Rozdiel medzi protistami a hubami

úvod

Protisti a huby tvoria dve jedinečné kráľovstvo života. Protisti demonštrujú robustný rozptyl vlastností, čo komplikuje ich taxonómiu. Plesne sú oveľa jednoduchšie charakterizovať. Huby sa od Protistov odklonili asi pred 1,5 miliardami rokov [1], čo znamenalo stratu bičíkov počas prechodu z vodného prostredia na suchozemské biotopy so súčasným vývojom nových mimovodných mechanizmov šírenia spór [2]. Huby prispôsobili rozpoznateľný súbor charakteristík, ktoré pomáhajú objasniť ich rozdiely od protistov.

Bunkové rozdiely

Protektory sú jednobunkové organizmy. Väčšina húb je viacbunková a je štruktúrovaná v rozvetvenom pozdĺžnom vláknitom systéme hýf [1]. Štruktúry vetvenia hýf pozostávajú z jednej alebo (obvykle) viacerých buniek uzavretých vo vnútri tubulárnej bunkovej steny [1]. Väčšina Protistov má guľový tvar, ktorý je pre optimalizáciu difúzie kyslíka suboptimálny. Large Protists majú podlhovastý tvar, ktorý uspokojí ich zvýšenú potrebu difúzie kyslíka [3]..

Veľkosť bunky

Jednobunkové protisty sú väčšinou mikroskopické, ale zriedkavé príklady boli nájdené v oblasti tisíce metrov štvorcových [3]. Huby sú zvyčajne dosť veľké, aby ich bolo možné pozorovať voľným okom, ale existuje veľké množstvo mikroskopických druhov [1]..

Bunková membrána

Protektory môžu obsahovať rastlinné bunkové steny, živočíšne bunkové steny a dokonca aj granuly, ktoré poskytujú ochranu pred vonkajším prostredím [3]. Mnoho Protistov nemá bunkovú stenu [3]. Na rozdiel od odrody Protist bunkových membrán je charakteristickou vlastnosťou húb všadeprítomná prítomnosť chitínovej bunkovej steny. [14].

Vnútrobunková organizácia

Huby sa skladajú zo spleteného systému hýf rozdeľovaných systémom delenia septy [1]. Septa nebol nájdený u žiadnych protistov [3]. Plesňové septa rozdeľuje hýfy na priepustné priestory [1]. Perforácia septy umožňuje translokáciu organel vrátane ribozómov, mitochondrií a jadier medzi bunkami [3]. Protistické organely existujú v nerozdelenej cytoplazme [3].

Bunkové dodatky

Na rozdiel od väčšinou stacionárnych húb sú protóny pohyblivé [1,3] a táto pohyblivosť morfologicky odlišuje protisty od húb pridaním bunkových príveskov. Protisti často obsahujú prívesky ako cilia, bičíky a pseudopodia [3]. Huby vo všeobecnosti nemajú bunkové prídavky, aj keď v huby existujú zriedkavé príklady konídiových príveskov [4]..

Dýchanie

Protistné dýchanie

i) Protistová aeróbna respirácia

Protisti získavajú kyslík difúziou, čo obmedzuje ich schopnosť bunkového rastu [3]. Niektorí ochrancovia, ako sú fytoflageláty, vykonávajú autotrofný aj oxidačný heterotrofný metabolizmus [3]. Protistický metabolizmus funguje optimálne prostredníctvom širokého rozsahu teplôt a množstva kyslíka. Toto je vedľajší produkt množstva výklenkov, ktoré obývajú, ktoré majú obrovský rozsah teplôt a dostupnosti kyslíka [3]..

ii) Protistická anaeróbna respirácia

Medzi parazitickými protistami existuje povinná anaeróbna respirácia, čo je pre eukaryoty vzácnosť [3]. Mnoho povinných anaeróbnych protistov nemá cytochróm oxidázu, čo vedie k atypickej mitochondrii [3].

iii) Plesňové dýchanie

Väčšina húb dýcha aeróbne pomocou vetvených dýchacích reťazcov na prenos elektrónov z NADH na kyslík [5]. Plesňové NADH dehydrogenázy sa používajú na katalyzovanie oxidácie matrice NADH a sú schopné tak urobiť aj v prítomnosti niektorých inhibítorov, ako je rotenón [5]. Huby tiež používajú alternatívne oxidázy na dýchanie v prítomnosti inhibítorov pre ubichinol: cytochróm c oxidoreduktáza a cytochróm c oxidáza [5]. Alternatívne oxidázy pravdepodobne umožňujú účinnú patogenitu v prítomnosti obranných mechanizmov hostiteľa na báze oxidu dusnatého [5]..

osmoregulace

Protisty, ktoré obývajú vodné prostredie, majú zosilnenie bunkových štruktúr, ktoré sa v hubách nenachádzajú. Toto zosilnenie umožňuje vyšší stupeň osmoregulácie. Kontraktívne vakuoly sú protistické organely, ktoré umožňujú osmoreguláciu a zabraňujú opuchom a prasknutiu buniek [3]. Zmluvné vakuoly sú obklopené systémom tubulov a vezikúl, ktoré sa spoločne nazývajú spongióm, ktorý pomáha pri vylúčení kontraktilných vakuol z bunky [3]. Zmluvné vakuoly sú v hubách podstatne menej hojné [1,3].

