Протесты и грибы

Вступление

Протесты и грибы составляют два уникальных царства жизни. Протисты демонстрируют устойчивую дисперсию признаков, усложняющих их таксономию. Грибы гораздо проще охарактеризовать. Грибы расходились с Протистами примерно 1,5 миллиарда лет назад [1], что привело к потере жгутика при переходе от водной к наземной среде обитания с одновременным развитием новых неводных водных диссоциативных механизмов рассеяния [2]. Грибы адаптировали узнаваемый набор характеристик, которые помогают прояснить их отличия от Протистов.

Сотовые различия

Протесты - это одноклеточные организмы. Большинство грибов многоклеточные и структурированы в ветвящейся удлиненной нитевидной системе гиф [1]. Структуры ветвящихся гиф состоят из одного или (обычно) большего количества клеток, заключенных в стенку трубчатой ячейки [1]. Большинство защитников имеют сферическую форму, что является неоптимальным для получения кислорода путем диффузии. Большие защитники имеют удлиненную форму для удовлетворения их повышенной потребности в диффузии кислорода [3].

Размер ячейки

Одноклеточные протисты в основном микроскопические, но редкие примеры были найдены в тысячах квадратных метров в области [3]. Грибы обычно достаточно велики, чтобы их можно было наблюдать невооруженным глазом, но существует большое количество микроскопических видов [1].

Клеточная мембрана

Протесты могут содержать растительно-подобные клеточные стенки, животноподобные клеточные стенки и даже плёнки, обеспечивающие защиту от внешней среды [3]. У многих Протистов нет клеточной стенки [3]. В отличие от разновидности клеточной мембраны Protist, определяющей характеристикой грибов является вездесущее присутствие хитиновой клеточной стенки [14].

Внутриклеточная организация

Грибы состоят из свернутой системы гиф, разделенной секционирующей системой перегородок [1]. Септы не были найдены ни у каких Протистов [3]. Грибковые перегородки делят гифы на проницаемые отсеки [1]. Перфорация перегородок позволяет транслоцировать органеллы, включая рибосомы, митохондрии и ядра между клетками [3]. Протестантные органеллы существуют в несепарализованной цитоплазме [3].

Сотовые дополнения

В отличие от большинства стационарных грибов, протисты являются подвижными [1,3], и эта подвижность дифференцирует Protists морфологически от грибов путем добавления клеточных придатков. Протисты часто содержат придатки, такие как реснички, жгутики и псевдоподии [3]. Грибы вообще не имеют клеточных придатков, хотя существуют редкие примеры конидиальных придатков у грибов [4].

Дыхание

Защитное дыхание

i) Протест аэробного дыхания

Протесты получают кислород путем диффузии, что ограничивает их способность к клеточному росту [3]. Некоторые Протеисты, подобные фитофлагеллатам, выполняют как автотрофный, так и окислительный гетеротрофный метаболизм [3]. Простейший метаболизм оптимально функционирует в широком диапазоне температур и количеств кислорода. Это побочный продукт множества ниш, в которых они обитают, которые имеют широкий диапазон температур и доступность кислорода [3].

ii) Протектор анаэробного дыхания

Обязательное анаэробное дыхание существует среди паразитических защитников, редкость для эукариот [3]. Многим обязанностям анаэробных протистов недостает цитохромоксидазы, приводящей к нетипичным митохондриям [3].

iii) Грибковое дыхание

Большинство дыхательных грибов аэробно, используя разветвленные дыхательные цепи для переноса электронов из НАДГ в кислород [5]. Грибковые НАДГ-дегидрогеназы используются для каталитического окисления матрицы NADH и способны это делать даже в присутствии некоторых ингибиторов, таких как ротенон [5]. Грибы также используют альтернативные оксидазы для дыхания в присутствии ингибиторов для убихинола: цитохрома с оксидоредуктазой и цитохромоксидазой [5]. Альтернативные оксидазы, вероятно, обеспечивают эффективную патогенность в присутствии механизмов защиты хозяина на основе оксида азота [5].

