Protistų ir grybelių skirtumas

Įvadas

Protistai ir grybai sudaro dvi unikalias gyvenimo karalystes. Protistai demonstruoja ryškų bruožų variantą, apsunkinantį jų taksonomiją. Grybus apibūdinti yra daug paprasčiau. Grybai nuo protistų išsiskyrė maždaug prieš 1,5 milijardo metų [1] - įvykis, dėl kurio žievės žlugimas pasikeitė iš vandens į sausumos buveines ir kartu vystėsi nauji nevandeniniai sporų pasiskirstymo mechanizmai [2]. Grybai pritaikė atpažįstamą savybių rinkinį, kuris padeda išsiaiškinti jų skirtumus nuo protistų.

Ląstelių skirtumai

Protistai yra vienaląsčiai organizmai. Didžioji dalis grybų yra daugialąsčiai ir sudaryti iš išsišakojusių pailgų gijinių hifų sistemos [1]. Šakojančias hyfae struktūras sudaro viena arba (dažniausiai) daugiau ląstelių, uždengtų vamzdinėje ląstelės sienoje [1]. Dauguma protistų yra sferinės formos, o tai nėra optimalu deguoniui gauti difuzijos būdu. Didieji protistai yra pailgos formos, kad patenkintų padidėjusį deguonies difuzijos poreikį [3].

Ląstelės dydis

Vienaląsčiai protistai dažniausiai yra mikroskopiniai, tačiau retų pavyzdžių rasta tūkstančių kvadratinių metrų plote [3]. Grybai paprastai yra pakankamai dideli, kad juos būtų galima pastebėti plika akimi, tačiau egzistuoja daugybė mikroskopinių rūšių [1]..

Ląstelės membrana

Protistams gali būti į augalus panašios ląstelių sienos, į gyvūnams panašias ląstelių sienas ir netgi granulės, užtikrinančios apsaugą nuo išorinės aplinkos [3]. Daugelis protistų neturi ląstelės sienos [3]. Priešingai nei protistinių ląstelių membranų įvairovė, grybams būdinga savybė yra visur esanti chitinozinė ląstelės siena. [14].

Tarpląstelinė organizacija

Grybus sudaro suformuota hifų sistema, suskirstyta į septas [1]. Septa nerasta jokiuose protistuose [3]. Grybeliniai septai padalija hifas į pralaidžius skyrius. Septa perforacija leidžia perkelti organelių, įskaitant ribosomas, mitochondrijas ir branduolius, tarp ląstelių [3]. Protistinės organelės egzistuoja nekomercinėje citoplazmoje [3].

Ląstelių priedai

Skirtingai nuo daugiausiai nejudančių grybų, protistai yra judrūs [1,3] ir šis judrumas morfologiškai išskiria protistus nuo grybelių pridedant ląstelinius priedus. Protistai dažnai turi priedus, tokius kaip blakstiena, žvynelinė ir pseudopodija [3]. Grybai paprastai neturi ląstelinių priedų, nors yra ir retų grybų konidijų priedų pavyzdžių [4].

Kvėpavimas

Protistinis kvėpavimas

i) Protistinis aerobinis kvėpavimas

Protistai deguonį gauna difuzijos būdu ir tai riboja jų galimybes augti ląstelėse [3]. Kai kurie protistai, pavyzdžiui, fitoflagellatai, metabolizuoja tiek autotrofinius, tiek oksidacinius heterotrofinius procesus [3]. Protistinis metabolizmas optimaliai veikia esant daugybei temperatūrų ir deguonies suvartojimo kiekių. Tai yra daugybės nišų, kuriose gyvena daugybė temperatūrų ir deguonies, šalutinis produktas [3]..

ii) Protistinis anaerobinis kvėpavimas

Tarp parazituojančių protistų yra privalomas anaerobinis kvėpavimas - eukariotų retenybė. Daugeliui įpareigojančių anaerobe protistų trūksta citochromo oksidazės, dėl ko atsiranda netipinė mitochondrija [3]..

iii) grybelinis kvėpavimas

Dauguma grybelių atsistato aerobiniu būdu, naudodamos šakotas kvėpavimo grandines, kad perneštų elektronus iš NADH į deguonį [5]. Grybelinės NADH dehidrogenazės yra naudojamos matricos NADH oksidacijai katalizuoti ir yra pajėgios tai padaryti net esant kai kuriems inhibitoriams, pavyzdžiui, rotenonui [5]. Grybeliai taip pat naudoja alternatyvias oksidazes, kad atsistatytų esant ubikinolio inhibitoriams: citochromo c oksidoreduktazei ir citochromo c oksidazei [5]. Alternatyvūs oksidazės greičiausiai įgalina veiksmingą patogeniškumą, jei yra azoto oksido pagrindu veikiančių šeimininko gynybos mechanizmų [5]..