Mitochondriálne rozdiely

Protistické mitochondriálne genomy

Na rozdiel od húb si protistické mitochondriálne (mt) genómy zachovali množstvo pôvodných proto-mitochondriálnych genomických prvkov. Toto je zrejmé z génovej redukcie mungGenomov húb [6]. Protist mtGenomes sa pohybuje vo veľkosti od 6kb genómu Plasmodium falciparum do 77kb genómu choanoflagelátu Monosiga brevicollis, menší rozsah ako huby [6]. Priemerná veľkosť Protist mtGenome je o 40 kb výrazne menšia ako priemerná veľkosť mitochondriálneho genómu húb [6].

Protistické mtgény sú kompaktné, bohaté na exóny a často sa skladajú z prekrývajúcich sa kódovacích oblastí [6]. Nekódujúci intronický priestor predstavuje menej ako 10% celkovej veľkosti Protist mtGenome [6]. Veľká časť Protist mtDNA nemá intróny skupiny I alebo II [6]. Obsah A + T je vyšší v protistických mtGenoménoch v porovnaní s hubami [6]. Obsah génov v protistických mtGenoménoch pripomína skôr rastlinné mtGenomény ako mungové gény z húb [6]. Na rozdiel od húb, Protist mtGenomy kódujú veľké aj malé podjednotky RNA [6]..

Plesňové mitochondriálne gény

Huby sa vyvinuli z Protistov a ich divergencia je charakterizovaná redukciou génov a pridaním intrónov [6]. V porovnaní s protistanovými mtGenomami bohatými na gény obsahujú huby mtGenomy pluralitu intergénnych oblastí pozostávajúcich z nekódujúcich repetícií a intrónov, ktoré sú väčšinou intrónmi skupiny I [7]. Variácie vo veľkosti húb mtGenómu húb sa väčšinou vysvetľujú skôr intrónovými oblasťami než génovými odchýlkami nájdenými v protist mtGenomoch [7]. Intergénne regióny tvoria v mungGenomoch húb až 5kb dĺžky [7]..

Aj keď Protist mtGenomy obsahujú viac génov, mungGenomy húb obsahujú podstatne väčšie množstvo génov kódujúcich tRNA [6,7]. Plesňové mtGenómy majú väčší rozsah ako protistické mtGenomy. Najmenšia známa fungálna mtGenóm húb je 19 kbp, ktorá sa nachádza v krajine Schizosaccharomyces pombe [6]. Najväčší známy huby húb Fungal je 100 kbp Podospora anserina [6]. Na rozdiel od Protist mtGenomov je obsah génov vo fungálnej mtDNA relatívne konzistentný naprieč organizmami [6]..

Zdroje živín a stratégie získavania živín

Získanie výživovej látky z húb

Huby používajú mycélium, ich zbierku hýf, na získavanie a transport živín cez plazmatickú membránu svojich buniek [2]. Tento proces je vysoko závislý od pH prostredia, z ktorého sa získavajú živiny [2]. Huby sú saprotrofy, ktoré získavajú svoje živiny primárne z rozpustenej organickej hmoty rozkladu mŕtvych rastlín a zvierat [1]. Akékoľvek požadované trávenie živín sa vyskytuje extracelulárne uvoľňovaním enzýmov, ktoré štiepia živiny na monoméry, aby sa mohli požiť pomocou uľahčenej difúzie [1].

Protist Nutrient Acquisition

Naopak, chráni svoje živiny prostredníctvom rôznych stratégií. Pokus kategorizovať stratégie získavania živín Protist definuje šesť kategórií [3]:

Foto-autotrofní prvovýrobcovia - Na syntézu živín z CO2 a H2O používajte slnečné žiarenie.
Baktérie a detektíva - Krmivo pre baktérie alebo detritus.
saprotrophs - Živte sa extracelulárne stráviteľnými a následne absorbovanými neživými látkami.
Algivores - Živí sa predovšetkým riasami.
Neselektívne všežravce - Krmivo neselektívne na riasach, detritoch a baktériách.
Predátori dravcov - Živí sa predovšetkým protozoami a organizmami z vyšších trofických úrovní.

