Презентация на тему Філогенія прокаріот

еубактерій
3. Гіпотези походження клітини

18 S
рибосомальних
РНК
1. АРХЕБАКТЕРІЇ НАЙДАВНІШІ ОРГАНІЗМИ ЗЕМЛІ

Вона складається з простих етерів гліцерину у вигляді С20

– фітанолового діетеру, С40 - біфітанолового тетраетеру, має нейтральні С20—С28 ізопреноїдні вуглеводні і навіть алкілбензоли.
3. Клітинна оболонка містить білки, кислі полісахариди або псевдомуреїн.
4. ДНК-залежна РНК-полімераза має 9-12 субодниць.
5. Мала субодиниця (30 S) містить більше білків, ніж еубактерії.
6. У деяких видів відмічений процесінг, є інтрони та екзони.
7. Деякі представники мають температурний оптимум при 105°С.

(70-105°С) архебактерії, яфкі мають специфічну послідовність рРНК.

Тип SULFOLOBOPHYLES Mohn

1984
Окислюють сірку до сульфату (Sulfolobus).

Тип THERMOPROTEOPHYLES (Schlegel, 1985)
Хемолітотрофний метаболізм, при якому бактерії асимілюють СO2 за рахунок окислення Н2, а елементарну сірку використовують як акцептор електронів відновлюючи її до Н2S (Pyrodiction).

Pyrodiction

мають клітинних оболонок, містять гістоноподібні білки, актиноподібні та міозиноподібні

білки в цитоплазмі.

Тип Thermoplasmophyles Margulis, 1981
Існують в гарячих джерелах при рН 2 та вугільних кучах, що самі розігріваються.

EURYARCHAEOTA

термофільні (40-50°С) аеробні архебактерії, які містять фотоактивні пігменти: галородопсин,

бактеріородопсин та родопсиноподібний білок.

Тип HALOBACTERIOPHYLES Mohn, 1984

Тип HALOCOCCOPHYLES Mohn, 1984

за рахунок окислення водню (він виділяється при анаеробному розкладанні

органічних залишків) до метану (кожен рік до 109 Т).

Тип METHANOBACTERIOBIONTES (Mohn, 1984)
Мають специфічні ферменти в електротранспортному ланцюзі. Для метаногенних бактерій характерним є новий шлях фіксації СО2, в основі якого лежить синтез ацетату з двох молекул вуглекислого газу і подальше утворення пірувату та оксалоацетату.
Вони не можуть використовувати органіку, тому що не мають супероксидесмутази та каталази.
Симбіонти ссавців, риб, комах. Існують в мулистих осадах, компостних ямах, басейнах очисних споруд.

1977
1. Одноклітинні або багатоклітинні прокаріоти (ДНК не захищена оболонкою)

з двошаровими ліпопротеїновими мембранами.
2. Ліпіди складаються з триглицеридів.
3. Клітинні оболонки містять муреїн.
4. ДНК залежна РНК полімераза складається з 4-8 субодиниць.
5. Джгутики прокаріотичного типу без мікротрубочек.
6. Фотосинтез та дихання на мембранах матриксу.

клітинної оболонки.
Царство CYANOBIONTES
(Tachtadjan, 1974) Mohn 1984

Відсутність органел, що оточені подвійною мембраною.
3. 70-S рибосоми.
4. Муреїнова

клітинна оболонка.
5. Відсутність джгутиків.
6. Хлорофіл a + b, фікобіліни.
7. Кокоїдний та трихальний морфологічні типи.

Gloeocapsa magma (Breb.) Kutz.

років тому).
2. Синьозелені водорості та похідні від них пластиди

евкаріотичних рослин складають окрему, добре окреслену монофілетичну групу, що цілком узгоджується з їх унікальним фенотипом оксигенних фотоавтотрофів.
3. Найближчою групою організмів є Eubacteria.
4. Cyanophyta можна об’єднати в окреме царство Photoprocariota (Кондратева, 1981, 2001), або навіть в домініон Archaecyanoalgae з єдиним царством Cyanobiontes (Костяев, 2001).
5. Найдревнішим і найпримітивнішим серед нині існуючих вважається Gloeobacter violaceous Ripca, фотосинтетичний апарат якого локалізований не в тилакоїдах, а безпосередньо в плазмалемі.
6. Генетичний аналіз не підтвердив монофілію Prochlorophyta (самостійність відділу не визнається), а також роль прохлорофітових водоростей в еволюції пластид, як попередників хлоропластів зелених рослин.
7. Хлорофіл b в еволюції прокаріотичних водоростей виникав неодноразово.

