Rozdíl mezi protisty a houbami
Share
Úvod
Protisté a houby tvoří dvě jedinečná království života. Protisté projevují robustní odchylku ve vlastnostech komplikujících jejich taxonomii. Houby jsou mnohem jednodušší charakterizovat. Houby se před Protistsem odklonuly asi před 1,5 miliardami let [1], což znamenalo ztrátu bičíků během přechodu z vodního prostředí na suchozemské stanoviště se současným vývojem nových nesvodných mechanismů rozptylu spor [2]. Houby přizpůsobily rozpoznatelnou sadu charakteristik, které pomáhají objasnit jejich odlišnosti od Protistů.
Buněčné rozdíly
Protisty jsou jednobuněčné organismy. Většina hub je mnohobuněčná a strukturovaná v rozvětveném protáhlém vláknitém systému hýf [1]. Větvící se struktury hyphae se skládají z jedné nebo (obvykle) více buněk uzavřených uvnitř tubulární buněčné stěny [1]. Většina Protistů má kulovitý tvar, což je pro optimalizaci difúzí kyslíku suboptimální. Velké protisty mají podlouhlý tvar, aby vyhovovaly jejich zvýšené potřebě difúze kyslíku [3].
Velikost buňky
Jednobuněčné protisty jsou většinou mikroskopické, ale vzácné příklady byly nalezeny tisíce metrů čtverečních v oblasti [3]. Houby jsou obvykle dostatečně velké, aby je bylo možno pozorovat pouhým okem, ale existuje velké množství mikroskopických druhů [1]..
Buněčná membrána
Protists mohou obsahovat rostlinné buněčné stěny, zvířecí buněčné stěny a dokonce i granule poskytující ochranu před vnějším prostředím [3]. Mnoho Protistů nemá buněčnou zeď [3]. Na rozdíl od membrány Protist buněčných membrán je charakteristickou houbou všudypřítomná přítomnost chitinózní buněčné stěny [14].
Intracelulární organizace
Houby se skládají z spleteného systému hyphae rozděleného na dělící systém septy [1]. Septa nebyl nalezen u žádných protistů [3]. Fungální septa rozděluje hyfy na propustné oddíly [1]. Perforace septy umožňuje translokaci organel včetně ribozomů, mitochondrií a jader mezi buňkami [3]. Protistické organely existují v nedělené cytoplazmě [3].
Mobilní dodatky
Na rozdíl od většinou stacionárních hub jsou protisté pohyblivé [1,3] a tato pohyblivost morfologicky odlišuje protisty od hub přidáním buněčných přívěsků. Protists často obsahují přívěsky jako cilia, flagella a pseudopodia [3]. Houby obecně nemají buněčné přívěsky, ačkoli vzácné příklady konídiálních přívěsků u hub existují [4]..
Dýchání
Protistní dýchání
i) Protist aerobní dýchání
Protisté získávají kyslík difúzí, což omezuje jejich schopnost buněčného růstu [3]. Někteří protisté, jako jsou fytoflageláty, provádějí autotrofní i oxidační heterotrofní metabolismus [3]. Protistický metabolismus funguje optimálně v širokém rozmezí teplot a množství kyslíku. Toto je vedlejší produkt celé řady výklenků, které obývají, které mají obrovský rozsah teplot a dostupnosti kyslíku [3]..
ii) Protist Anaerobní dýchání
Mezi parazitickými protisty existuje povinná anaerobní dýchání, což je vzácnost eukaryot [3]. Mnoho povinných anaerobních protistů postrádá cytochrom oxidázu, což má za následek atypické mitochondrie [3].
iii) Plísňové dýchání
Většina houby dýchá aerobně pomocí větvených dýchacích řetězců k přenosu elektronů z NADH na kyslík [5]. Plísňové NADH dehydrogenázy se používají k katalyzování oxidace matrice NADH a jsou schopny tak učinit i v přítomnosti některých inhibitorů, jako je rotenon [5]. Plísně také používají alternativní oxidázy k dýchání v přítomnosti inhibitorů pro ubiquinol: cytochrom c oxidoreduktáza a cytochrom c oxidáza [5]. Alternativní oxidázy pravděpodobně umožňují účinnou patogenitu v přítomnosti obranných mechanismů hostitele na bázi oxidu dusnatého [5].