Osmoreguliacija

Vandenyje gyvenantys protistai turi daugybę ląstelinių struktūrų, kurių nėra grybuose. Šis sustiprinimas įgalina aukštesnį osmoreguliacijos laipsnį. Susitraukiančios vakuolės yra protistinės organelės, kurios įgalina osmoreguliaciją ir apsaugo nuo patinimo ir ląstelių plyšimo [3]. Susitraukiančius vakuolius supa kanalėlių ir pūslelių sistema, bendrai vadinama spongioma, padedančia išstumti kontraktilinius vakuolius iš ląstelės [3]. Sutraukiamųjų vakuolių grybeliuose yra žymiai mažiau [1,3].

Mitochondrijų skirtumai

Protistiniai mitochondrijų genomai

Skirtingai nuo grybelių, protistų mitochondrijų (mt) genomai išsaugojo daugybę protėvių proto-mitochondrijų genomo elementų. Tai akivaizdu sumažėjus genų kiekiui „Fungi mtGenomes“ [6]. Protistinių mtGenomų dydis svyruoja nuo 6 kb genomo Plasmodium falciparum į cholanoflagellato genomą iki 77 kb Monosiga brevicollis, mažesnis diapazonas nei Fungi [6]. Vidutinis protistų mtGenomo dydis yra 40 kb, žymiai mažesnis už vidutinį grybelio mitochondrijų genomo dydį [6]..

Protistiniai mtGenomai yra kompaktiški, turtingi egzonų ir dažnai sudaryti iš sutampančių kodavimo sričių [6]. Nekoduojama vidinė erdvė sudaro mažiau nei 10% viso protistinio mtGenome dydžio [6]. Didelė dalis protistinio mtDNR neturi nei I, nei II grupės intronų [6]. Protistinių mtGenomų A + T kiekis yra didesnis, palyginti su grybais [6]. Protistinių mtGenomų genų kiekis labiau primena augalų mtGenomus, nei grybelinių mtGenomų [6]. Skirtingai nuo grybelių, protistų mtGenomai koduoja tiek didelius, tiek mažus subvienetų RNR [6]..

Grybeliniai mitochondrijų genomai

Grybai išsivystė iš protistų ir jų skirtumui būdingas genų sumažinimas ir intronų papildymas [6]. Palyginti su daug genų turinčiais protistų mtGenomais, grybeliniuose mtGenomuose yra gausybė tarpgeninių regionų, kuriuos sudaro nekoduojantys pakartojimai ir intronai, kurie dažniausiai yra I grupės intronai [7]. Grybelinio mtGenomo dydžio kitimas dažniausiai paaiškinamas intronų regionais, o ne geno pagrindu sukurtu variantu, aptinkamu protistinių mtGenomų [7]. Tarpgeniniai regionai sudaro iki 5 kb ilgio grybeliniuose mtGenomuose [7]..

Nors protistiniuose mtGenomuose yra daugiau genų, grybeliniuose mtGenomuose yra žymiai didesnis tRNR koduojančių genų kiekis [6,7]. Grybeliniai „mtGenome“ dydžiai apima didesnį diapazoną, palyginti su „Protist mtGenome“. Mažiausias žinomas grybelinis „mtGenome“ yra 19 kbp, rastas Schizosaccharomyces pombe [6]. Didžiausias žinomas grybelinis mtGenome yra 100 kbp, rastas Podospora anserina [6]. Skirtingai nuo protistinių mtGenomų, grybelinės mtDNR genų kiekis organizmuose yra santykinai pastovus [6]..

Maistinių medžiagų šaltiniai ir jų įsigijimo strategijos

Grybų maistinių medžiagų įsigijimas

Grybai naudoja grybą, jų hifų rinkimą, kad gautų ir gabentų maistines medžiagas per savo ląstelių plazminę membraną [2]. Šis procesas labai priklauso nuo aplinkos, iš kurios gaunamos maistinės medžiagos, pH [2]. Grybai yra saprotrofai, kurių maistinės medžiagos pirmiausia gaunamos iš ištirpusių organinių medžiagų, sudedančių negyvus augalus ir gyvūnus [1]. Bet koks būtinas maistinių medžiagų skaidymas vyksta tarpląsteliniu būdu, išskiriant fermentus, kurie skaido maistines medžiagas į monomerus, kad jie būtų suvartojami palengvinant difuziją [1]

Protistinių maistinių medžiagų įsigijimas

Protistai, priešingai, savo maistines medžiagas gauna pagal įvairias strategijas. Bandymas suskirstyti į protistų maistinių medžiagų įsigijimo strategijas yra šešios kategorijos [3]:

Pirminiai fotoautrofiniai gamintojai - Norėdami sintetinti maistines medžiagas iš CO2 ir H2O, naudokite saulės spindulius.
Bacti- ir detritivores - Maitinasi bakterijomis ar detritu.
Saprotrofai - Maitinami tarpląsteliniu būdu suvirškintomis ir vėliau absorbuotomis negyvomis medžiagomis.
Algivoriai - Maitinasi daugiausia dumbliais.
Neselektyvūs visagaliai - Maitinkite ne selektyviai iš dumblių, detrito ir bakterijų.
„Raptorial“ plėšrūnai - Maitinasi pirmiausia pirmuoniais ir organizmais, kurių aukštesnis trofinis lygis.

