kunnen binden aan de regio's van het mRNA net stroomopwaarts of stroomafwaarts van het eiwitcoderende gebied. Deze regio's in het RNA die niet in eiwit worden vertaald, worden de niet-vertaalde regio's of UTR's genoemd. Het zijn geen introns (die zijn verwijderd in de kern). Dit zijn eerder regio's die mRNA-lokalisatie, stabiliteit en eiwittranslatie reguleren. The region just before the protein-coding region is called the 5' UTR , whereas the region after the coding region is called the 3' UTR (Figure 16.12). De binding van RBP's aan deze regio's kan de stabiliteit van een RNA-molecuul verhogen of verlagen, afhankelijk van het specifieke RBP dat bindt.

RNA-stabiliteit en microRNA's

In addition to RBPs that bind to and control (increase or decrease) RNA stability, other elements called microRNAs can bind to the RNA molecule. These microRNAs , or miRNAs, are short RNA molecules that are only 21 to 24 nucleotides in length. The miRNAs are made in the nucleus as longer pre-miRNAs. These pre-miRNAs are chopped into mature miRNAs by a protein called Dicer . Like transcription factors and RBPs, mature miRNAs recognize a specific sequence and bind to the RNA however, miRNAs also associate with a ribonucleoprotein complex called the RNA-induced silencing complex (RISC) . The RNA component of the RISC base-pairs with complementary sequences on an mRNA and either impede translation of the message or lead to the degradation of the mRNA.


5: Eukaryotic Microorganisms - Biology

Alle door MDPI gepubliceerde artikelen worden direct wereldwijd beschikbaar gesteld onder een open access licentie. Er is geen speciale toestemming nodig om het door MDPI gepubliceerde artikel geheel of gedeeltelijk te hergebruiken, inclusief figuren en tabellen. Voor artikelen die zijn gepubliceerd onder een open access Creative Common CC BY-licentie, mag elk deel van het artikel zonder toestemming worden hergebruikt, op voorwaarde dat het originele artikel duidelijk wordt geciteerd.

Feature Papers vertegenwoordigen het meest geavanceerde onderzoek met een aanzienlijk potentieel voor grote impact in het veld. Feature Papers worden ingediend op individuele uitnodiging of aanbeveling door de wetenschappelijke redacteuren en ondergaan peer review voorafgaand aan publicatie.

De Feature Paper kan ofwel een origineel onderzoeksartikel zijn, een substantiële nieuwe onderzoeksstudie waarbij vaak verschillende technieken of benaderingen betrokken zijn, of een uitgebreid overzichtsdocument met beknopte en nauwkeurige updates over de laatste vooruitgang in het veld dat systematisch de meest opwindende vooruitgang in de wetenschappelijke literatuur. Dit type paper geeft een blik op toekomstige onderzoeksrichtingen of mogelijke toepassingen.

Editor's Choice-artikelen zijn gebaseerd op aanbevelingen van de wetenschappelijke redacteuren van MDPI-tijdschriften van over de hele wereld. Redacteuren selecteren een klein aantal artikelen die recentelijk in het tijdschrift zijn gepubliceerd en waarvan zij denken dat ze bijzonder interessant zijn voor auteurs, of belangrijk zijn op dit gebied. Het doel is om een ​​momentopname te geven van enkele van de meest opwindende werken die in de verschillende onderzoeksgebieden van het tijdschrift zijn gepubliceerd.


EUKARYOTISCHE EN PROKARYOTISCHE CELLEN

De cel zoals we die kennen is de basiseenheid van het leven. Micro-organismen zijn cellulaire entiteiten en kunnen dus worden vergeleken met een cel. Ze kunnen ofwel bestaan ​​als eencellige organismen of organismen met meerdere cellen (d.w.z. als meercellige organismen). Microbiële cellen zijn alomtegenwoordig in de natuurlijke omgeving en worden aangetroffen in de bodem, het water, in de lucht, op en in ons lichaam, planten en dieren en zelfs op plaatsen waar andere levensvormen zelden voorkomen (bijvoorbeeld in warmwaterbronnen). Biologen geloven dat er al sinds de oudheid microbieel leven bestaat en dat microbiële cellen voorafgaan aan de opkomst van meercellige of hogere organismen op planeet aarde. Een enkele cel is een eenheid, geïsoleerd of afgezonderd van andere cellen door een membraan, en veel cellen bevatten ook een celwand buiten het membraan. Bacteriën worden bijvoorbeeld gegroepeerd in twee hoofdtypen op basis van hun celwanden, namelijk: Gram-positieve bacteriën en Gram-negatieve bacteriën.