Truper, 1971) Пурпурні бактерії
Бактеріохлорофіли в тилакоїдах.

Тип Chlorobiophyles (Copeland, 1956)

Хлоробіобактерії
Бактеріохлорофіли локализовані в хлоросомах.

1984 – Хемоавтотрофні бактерії, які здатні використовувати неорганічні сполуки

(метан, сірка, азот, залізо) у якості донорів електронів.

Rhizobium).

Тип ENTEROBACTERIOPHYLES (Rahn, 1937) Mohn, 1984
Бацили з дихальним та

бродильним метаболізмом.

Тип CAULOBACTERIOPHYLES Drozdov, Kusakin, 1997
Стебелькові бактерії: мають прикріплюючи вирости.

Тип MYXOBACTERIOPHYLES (Thaxter, 1892) Margulis, Swartz, 1982
Безджгутикові бактерії, які здатні до рухів у слизу. Утворюють псевдоподії. Здатні утворювати плодові тіла.

трихоми, можуть рухатися на твердих субстратах. На відміну від

міксобактерій не утворюють плодових тіл.

Тип RICKETTSIOPHYLES (Gieszczkiecz, 1929)
Kusakin, Drozdov, 1997
Облігатні внутрішньоклітинні паразити, які не мають джгутиків і не здатні регулювати транспорт метаболітів через плазматичну мембрану.

Тип СHLAMYDIOPHYLES (Storz, Page, 1971)
Облігатні внутрішньоклітинні паразити, які не мають системи цитохромів і не здатні генерувати АТФ.

клітини, які мають у периплазматичному просторі аксостиль.
Тип SPIROCHAETOPHYLES

(Buchman, 1917) Mohn, 1984.

Spirocheta

грампозитивні.
Царство ACTINOBACTERIOBIONTES (Krasilnikov, 1949) Kusakin, Drozdov, 1997

Утворюють міцеліальні тяжі.

короткі нитковидні структури, без
ендоспор та капсул (Mycobacterium pseudotuberculosus).

Тип CORYNEBACTERIOPHYLES

(Lehmann, Neumann, 1907)
Kusakin, Drozdov, 1997
Слабко галузисті колонії з оригінальним апаратом
«замикання» при діленні клітин (Corinebacterium difterie).

Тип ACTINOMYCETOPHYLES (Krassilnikov, 1949)
Kusakin, Drozdov, 1997
Утворюють добре розвинутий міцелій,
багато представників утворюють спори.

(кокі, бацили).

Тип CLOSTRIDIOPHYLES Mohn, 1984
Бацили утворюють ендогені спори.

Тип LACTOBACILLOPHYLES

(Windslow et. Al., 1917) Kusakin, Drozdov, 1997
Бацили не утворюють спор.

Тип MICROCOCCOPHYLES (Pribrat, 1929) Margulis, Schwartz, 1982
Кокі які не утворюють ендоспор (Micrococcus, Staphylococcus).

мкм), які не здатні до синтезу пептидогликанів і не

мають клітинної оболонки. Симбіонти або облігатні паразити, потребують пуринів, пиримидинів та липидів, у тому числі стероли. Факультативні анаероби.

Тип MYCOPLASMOPHYLES (Nikitin, 1974) Mohn, 1984 (Tenericutes)

План


1. Гіпотеза теплих

водойм
2. Коацерватна гіпотеза
3. Хемоавтотрофна гіпотеза

писав в одному з листів: "Поширена думка, що всі

умови для виникнення живого організму, які могли колись існувати, існують і в наш час. Але якщо навіть уявити собі, що в якій-небудь невеликій теплій водоймі, що містить усе необхідне (аміак, солі фосфорної кислоти та ін.), а також одержує світло, тепло, електричну енергію і т.д. міг би хімічним шляхом утворитися білок, здатний до подальших складних перетворень, то хіба не зрозуміло, що в наш час він був би негайно ким-небудь з'їдений або поглинутий, тоді як до виникнення живих істот цього трапитись не могло".