Mnohé z vyššie uvedených stratégií sú zmiešané. Medzi fotoautotrofné primárne producenty patria napríklad organizmy založené na mori, ktoré môžu využívať rôzne úrovne heterotropie umožňujúce získavanie živín, ktoré nevyžadujú prívod energie zo slnečného svetla, keď nie je k dispozícii slnečné svetlo [3]..

Reprodukčné rozdiely

Protisti a huby zahŕňajú druhy, ktoré sa množia sexuálne a aesexuálne. Protesty sú jedinečné v tom, že zahŕňajú organizmy schopné reprodukcie v rovnakom období ako v eesexuálnej, tak aj v sexuálnej reprodukcii [8]. Zložitosť niektorých protistických životných cyklov má za následok ohromujúce morfologické variácie počas života organizmu, ktoré umožňujú odlišné metódy reprodukcie [8]. Morfologické zmeny súvisiace s reprodukciou sa u húb nepozorujú, pokiaľ sú v protistoch.

Aesexuálne reprodukčné rozdiely

Aesexuálna reprodukcia v plesniach sa prejavuje potlačením spór pochádzajúcich z ovocných telies nachádzajúcich sa v mycéliu alebo fragmentáciou mycélia alebo pučaním [9]. Aesexuálna reprodukcia v Protistoch nastáva rôznymi metódami. Binárne štiepenie (jednoduché jadrové delenie) a viacnásobné štiepenie (viac jadrových divízií) sú dve bežné aesexuálne reprodukčné metódy medzi protistami [8]. Ďalšou protist špecifickou reprodukčnou stratégiou je plazmotómia [8]. Plazmotómia sa vyskytuje medzi viacjadrovými protistami a spôsobuje cytoplazmatické delenie bez nukleárneho delenia [8]..

Sexuálne reprodukčné rozdiely

Sexuálnu reprodukciu bežne používajú huby [8,9]. Je tiež zložitejšia ako aesxuálna reprodukcia, a preto si vyžaduje podrobnejší opis, aby sa zistilo, ako sa tento proces líši medzi protistami a hubami..

Plesňové sexuálne rozmnožovanie

Počas plesňovej sexuálnej reprodukcie zostáva jadrová membrána a jadro (zvyčajne) nedotknuté počas celého procesu [9]. Plazmogamia, karyogamia a meióza zahŕňajú tri postupné štádiá sexuálnej reprodukcie húb [9]. Plazmogamia znamená protoplazmatickú fúziu medzi párujúcimi sa bunkami, čím sa do tej istej bunky prenesú zreteľné haploidné jadrá [9]. K fúzii týchto haploidných jadier a tvorbe diploidného jadra dochádza v štádiu karyogamie [9]. Na konci karyogamy existuje zygota a meióza pokračuje tvorbou vretenových vlákien v jadre. Týmto sa obnovuje haploidný stav pomocou diploidnej chromozómovej separácie [9]..

Plesňové stratégie pre interakciu haploidných jadier počas sexuálnej reprodukcie sú u húb rôznorodejšie v porovnaní s protistami. Tieto stratégie zahŕňajú tvorbu gamét a uvoľňovanie z gamétangie (pohlavné orgány), interakciu gamétangie medzi dvoma organizmami a interakciu somatických hýf [9]..

Protistické sexuálne rozmnožovanie

Stratégie protistickej sexuálnej reprodukcie sú takmer úplne odlišné od stratégií, ktoré používajú huby. Tieto stratégie zahŕňajú jedinečné procesy, ktoré sa líšia v dôsledku bunkovej štruktúry, najmä bunkových doplnkov dostupných pre kontakt s inými protistami [8]. Tvorba a uvoľňovanie gamét je sexuálna reprodukčná metóda medzi vysoko pohyblivými bičovanými protistami [8]. Konjugácia je metóda, ktorú používajú ciliated Protists a ktorá vedie skôr k fúzii gametických jadier, ako k vytváraniu a uvoľňovaniu nezávislých gamét [8]. Autogamia, proces samooplodnenia, ktorý sa stále považuje za formu sexuálnej reprodukcie, vytvára medzi potomkami samooplodnenej rodičovskej bunky homozygotnosť [8]..

Súhrnná tabuľka

Ako je zhrnuté vyššie, rozdiely medzi protistami a hubami sú obrovské a možno ich pozorovať na všetkých úrovniach štruktúry a počas všetkých ich behaviorálnych interakcií s prostredím. Toto preskúmanie je iba zhrnutím rozdielov. Citované odkazy poskytujú podrobnejšie vysvetlenia pre tých, ktorí sa zaujímajú o ďalšie informácie.

príroda