Een cel bevat verschillende chemicaliën en cellulaire structuren, waaronder cytoplasma, ribosomen en celwand om er maar een paar te noemen. Het membraan is semi-permeabel en vormt een compartiment dat de interne bestanddelen van de cel in stand houdt en beschermt tegen externe krachten, terwijl belangrijke voedingsstoffen en afvalstoffen de cel kunnen binnenkomen en verlaten met de juiste celcontrole. Cellen communiceren en wisselen materialen uit met hun omgeving, en ze ondergaan voortdurend veranderingen, en ze vertonen ook een hoge mate van metabolisme. Cellen kunnen worden beschouwd als zowel chemische als coderingsmiddelen omdat ze voedingsstoffen uit hun omgeving kunnen opnemen en deze chemisch kunnen transformeren voor hun onderhoud of groei, en op hun beurt reproductie kunnen ondergaan. Micro-organismen zijn dus levende cellen omdat ze allemaal de fundamentele kenmerken van levende wezens vertonen, behalve virussen die als een niet-levende entiteit buiten een levende cel bestaan. Er zijn in principe twee verschillende soorten microbiële cellen op basis van de oriëntatie van de kern van elk van deze organismen en de onthullingen van microscopisch onderzoek wanneer levende cellen onder een elektronenmicroscoop worden onderzocht.

De twee soorten microbiële cellen zijn prokaryote cellen en eukaryote cellen.

Prokaryotische cellen zijn microbiële cellen met chromosomen die niet door een membraan van het cytoplasma zijn gescheiden. Het zijn cellen die een kern en andere door membraan omsloten organellen missen, zoals mitochondrion en chloroplast enzovoort. Dus alles in de cel van een prokaryoot is openlijk toegankelijk in de cel, en sommige zweven vrij in de cel omdat ze niet membraangebonden zijn. De zin 'prokaryoot' komt van het Griekse woord pro wat betekent voor en kary of cary staat voor kern of kern. In algemene termen betekent prokaryoot 'primitieve cellen' in het Grieks en de reden dat hun 'kern' primitief zou zijn, is omdat hun genetisch materiaal niet is ingesloten in een kernmembraan (in dit geval: de kern). Hun genetisch materiaal (d.w.z. DNA) is meestal ingesloten in een enkel cirkelvormig molecuul dat bekend staat als de nucleoïde. De nucleoïde van prokaryoten is meestal niet ingesloten in een membraan (Figuur 1). Op basis hiervan vinden zowel transcriptie- als translatieprocessen plaats en worden ze gecombineerd in het cytoplasma in tegenstelling tot het geval in eukaryote cellen waar hun genetisch materiaal of DNA is ingesloten in een kern.

Figuur 1. Structuur van een prokaryotische cel.

De andere delen van een prokaryotische cel kunnen flagella, celwand, plasmamembraan, fimbriae/pilus, endosporen, capsules en zetmeelkorrels omvatten. Microbiële cellen zonder een kern en andere membraangebonden organellen zoals mitochondriën worden over het algemeen prokaryoten genoemd. Naast het ontbreken van membraangebonden organellen, hebben prokaryoten ook kleinere ribosomen (met een sedimentatiecoëfficiënt van 70S) dan andere niet-prokaryotische cellen. In principe zijn er twee soorten prokaryotische cellen en deze zijn: Archaeaen bacteriën. Prokaryote cellen zijn veel eenvoudiger van vorm of structuur dan de eukaryote cellen, en ze hebben celwanden die peptidoglycaan bevatten. Ze zijn uitzonderlijk in het uitvoeren van stikstoffixatie, en de meeste prokaryoten zijn chemolithoautotrofen of chemolithotrofen in de natuur (d.w.z. ze zijn in staat om bepaalde elementen of anorganische chemicaliën zoals waterstof, zwavel en waterstofsulfide te oxideren om hun eigen energie of voedsel te genereren). Prokaryoten die chemolithoautotrofen zijn, spelen een belangrijke rol in het ecosysteem omdat ze helpen bij het recyclen van materie in de natuur en ze worden ook gebruikt bij uitlogingsactiviteiten.