Osmoregulace
Protisté, kteří obývají vodné prostředí, mají zesílení buněčných struktur, které se v hubách nenacházejí. Toto zesílení umožňuje vyšší stupeň osmoregulace. Kontrakční vakuoly jsou protistické organely, které umožňují osmoregulaci a zabraňují otokům a prasknutí buněk [3]. Kontraktilní vakuoly jsou obklopeny soustavou tubulů a vesikul, které se souhrnně nazývají spongiom, který napomáhá při vytlačování kontraktilních vakuol z buňky [3]. Kontraktilní vakuoly jsou výrazně méně hojné ve Fungi [1,3].
Mitochondriální rozdíly
Protistické mitochondriální genomy
Na rozdíl od houby si protistické mitochondriální (mt) genomy zachovaly řadu rodových proto-mitochondriálních genomických prvků. To je patrné genovou redukcí mungGenomů houby [6]. Protist mtGenomes sahají od velikosti do 6kb genomu Plasmodium falciparum do 77kb genomu choanoflagelátu Monosiga brevicollis, menší rozsah než houby [6]. Průměrná velikost Protist mtGenome je o 40 kb významně menší než průměrná velikost genomu mitochondriální houby [6].
Protistické mtGenomy jsou kompaktní, bohaté na exony a často se skládají z překrývajících se kódovacích oblastí [6]. Nekódující intronický prostor představuje méně než 10% celkové velikosti Protist mtGenome [6]. Velká část Protist mtDNA nemá žádné introny skupiny I nebo skupiny II [6]. Obsah A + T je vyšší v Protist mtGenomech ve srovnání s houbami [6] .Genový obsah Protist mtGenomes se podobá rostlinným mtGenomům více než houbové houbové houby [6]. Na rozdíl od houby Protist mtGenomes kódují jak velké, tak malé podjednotky RNA [6].
Plísňové mitochondriální genomy
Houby se vyvinuly z Protistů a jejich divergence je charakterizována redukcí genů a přidáním intronu [6]. Ve srovnání s Protist mtGenomy bohatými na geny obsahují houby mtGenomy pluralitu intergenních oblastí složených z nekódujících opakování a intronů, které jsou většinou introny skupiny I [7]. Variace ve velikosti houby mtGenomu houby jsou většinou vysvětleny spíše intronovými oblastmi než variantami založenými na genech nalezenými v Protist mtGenomech [7]. Intergenní regiony představují až 5kb délky u mungGenomů houby [7].
Ačkoli Protist mtGenomy obsahují více genů, fungální mtGenomy obsahují výrazně větší množství genů kódujících tRNA [6,7]. Plísňové velikosti mtGenomu se rozprostírají ve větším rozmezí ve srovnání s protistátními mtGenomy. Nejmenší známý houba mtGenome je 19 kbp Schizosaccharomyces pombe [6]. Největší známý houba mtGenome je 100 kbp Podospora anserina [6]. Na rozdíl od Protist mtGenomes je obsah genů mungální houby relativně konzistentní napříč organizmy [6].
Zdroje živin a strategie získávání živin
Získání živin z hub
Plísně používají mycelium, jejich sbírku hyf, k získávání a transportu živin přes plazmatickou membránu jejich buněk [2]. Tento proces je vysoce závislý na pH prostředí, ze kterého se získávají živiny [2]. Houby jsou saprotrofy, které získávají své živiny především z rozpuštěných organických látek rozkladu odumřelých rostlin a zvířat [1]. Jakékoli požadované trávení živin se vyskytuje extracelulárně uvolňováním enzymů, které štěpí živiny na monomery, aby mohly být přijímány pomocí usnadněné difúze [1]
Protist Nutrient Acquisition
Protisté naopak získávají své živiny prostřednictvím různých strategií. Pokus o kategorizaci strategií získávání živin Protist definuje šest kategorií [3]:
- Foto-autotrofní primární výrobci - K syntéze živin z CO2 a H2O použijte sluneční světlo.
- Bacti- a detritivores - Krmte bakterie nebo detritus.
- Saprotrofy - Krmte extracelulárně štěpené a následně absorbované neživé látky.
