Protiste i gljive

Uvod

Protisti i gljive obuhvaćaju dva jedinstvena kraljevstva života. Protisti pokazuju snažnu varijancu u svojstvima koja utječu na njihovu taksonomiju. Gljive su mnogo jednostavnije karakterizirati. Gljive se protive prije 1,5 milijarde godina [1], događaj koji je doveo do gubitka flagelluma tijekom prijelaza s vodenog u zemaljsko stanište uz istovremeni razvoj novih ne-vodenih spore disperzijskih mehanizama [2]. Gljive su prilagodile prepoznatljiv skup značajki koje pomažu razjasniti njihove razlike od Protista.

Stanične razlike

Protisti su jednostanični organizmi. Većina gljiva je višestanična i strukturirana u razgranatom izduženom vlaknastom sustavu hifa [1]. Granične hifae strukture sastoje se od jedne ili (obično) više stanica zatvorenih unutar cjevastih staničnih stijenki [1]. Većina protista su sferični u obliku, što je podoptimalno za dobivanje kisika difuzijom. Veliki protisti imaju izduženi oblik kako bi prilagodili njihovu povećanu potrebu za difuzijom kisika [3].

Veličina ćelija

Jednostanični protisti uglavnom su mikroskopski, ali rijetki primjeri pronađeni su na tisuće četvornih metara u području [3]. Gljivice su obično dovoljno velike da ih se promatra golim okom, ali postoji veliki broj mikroskopskih vrsta [1].

Stanična membrana

Protisti mogu sadržavati biljne stijenke, stanične zidove slične životinjama, pa čak i pelikoni koji pružaju zaštitu od vanjskog okruženja [3]. Mnogi Protisti nemaju stanični zid [3]. Za razliku od protističke stanične membrane, definirajuća svojstva gljiva su sveprisutna prisutnost kitinozne stanične stijenke [14].

Unutarstanična organizacija

Gljive se sastoje od konvulzivnog sustava hife koji su podijeljeni pomoću razdjelnog sustava septa [1]. Sefta nije pronađena ni u jednom Protistu [3]. Gljivična septa dijeli hifove u propusne odjeljke [1]. Perforiranje septa omogućuje translokaciju organela uključujući ribosome, mitohondrije i jezgre između stanica [3]. Protističke organele postoje u ne-razdijeljenoj citoplazmi [3].

Stanični dodir

Za razliku od uglavnom stacionarnih gljiva, protisti su pokretni [1,3] i ta motilnost razlikuje Protiste morfološki od gljiva dodavanjem staničnih dodataka. Protisti često sadrže dodatke poput cilja, flagele i pseudopodije [3]. Gljive obično nemaju stanične dodatke, iako postoje rijetki primjeri konidijalnih dodataka gljivica [4].

Disanje

Protističko udisanje

i) Protistička aerobna respiracija

Protisti dobivaju kisik difuzijom i to ograničava njihovu sposobnost staničnog rasta [3]. Neki Protisti poput phytoflagellata izvode autoprofilni i oksidativni heterotrofni metabolizam [3]. Protistički metabolizam funkcionira optimalno kroz širok raspon temperatura i količine kisika. To je nusprodukt mnoštva niša koje nastanjuju, koje imaju širok raspon temperatura i raspoloživost kisika [3].

ii) Protistička anaerobna disanje

Obvezno anaerobno disanje postoji među parazitskim Protistima, rijetkost za eukariote [3]. Mnogi obvezni anaerobni Protisti nemaju citokromoksidazu, što rezultira atipičnim mitohondrijama [3].

iii) Gljivična respiracija

Većina gljiva aerobno disanje pomoću razgranatog dišnog lanca za prijenos elektrona iz NADH u kisik [5]. Gljivične NADH dehidrogenaze koriste se za kataliziranje oksidacije matriksa NADH i sposobni su to činiti čak iu prisutnosti nekih inhibitora poput rotenona [5]. Gljive također koriste alternativne oksidaze za disanje u prisutnosti inhibitora za ubikvino: citokrom c oksidoreduktaza i citokrom c oksidaza [5]. Alternativne oksidaze vjerojatno omogućuju učinkovitu patogenost u prisutnosti mehanizama obrane domaćina na bazi dušikovog oksida [5].

osmoregulaciji

Protisti koji nastanjuju vodeni okoliš imaju pojačanje staničnih struktura koje nisu pronađene u gljivama. Ovo pojačanje omogućuje veći stupanj osmoregulacije. Kontrolni vakuoli su protističke organele koje omogućuju osmoregulaciju i sprečavaju oticanje i raskidanje stanica [3]. Kontrolni vakuolici okruženi su sustavom tubula i vezikula koji se nazivaju spongiom koji pomaže u izbacivanju kontraktilnih vakuola iz stanice [3]. Kontrolni vakuoli su znatno manje bogati u gljivama [1,3].