Eukaryotische cellen zijn organismen of cellen die een membraangebonden kern hebben. Het is een aparte groep organismen met een door een membraan omsloten kern en andere organellen zoals de mitochondriën die membraangebonden zijn (Figuur 2). De term eukaryoot is afgeleid van het Griekse woord EU wat 'waar' betekent en kary wat kern betekent. Met andere woorden, eukaryoten zijn cellen of organismen met een echte kern. Alle eukaryote cellen hebben hun genetisch materiaal of DNA ingesloten in de kern (een membraangebonden organel). Ze omvatten cellen van schimmels, protozoa, algen, planten en dieren. Eukaryotische cellen hebben organellen met afzonderlijke cellulaire en metabolische functies in tegenstelling tot de prokaryoten. Structureel zijn eukaryoten complexer en georganiseerder dan prokaryotische cellen. Alle bekende levende organismen die bacteriën uitsluiten en Archaea staan ​​bekend als eukaryoten. Sommige van de organellen die in eukaryote cellen worden gevonden, zijn onder meer chloroplast (alleen gevonden in fotosynthetische cellen), mitochondriën, celwand (die chitine of cellulose bevat, indien aanwezig), ribosomen (80S-ribosomen) en cytoplasma.

Figuur 2. Structuur van een eukaryote cel.

Er zijn andere groepen micro-organismen die noch eukaryoten noch prokaryoten zijn. Deze microben die geen prokaryote cellen of eukaryote cellen zijn, staan ​​bekend als: virussen. het is opmerkelijk dat virussen, een groep micro-organismen zijn noch eukaryoten, noch prokaryoten. De reden hiervoor is dat virussen geen cellen zijn omdat ze bepaalde eigenschappen van een cel missen (bijvoorbeeld het vermogen om zichzelf te repliceren). Virussen vertonen alleen de eigenschappen van een cel wanneer deze een levende cel infecteert, en het is bekend dat ze alle cellen infecteren, inclusief andere micro-organismen. Ze zijn veel kleiner dan de eukaryote en prokaryotische cellen. Buiten een levende cel zijn virussen statisch en niet in staat enige vorm van metabolische activiteit uit te voeren. Ze worden alleen actief en vermenigvuldigen zich wanneer ze levende cellen infecteren waarvan de biosynthetische machinerie wordt gebruikt om hun eigen cellen aan te drijven. Virussen worden dus over het algemeen aangeduid als ‘obligate intracellulaire parasieten’ omdat ze zich alleen kunnen vermenigvuldigen in de cellen van andere levende organismen die ze infecteren.

Table 1. somt enkele van de fundamentele verschillen op tussen eukaryote en prokaryotische cellen.

Tabel 1. VERSCHILLEN TUSSEN PROKARYOTISCHE EN EUKARYOTISCHE CELLEN

PROKARYOTENEUKARYOTES
1.Kernmembraan ontbreekt.Kernmembraan is aanwezig.
2.Chromosoomstructuur staat in direct contact met het cytoplasma.De chromosoomstructuur staat niet in direct contact met het cytoplasma, maar in een aan het kernmembraan gebonden organel dat de kern wordt genoemd.
3.Bij celdeling zijn geen mitose en meiose betrokken.Celdeling omvat mitose en meiose.
4.Celwand, indien aanwezig, bevat alleen peptidoglycaan.Celwand, indien aanwezig, bevat chitine en cellulose, maar geen peptidoglycaan.
5.Mitochondriën ontbreken.Mitochondriën zijn over het algemeen aanwezig.
6.Flagella hebben, indien aanwezig, een eenvoudige structuur.Flagella hebben, indien aanwezig, een complexe structuur.
7.Chloroplasten ontbreken.Chloroplasten zijn aanwezig, maar alleen in fotosynthetische cellen.
8.Golgi-lichaampjes/apparatuur en endoplasmatisch reticulum zijn afwezig.Golgi-lichaampjes/-apparatuur en endoplasmatisch reticulum zijn aanwezig.
9.Ademhaling wordt uitgevoerd door het cytoplasmatische membraan.Ademhaling wordt uitgevoerd door mitochondriën.
10.De chromosomen van prokaryotische cellen zijn vaak haploïde (d.w.z. bevatten enkelstrengs DNA).De chromosomen van eukaryote cellen zijn diploïde (d.w.z. het bevat twee of meer strengen DNA).
11.Voert alleen ongeslachtelijke voortplanting uit.Voert zowel seksuele als ongeslachtelijke voortplanting uit.

VERDER LEZEN

Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K en Watson JD (2002). De moleculaire biologie van de cel. Vierde druk. New York, Garland, VS.

Campbell, Neil A. Brad Williamson Robin J. Heyden (2006). Biologie: het leven verkennen. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall.