осморегуляция

Протесты, обитающие в водной среде, имеют усиление клеточных структур, не встречающихся в грибах. Это усиление обеспечивает более высокую степень осморегуляции. Контрастные вакуоли являются протестантными органеллами, которые обеспечивают осморегуляцию и предотвращают набухание и разрывы клеток [3]. Контрастные вакуоли окружены системой канальцев и пузырьков, которые все вместе называются спонгиомой, которая помогает вытеснить сократительные вакуоли из клетки [3]. Контрастные вакуоли значительно меньше в грибах [1,3].

Митохондриальные различия

Протеиновые митохондриальные геномы

В отличие от грибов, митохондриальные митохондриальные (mt) геномы сохранили ряд геномных элементов прото митохондрии. Это видно из сокращения генов в грибковых грибах [6]. Protist mtGenomes варьируется от гена 6kb Plasmodium falciparum к геному 77kb chanoflagellate Monosiga brevicollis, меньший диапазон, чем Fungi [6]. Средний размер протектора mtGenome составляет 40 кб, что значительно меньше среднего размера генома митохондриального гриба [6].

Protist mtGenomes компактны, богаты экзонами и часто состоят из перекрывающихся областей кодирования [6]. Некодирующее интронное пространство составляет менее 10% от общего размера Protit mtGenome [6]. Большая часть менингита Protist не имеет интронов группы I или группы II [6]. Содержание A + T выше в Protist mtGenomes по сравнению с Fungi [6]. Содержание генов Protist mtGenomes напоминает растение mtGenomes больше, чем грибковые mgGenomes [6].В отличие от грибов Protist mtGenomes кодируются как для больших, так и для небольших субъединиц РНК [6].

Грибковые митохондриальные геномы

Грибы эволюционировали от Протистов, и их расхождение характеризуется сокращением генов и добавлением интрона [6]. По сравнению с богатыми генами Protist mtGenomes грибковые грибы содержат множество межгенных областей, состоящих из некодирующих повторов и интронов, которые в основном являются интронами I группы [7]. Изменение в размере гриба mtGenome в основном объясняется интронными областями, а не дисперсией на основе гена, найденной в Protist mtGenomes [7]. Межгенные области составляют до 5kb длины в грибковых mtGenomes [7].

Хотя Protist mtGenomes содержат больше генов, грибковые mgGenomes содержат значительно большее количество генов, кодирующих тРНК [6,7]. Размеры гриба mtGenome варьируются в большем диапазоне по сравнению с Protist mtGenomes. Самая маленькая известная грибковая mtGenome - 19 kbp, найденная в Schizosaccharomyces pombe [6]. Самый крупный известный грибковый mtGenome составляет 100 kbp, найденный в Podospora anserina [6]. В отличие от Protist mtGenomes, содержание генов грибковой мтДНК является относительно последовательным во всех организмах [6].

Источники питания и стратегии получения питательных веществ

Приобретение питательных грибов

Грибы используют мицелий, свою коллекцию гиф, чтобы приобретать и транспортировать питательные вещества через плазматическую мембрану своих клеток [2]. Этот процесс сильно зависит от рН среды, из которой получены питательные вещества [2]. Грибы - сапротрофы, приобретающие их питательные вещества в основном из растворенного органического вещества разлагающихся мертвых растений и животных [1]. Любое требуемое переваривание питательных веществ происходит внеклеточно путем высвобождения ферментов, которые разрушают питательные вещества в мономеры для приема внутрь путем облегченной диффузии [1]

Приобретение питательных веществ

Противники, напротив, получают свои питательные вещества с помощью различных стратегий. Попытка классифицировать стратегии приобретения питательных веществ в Protist определяет шесть категорий [3]:

Фото-автотрофные первичные производители - Используйте солнечный свет для синтеза питательных веществ из CO2 и H2O.
Бакти- и детриворы - Накормите бактерии или детрит.
Saprotrophs - Накормите внеклеточно переваренным и впоследствии поглощенным неживым веществом.
Algivores - Питать в основном водоросли.
Неселективные Omnivores - Неизбирательно кормить водоросли, детрит и бактерии.
Раппортальные хищники - Питать в первую очередь простейших и организмов с более высоких трофических уровней.