*

Чарльз Дарвін (1809-1882)

хімічна еволюція.
3) Виникнення життя – етап еволюції матерії
у

Всесвіті.
4) Закономірності виникнення основних етапів
життя може бути перевірено в лабораторії:
атоми – прості молекули – макромолекули –
коацервати – пробіонти – одноклітинні
організми.
4) Первинна атмосфера Землі мала
відновлюючий характер, а перші організмі
були гетеротрофами.
5) Можливість повторного виникнення життя
на Землі виключена.

професор біохімії
Опарін Олександр Іванович
(1894-1980)

2. Коацерватна гіпотеза

від навколишнього середовища ліпідними мембранами
2) Історія однієї коацерватної краплі

суттєво відрізнялася від інших,
які знаходилися поруч.
3) Чим повільніше проходять в коацерватній частині процеси, тим
стійкіша система.
4) Перетворення коацерватних частин у відкриті системи,
виникненення здатності до самозбереження – як первинний етап
еволюції коацерватів.
5) Постійне збільшення в коацерватах організованої речовини як
другий етап виникнення клітини.
6) Виникнення динамічнно стійких систем як третій етап
виникнення клітини.

живих систем,
однак вона не є самодостатнім елементом, а представляє

собою всього
лише частину загальної організації живої системи.
8) Подальша еволюція пов’язана із зміню ферментативних
(каталітичних) систем в клітині.

Парадигми Опаріна: в основі обміну усіх сучасних живих організмів
лежить здатність використовувати органічні сполуки як вихідний
матеріал для біосінтеза білків, нуклеінових кислот та інших складових
протоплазми.

Загальним для всіх організмів способом отримання енергії з
органічних речовин є їх анаеробний розклад.

Рассела, Хейла 1997

життя виникло на великих глибинах (близько 4 км), в лужному середовищі в гідротермальних джерелах;
2) гаряча вода (до 350 градусів) несла колоїдні частки, які утворювали пористі структури, в основі яких був моносульфід заліза ті інші сульфіди металів, і крім того несла багато різних речовин СО, H2N2, NH3, CN~, CH3COO, H2CO, CH4, H2S, короткі алкіл-сульфіди;
стінки пористих структур забезпечували постійне джерело електронів, каталітичні реакції та підтримували високу концентрацію органічних речовин всередині;
4) різниця в кислотності, температурі та редокс-потенціалі між зовнішніми (темп. 350 гр., pH 9-10) та внутрішніми (темп. 60 гр., рН 4, redox potencial 500 mV) розчинами забезпечували постійність геохімічних умов для виникнення предбіологічних станів.

джерелах “черних курильників” 360 млн. років тому назад

b) зріз

відкладів піриту (вік 360 млн років)

c) теж саме, але збільшено

d) пористі структури сульфіду заліза, які були отримані в лабораторних умовах

градієнті, в підводних гідротер-мальних порожнинах.

Ера універсального не вільного-існуючого анцестора



Рассел та Хейл

підкреслювали, що ніяка нуклеїново-кислотна еволюція не можлива без підтримуючої геохімії, більш пізнішої біогеохімії та біохімії завершення, щоб забезпечити стійку концентрацію полімеразних продуктів (наприклад нуклеотидів), що є основою для різних варіантів реплікації.

виникнення біохімічних процесів, що привело до синтезу ліпідів
Незалежне виникнення

біохімічних процесів, що привели до синтезу елементів клітинної оболонки
Утворення клітинної оболонки та консервація окислювально-відновлювальних процесів всередині клітини
6) Поява перших хемоавтотрофних вільно-існуючих клітин

Л. Полінг

Гіпотеза виходить з того, що більшість мутацій нейтральні,

і швидкість їх накопичення в певному гені не залежить або слабко залежить від дії природного відбору і тому залишається постійною протягом довгого часу. Для різних генів ця швидкість буде різною.

Чим більше часу відділяє два види від епохи, коли жив їх спільний пращур, тим більше різняться ДНК цих видів.