Cooper GM en Hausman RE (2004). De cel: een moleculaire benadering. Derde editie. ASM-pers.

Karp, Gerard (2009). Cel- en moleculaire biologie: concepten en experimenten. John Wiley & Sons.

Madigan MT, Martinko JM, Dunlap PV en Clark DP (2009). Brock Biologie van micro-organismen. 12e editie. Pearson Benjamin Cummings Publishers. VS. blz. 795-796.

Nelson, David L. Cox, Michael M. (2005). Lehninger Principes van Biochemie (4e ed.). New York: W.H. vrijman.

Verma PS en Agarwal VK (2011). Cytologie: celbiologie en moleculaire biologie. Vierde druk. S. Chand and Company Ltd, Ram Nagar, New Delhi, India.


The Protists

Protists are one-celled eukaryotes. However, like every rule in biology, exceptions exist. Sometimes, various seaweeds are grouped with protists, even though they have many cells. The protists include a wide range of organisms. Some are not particularly closely related. In fact, genetics reveals that protists consist of at least ten groups equivalent to kingdoms. To put this in perspective, all animals, from worms to humans, belong to a single kingdom. Examples of protists include amoebas, parameciums and kelp. All algae, except blue-green algae (now known as cyanobacteria) are eukaryotes.


Lipids and Biomembranes of Eukaryotic Microorganisms

Lipids and Biomembranes of Eukaryotic Microorganisms synthesizes the state of knowledge for eukaryotic microorganisms and relates this knowledge to microbial membranes. This book examines each of the major classes of lipids—sterols, fatty acids, phospholipids, and sulfolipids—separately. In each case an attempt has been made to provide a comprehensive summary and to evaluate critically the literature on the occurrence and biosynthesis of these compounds in yeasts, fungi, algae, and protozoa. Physiological functions of these lipids, particularly their role in the membranes of the organisms, are described. In some cases attention has been called to the possible usefulness of lipids as taxonomic criteria. Experimental systems for studying the relation between the structure of lipids and their function in biomembranes are also discussed. These systems include the photosynthetic membranes in organisms such as Euglena, Chlorella, and Chlamydomonas in which the formation of the chloroplasts is susceptible to experimental control and fatty acid auxotrophic mutants of yeasts and Neurospora in which the fatty acid composition of the membrane lipids can be altered by the experimenter. This book will be of use to lipid biochemists, microbial physiologists, taxonomists, and cell biologists who are interested in the molecular aspects of biomembranes.

Lipids and Biomembranes of Eukaryotic Microorganisms synthesizes the state of knowledge for eukaryotic microorganisms and relates this knowledge to microbial membranes. This book examines each of the major classes of lipids—sterols, fatty acids, phospholipids, and sulfolipids—separately. In each case an attempt has been made to provide a comprehensive summary and to evaluate critically the literature on the occurrence and biosynthesis of these compounds in yeasts, fungi, algae, and protozoa. Physiological functions of these lipids, particularly their role in the membranes of the organisms, are described. In some cases attention has been called to the possible usefulness of lipids as taxonomic criteria. Experimental systems for studying the relation between the structure of lipids and their function in biomembranes are also discussed. These systems include the photosynthetic membranes in organisms such as Euglena, Chlorella, and Chlamydomonas in which the formation of the chloroplasts is susceptible to experimental control and fatty acid auxotrophic mutants of yeasts and Neurospora in which the fatty acid composition of the membrane lipids can be altered by the experimenter. This book will be of use to lipid biochemists, microbial physiologists, taxonomists, and cell biologists who are interested in the molecular aspects of biomembranes.


Author information

Voorkeuren

Dundee Drug Discovery Unit, Biological Chemistry and Drug Discovery, College of Life Sciences, University of Dundee, Dundee, DD1 5EH, UK

Aberdeen Fungal Group, Wellcome Trust Strategic Award in Medical Mycology and Fungal Immunology, School of Medical Sciences, Institute of Medical Sciences, Foresterhill, University of Aberdeen, Aberdeen, AB25 2ZD, UK

Centre for Immunity, Infection and Evolution, School of Biological Sciences, University of Edinburgh, Edinburgh, EH9 3FL, UK

Wellcome Trust Centre for Molecular Parasitology, Institute of Infection, Immunity and Inflammation, College of Medical and Veterinary Life Sciences, University of Glasgow, Glasgow, G12 8TA, UK


Bekijk de video: Ilze DimantaSievietēm Zinātnē 2016 (Januari- 2022).