Многие из вышеупомянутых стратегий являются микротрофными. Например, фото-автотрофные первичные производители включают морские организмы, которые могут использовать различные уровни гетеротрофии, позволяющие получать питательные вещества, которые не требуют энергии от солнечного света, когда солнечный свет недоступен [3].

Репродуктивные различия

Протесты и грибы включают в себя виды, которые размножаются половым и эссенциальным образом. Протеисты уникальны тем, что они включают организмы, способные к обезболиванию и половому размножению в течение одной и той же жизни [8]. Сложность некоторых жизненных циклов Протира приводит к ошеломительным морфологическим изменениям в течение жизни организма, что позволяет использовать различные способы размножения [8]. Морфологические изменения, связанные с репродуктивностью, не наблюдаются у грибов в той степени, в какой они находятся у Протистов.

Бесполезные репродуктивные различия

Беспокойное размножение у грибов происходит через диспропорцию спор, исходящих из фруктовых тел, обнаруженных на мицелии, или путем фрагментации мицелия или почкования [9]. Бесполезное размножение у Протистов происходит с помощью различных методов. Двойное деление (одно ядерное деление) и множественное деление (множественные ядерные деления) являются двумя общими асексуальными репродуктивными методами среди Протистов [8]. Другой рестриктивной стратегией, специфичной для Протиста, является плазматомия [8]. Плазмотомия встречается среди многоядерных протистов и влечет за собой цитоплазматическое деление без ядерного деления [8].

Сексуальные репродуктивные различия

Сексуальное размножение чаще всего реализуется грибами [8,9]. Это также более сложное, чем простое воспроизведение, и поэтому требуется более подробное описание для определения понимания того, как этот процесс отличается между Протестами и грибами.

Грибковое половое размножение

Во время полового размножения грибов ядерная мембрана и ядрышко (обычно) остаются целыми на протяжении всего процесса [9]. Плазмогамия, кариогамы и мейоз представляют собой три последовательные стадии полового размножения грибов [9]. Плазмогамия влечет за собой протоплазматическое слияние между спаривающими клетками, которые приносят отдельные гаплоидные ядра в одну и ту же клетку [9]. Слияние этих гаплоидных ядер и образование диплоидного ядра происходит на стадии кариогамии [9]. В конце кариогамы существует зигота, и мейоз протекает за счет образования веретенообразных волокон внутри ядра. Это восстанавливает гаплоидное состояние посредством диплоидного разделения хромосом [9].

Грибковые стратегии взаимодействия гаплоидных ядер при половом размножении более разнообразны в грибах по сравнению с протистами. Эти стратегии включают формирование гамет и выделение из гаметангии (половых органов), гаметангическое взаимодействие между двумя организмами и взаимодействие соматических гиф [9].

Протест Сексуальная репродукция

Протестные стратегии сексуального размножения почти полностью отличаются от тех, которые применялись грибами. Эти стратегии влекут за собой уникальные процессы, которые различаются в результате клеточной структуры, особенно клеточных придатков, доступных для контакта с другими Протистами [8]. Образование и высвобождение гаметов является половым репродуктивным методом среди высокомобильных жгутиковых протистов [8].Конъюгирование - это метод, используемый ресничными протистами, который влечет за собой слияние гаметных ядер, а не образование и высвобождение независимых гамет [8]. Автогамия, процесс самооплодотворения, которая до сих пор считается формой полового размножения, вызывает гомозиготность среди потомков самоопыляемой родительской клетки [8].

Подведение итогов

Как суммировано выше, различия между Протестами и Грибами огромны и могут наблюдаться на каждом уровне структуры и во всех их поведенческих взаимодействиях с их средой. Этот обзор является просто сводкой различий. Приведенные ссылки дают более подробные объяснения тем, кто заинтересован в обучении больше.