Mitohondrijske razlike

Protistični mitohondrijski genomi

Za razliku od gljiva, protistični mitohondrijski (mt) genomi zadržali su brojni genomski element proto-mitohondrijske prednosti. To je očigledno smanjenjem gena u Gljivama mtGenomima [6]. Protist mtGenomovi se kreću u veličini od 6kb genoma Plasmodium falciparum do 77kb genoma choanoflagellata Monosiga brevicollis, manji raspon od gljiva [6]. Prosječna veličina Protist mtGenoma je 40kb značajno manja od prosječne veličine gljivičnog mitohondrijskog genoma [6].

Protisti mtGenomi su kompaktni, eksoni bogati i često se sastoje od preklapajućih područja kodiranja [6]. Ne-kodirajući introni prostor čini manje od 10% ukupne veličine Protist mtGenome [6]. Veliki dio Protist mtDNA nema introna grupe I ili grupe II [6]. Sadržaj A + T je veći u Protist mtGenomima u usporedbi s gljivama [6]. Sadržaj gena Protist mtGenomova sliči biljnim mtGenomima više nego Gljivični mtGenomi [6].Za razliku od gljiva, Protist mtGenomovi kodiraju i za velike i male podjedinice RNA [6].

Gljivični mitohondrijski genomi

Gljive evoluirale su od Protista, a njihova se divergencija odlikuje redukcijom gena i dodatkom introna [6]. U usporedbi s genskim Protist mtGenomima, gljivični mtGenomovi sadrže mnoštvo međugenskih regija koje se sastoje od nekodirajućih ponavljanja i introna koji su uglavnom introni skupine I. [7]. Varijacije u gljivičnoj veličini mtGenome uglavnom su objašnjene intronnim regijama, a ne varijancima baziranim na genu pronađenim u Protist mtGenomovima [7]. Intergenic regije broje do 5 kb duljine u gljivičnim mtGenomima [7].

Iako Protisti mtGenomovi sadrže više gena, gljivični mtGenomovi sadrže značajno veću količinu gena za kodiranje tRNA [6,7]. Gljivice veličine mtGenome obuhvaćaju veći raspon u usporedbi s Protist mtGenomima. Najmanji poznati gljivični mtGenome je 19 kbp, pronađen u Schizosaccharomyces pombe [6]. Najveći poznati gljivični mtGenome je 100 kbp, pronađen u Podospora anserina [6]. Za razliku od Protist mtGenomesa, sadržaj gena gljivične mtDNA relativno je konzistentan u svim organizmima [6].

Izvori hranjivih tvari i strategije kupnje hranjivih tvari

Gljiva Dobivanje hranjivih tvari

Gljive koriste micelij, njihovu skupinu hifa, za stjecanje i transport hranjivih tvari preko plazmatske membrane njihovih stanica [2]. Taj se proces jako ovisi o pH okolišu iz kojeg su hranjive tvari stekle [2]. Gljive su saprotrofovi, pribavljajući njihove hranjive tvari prvenstveno od otopljene organske tvari raspadanja mrtvih biljaka i životinja [1]. Bilo koja potreba za probavljanjem hranjivih tvari javlja se izvanstanično oslobađanjem enzima koji razgrađuju hranjive tvari u monomere koji će se probiti olakšanom difuzijom [1]

Akvizicija hranjivih tvari

Protisti, pak, dobivaju hranjive tvari kroz različite strategije. Pokušaj kategorizacije strategija za prikupljanje hranjivih tvari u protisu definira se šest kategorija [3]:

1. Foto-autotrofični primarni proizvođači - Koristite sunčevu svjetlost za sintetiziranje hranjivih tvari iz CO2 i H2O.
2. Bakterija i detritivori - Napajanje bakterija ili detritusa.
3. Saprotrophs - Hraniti na ekstracelularno probavljeni i naknadno apsorbiranu neživu materiju.
4. Algivores - Feed prvenstveno na algama.
5. Non-selektivne Omnivores - Nemasno ubrizgava na alge, detritus i bakterije.
6. Raptolički grabežljivci - Prvenstveno pridonijeti protozoama i organizmima s viših trofičkih razina.