- Algivores - Krmte se hlavně na řasách.
- Neselektivní Omnivores - Krmte neselektivně na řasách, detritech a bakteriích.
- Draví dravci - Živí se hlavně protozoy a organismy z vyšších trofických úrovní.
Mnoho z výše uvedených strategií je mixotrofních. Například mezi autotrofní primární producenty patří organismy založené na moři, které mohou využívat různé úrovně heterotropie umožňující získávání živin, které nevyžadují přísun energie ze slunečního světla, když není sluneční světlo k dispozici [3].
Reprodukční rozdíly
Protistové i houby zahrnují druhy, které se sexuálně a aesexuálně reprodukují. Protistové jsou jedineční v tom, že zahrnují organismy schopné aesexuální i sexuální reprodukce ve stejném životě [8]. Složitost některých protistických životních cyklů má za následek ohromující morfologické variace v průběhu života organismu, které umožňují odlišné metody reprodukce [8]. Morfologické změny související s reprodukcí nejsou u Fungi pozorovány, pokud jsou v Protistech.
Aesexuální reprodukční rozdíly
Aesexuální reprodukce v houbách se vyskytuje potlačením spór vycházejících z ovocných těl nalezených v myceliu nebo fragmentací mycelia nebo pučením [9]. K protesné reprodukci v Protists dochází prostřednictvím různých metod. Binární štěpení (jediné jaderné dělení) a vícenásobné štěpení (více jaderných divizí) jsou dvě běžné aesexuální reprodukční metody mezi protisty [8]. Další protistově specifickou reprodukční strategií je plazmotomie [8]. Plasmotomie se vyskytuje u vícejaderných protistů a znamená cytoplazmatické dělení bez jaderného dělení [8]..
Sexuální reprodukční rozdíly
Sexuální reprodukce je častěji implementována Fungi [8,9]. Je také složitější než aesxuální reprodukce, a proto vyžaduje podrobnější popis, aby bylo možné pochopit, jak se tento proces liší mezi protisty a houbami..
Fungální sexuální reprodukce
Během plísňové sexuální reprodukce zůstává jaderná membrána a jádro (obvykle) během celého procesu neporušené [9]. Plazmogamie, karyogamie a meióza zahrnují tři postupná stádia pohlavní reprodukce plísní [9]. Plazmogamie znamená protoplasmatickou fúzi mezi pářícími se buňkami, které přivedou zřetelná haploidní jádra do stejné buňky [9]. Fúze těchto haploidních jader a tvorba diploidního jádra nastává ve stadiu karyogamy [9]. Na konci karyogamy existuje zygota a meióza pokračuje tvorbou vřetenových vláken uvnitř jádra. Toto obnovuje haploidní stav pomocí diploidní chromozomové separace [9].
Plísňové strategie pro interakci haploidních jader během sexuální reprodukce jsou u plísní ve srovnání s protisty různorodější. Tyto strategie zahrnují tvorbu gamet a uvolňování z gametangií (pohlavních orgánů), interakci gametangií mezi dvěma organismy a interakci somatických hyphae [9]..
Protist sexuální reprodukce
Protististické sexuální reprodukční strategie jsou téměř úplně odlišné od strategií zaměstnaných Fungi. Tyto strategie zahrnují jedinečné procesy, které se liší v důsledku buněčné struktury, zejména buněčných příloh, které jsou k dispozici pro kontakt s jinými protisty [8]. Tvorba a uvolňování gamet je sexuální reprodukční metoda mezi vysoce pohyblivými bičovanými protisty [8]. Konjugace je metoda používaná ciliated Protists, která zahrnuje fúzi gametických jader spíše než tvorbu a uvolňování nezávislých gamet [8]. Autogamie, proces samooplodnění, který je stále považován za formu sexuální reprodukce, vytváří mezi potomky samooplodněné rodičovské buňky homozygotnost [8]..
Souhrnná tabulka
Jak je shrnuto výše, rozdíly mezi protisty a houbami jsou obrovské a lze je pozorovat na všech úrovních struktury a během všech jejich behaviorálních interakcí s jejich prostředím. Tato recenze je pouze shrnutím rozdílů. Citované odkazy poskytují podrobnější vysvětlení těm, kteří se chtějí dozvědět více.