Daugelis minėtų strategijų yra mixotrofinės. Pavyzdžiui, fotoautrofrofiniai pirminiai gamintojai apima jūrinius organizmus, kurie gali naudoti įvairaus lygio heterotrofiją, leidžiančią įsisavinti maistines medžiagas, kurioms nereikia saulės energijos, kai saulės šviesos nėra. [3].

Reprodukciniai skirtumai

Protistai ir grybeliai apima rūšis, kurios dauginasi lytiškai ir lytiškai. Protistai yra unikalūs tuo, kad apima organizmus, galinčius tiek seksualiai, tiek seksualiai daugintis per tą patį gyvenimą [8]. Kai kurių protistų gyvenimo ciklų sudėtingumas lemia stulbinančius morfologinius pokyčius per visą organizmo gyvenimą, o tai įgalina skirtingus reprodukcijos metodus [8]. Su reprodukcija susiję morfologiniai pokyčiai nepastebimi grybuose tiek, kiek jie yra protistuose.

Aseksualų reprodukciniai skirtumai

Aseksualus grybelių dauginimasis vyksta sporų, atsirandančių iš ant grybienos esančių vaisių kūnų, išskaidymo metu, grybienos suskaidymo ar pumpurų išsiskyrimo metu [9]. Eseksualus dauginimasis protistais vyksta įvairiais būdais. Dvinaris dalijimasis (vienas branduolio dalijimasis) ir daugialypis dalijimasis (daugialypis branduolinis dalijimasis) yra du paprasti protesto egzistavimo reprodukcijai metodai [8]. Kita protistams būdinga reprodukcijos strategija yra plazmotomija [8]. Plasmotomija pasitaiko tarp branduolių turinčių protistų ir sukelia citoplazminį pasidalijimą be branduolinio dalijimosi [8]..

Lytiniai reprodukciniai skirtumai

Lytinį dauginimąsi dažniausiai įgyvendina „Fungi“ [8,9]. Tai taip pat yra sudėtingesnė nei asesuali reprodukcija, todėl reikia išsamesnio aprašymo, kad būtų galima suprasti, kuo skiriasi procesas tarp protistų ir grybelių..

Grybelinis lytinis dauginimasis

Grybelinės lytinės reprodukcijos metu branduolio membrana ir branduolys (paprastai) išlieka nepažeisti viso proceso metu [9]. Plasmogamija, karioamija ir mejozė apima tris nuoseklias grybelinio lytinio dauginimosi stadijas [9]. Plasmogamija reiškia protoplazminį susiliejimą tarp poravimosi ląstelių, todėl skirtingi haploidiniai branduoliai patenka į tą pačią ląstelę [9]. Karioamijos stadijoje įvyksta šių haploidinių branduolių susiliejimas ir diploidinio branduolio formavimasis [9]. Karioamijos pabaigoje yra zigota, o mejozė susidaro verpstės pluoštuose branduolyje. Tai atstato haploidinę būseną difloidinės chromosomos atskyrimo metu [9].

Grybelinės strategijos, susijusios su haploidinių branduolių sąveika lytinio dauginimosi metu, skiriasi grybeliuose, palyginti su protistais. Šios strategijos apima lytinių organų susidarymą ir išsiskyrimą iš gametangijos (lytinius organus), gametangijos sąveiką tarp dviejų organizmų ir somatinių hyfae sąveiką [9]..

Protistinis seksualinis dauginimasis

Protistinio seksualinio dauginimosi strategijos beveik nesiskiria nuo tų, kurias naudoja „Fungi“. Šios strategijos apima unikalius procesus, kurie skiriasi dėl ląstelės struktūros, ypač ląstelių priedus, galimus susisiekti su kitais protistais [8]. Gametos formavimas ir išlaisvinimas yra seksualinio dauginimosi būdas tarp labai judrių pūslelinių protistų [8]. Konjugacija yra metodas, kurį naudoja susiformavę protistai, kuris susijęs su gametikos branduolių susiliejimu, o ne suformavimu ir atsiskyrimu nuo nepriklausomų lytinių ląstelių [8]. Automagija, savaiminio apvaisinimo procesas, vis dar laikomas seksualinio dauginimosi forma, sukelia homozigotiškumą tarp savęs apvaisintų motininių ląstelių palikuonių [8]..

Apibendrinimo lentelė

Kaip apibendrinta aukščiau, protistų ir grybelių skirtumai yra didžiuliai ir juos galima pastebėti kiekviename struktūros lygyje ir per visą jų elgesio sąveiką su aplinka. Ši apžvalga yra tik skirtumų santrauka. Cituojamos nuorodos pateikia išsamesnius paaiškinimus tiems, kurie nori daugiau sužinoti.

Gamta