Mnoge od spomenutih strategija su mikotrofne. Na primjer, fotootrofni primarni proizvođači uključuju organizme koji se temelje na moru, koji mogu primjenjivati ​​različite razine heterotrofije, što omogućava stjecanje hranjivih tvari koje ne zahtijevaju ulazak energije iz sunčeve svjetlosti kada sunčeva svjetlost nije dostupna [3].

Reproduktivne razlike

Protiste i gljive obje uključuju vrste koje se seksualno i aksijalno reproduciraju. Protisti su jedinstveni po tome što sadrže organizme sposobne za obje aksijalne i seksualne reprodukcije u istom životu [8]. Složenost nekih životnih ciklusa u Prostu rezultira zadivljujućim morfološkim varijacijama unutar životnog vijeka organizma što omogućuje različite metode reprodukcije [8]. Reproduktivno povezane morfološke promjene ne opažaju se u gljivama u onoj mjeri u kojoj se nalaze u protisima.

Aksijalne reproduktivne razlike

Aksijalna reprodukcija gljiva javlja se razgranavanjem spora koje proizlaze iz plodnih tijela pronađenih na micelu ili fragmentiranjem micelija ili kroz pupanje [9]. Aksijalna reprodukcija u protisima događa se različitim metodama. Binarna fisija (jedna nuklearna podjela) i višestruka fisija (višestruke nuklearne podjele) su dvije uobičajene aksijalne reproduktivne metode među Protiste [8]. Druga reproduktivna strategija specifična za Protiste je Plasmotomija [8]. Plasmotomija se javlja kod multinukleiranih protista i podrazumijeva citoplazmatsku podjelu bez nuklearne podjele [8].

Seksualne reproduktivne razlike

Seksualna reprodukcija obično provodi Gljive [8,9]. Također je složeniji od aeseksualne reprodukcije i stoga zahtijeva detaljniji opis kako bi se utvrdilo kako se proces razlikuje od Protista i gljiva.

Gljivična seksualna reprodukcija

Tijekom gljivične seksualne reprodukcije nuklearna membrana i jezgra (obično) ostaju netaknuta tijekom čitavog procesa [9]. Plasmogamija, karyogamija i mejoza obuhvaćaju tri sekvencijalne faze gljivične spolne reprodukcije [9]. Plasmogamija podrazumijeva protoplazmatsku fuziju između srodnih stanica koje donose posebnu haploidnu jezgru u istu ćeliju [9]. Fuzioniranje ovih haploidnih jezgri i formiranje diploidne jezgre javlja se u fazi karyogamije [9]. Blizu kraja karyogamije postoji zigota i meioza nastaje formiranjem vretenastih vlakana unutar jezgre. Ovo ponovno uspostavlja haploidno stanje putem diploidnog odjeljivanja kromosoma [9].

Gljivične strategije za haploidnu jezgru interakcije tijekom spolne reprodukcije variraju u Gljivama u usporedbi s Protistima. Ove strategije uključuju formiranje gameta i oslobađanje od gametangija (spolnih organa), interakcija gametangija između dva organizma i interakcije somatskih hifa [9].

Protistička seksualna reprodukcija

Protističke strategije spolne reprodukcije gotovo su potpuno drugačije od onih koje koriste gljive. Te strategije podrazumijevaju jedinstvene procese koji se razlikuju kao posljedica stanične strukture, osobito staničnih dodataka dostupnih za kontakt s drugim Protistima [8]. Formiranje i puštanje gamete je metoda spolne reprodukcije među visoko pokretljivim flagelliranim protistima [8].Konjugacija je metoda kojom se koriste cilantni protisti koji podrazumijevaju fuziju gametnih jezgri, a ne stvaranje i oslobađanje nezavisnih gameta [8]. Autogamija, proces samozavaravanja koji se još uvijek smatra oblikom seksualne reprodukcije, proizvodi homozigosnost među potomstvom same oplođene roditeljske stanice [8].

Sažetak tablice

Kao što je gore navedeno, razlike između Protista i gljiva su ogromne i mogu se promatrati na svakoj razini strukture i kroz sve njihove interakcije u ponašanju s njihovim okruženjima. Ovo je pregled samo sažetak razlika. Navedene reference pružaju detaljnija objašnjenja za one koji su zainteresirani za učenje više.