معلومة

6.2: مقدمة في التنوع بدائيات النواة - علم الأحياء

6.2: مقدمة في التنوع بدائيات النواة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما سوف تتعلم القيام به: مناقشة تنوع الخلايا بدائية النواة

في الماضي القريب ، صنف العلماء الكائنات الحية في خمس ممالك - الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات وبدائيات النوى - بناءً على عدة معايير ، مثل غياب أو وجود نواة وعضيات أخرى مرتبطة بالغشاء ، وغياب أو وجود جدران الخلايا ، وتعدد الخلايا ، وما إلى ذلك. تضم بكتيريا المجال جميع الكائنات الحية في المملكة البكتيريا ، ويشتمل المجال Archaea على بقية بدائيات النوى ، ويشتمل مجال Eukarya على جميع حقيقيات النوى - بما في ذلك الكائنات الحية في الممالك Animalia و Plantae و Fungi و Protista.

اثنان من المجالات الثلاثة - البكتيريا والعتائق - بدائية النواة. بدائيات النوى كانت أول سكان الأرض ، حيث ظهرت منذ 3.5 إلى 3.8 مليار سنة. هذه الكائنات الحية وفيرة في كل مكان. أي أنهم موجودون في كل مكان. بالإضافة إلى أنها تعيش في البيئات المعتدلة ، فإنها توجد في ظروف قاسية: من غليان الينابيع إلى البيئات المتجمدة بشكل دائم في أنتاركتيكا ؛ من البيئات المالحة مثل البحر الميت إلى البيئات تحت ضغط هائل ، مثل أعماق المحيط ؛ ومن المناطق الخالية من الأكسجين ، مثل محطة إدارة النفايات ، إلى المناطق الملوثة إشعاعيًا ، مثل تشيرنوبيل. تتواجد بدائيات النوى في الجهاز الهضمي البشري وعلى الجلد ، وهي مسؤولة عن أمراض معينة ، وتؤدي دورًا مهمًا في تحضير العديد من الأطعمة.


مقدمة

يمكن لبعض بدائيات النوى أن تعيش في بيئات قاسية مثل مسبح Morning Glory ، وهو ينبوع ساخن في متنزه يلوستون الوطني. اللون الأزرق النابض بالحياة في الربيع هو من بدائيات النوى التي تزدهر في مياهه شديدة الحرارة. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة جون سوليفان)

في الماضي القريب ، صنف العلماء الكائنات الحية في خمس ممالك - الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات وبدائيات النوى - بناءً على عدة معايير ، مثل غياب أو وجود نواة وعضيات أخرى مرتبطة بالغشاء ، وغياب أو وجود جدران الخلايا ، وتعدد الخلايا ، وما إلى ذلك. في أواخر القرن العشرين ، قارن العمل الرائد لكارل ووز وآخرين تسلسلات الحمض النووي الريبي الريبوسومي الصغير (SSU rRNA) ، مما أدى إلى طريقة أكثر جوهرية لتجميع الكائنات الحية على الأرض. بناءً على الاختلافات في بنية أغشية الخلايا وفي الرنا الريباسي ، اقترح Woese وزملاؤه أن جميع أشكال الحياة على الأرض تطورت على طول ثلاثة أنساب ، تسمى المجالات. تضم بكتيريا المجال جميع الكائنات الحية في المملكة البكتيريا ، ويشتمل المجال Archaea على بقية بدائيات النوى ، ويشتمل مجال Eukarya على جميع حقيقيات النوى - بما في ذلك الكائنات الحية في الممالك Animalia و Plantae و Fungi و Protista.

اثنان من المجالات الثلاثة - البكتيريا والعتائق - بدائية النواة. بدائيات النوى كانت أول سكان الأرض ، حيث ظهرت منذ 3.5 إلى 3.8 مليار سنة. هذه الكائنات الحية وفيرة ومنتشرة في كل مكان ، أي أنها موجودة في كل مكان. بالإضافة إلى أنها تعيش في البيئات المعتدلة ، فإنها توجد في ظروف قاسية: من الينابيع المغلية إلى البيئات المتجمدة بشكل دائم في القارة القطبية الجنوبية من البيئات المالحة مثل البحر الميت إلى البيئات تحت ضغط هائل ، مثل أعماق المحيط ومن المناطق الخالية من الأكسجين ، مثل كمصنع لإدارة النفايات ، إلى المناطق الملوثة إشعاعيًا ، مثل تشيرنوبيل. توجد بدائيات النوى في الجهاز الهضمي البشري وعلى الجلد ، وهي مسؤولة عن أمراض معينة ، وتؤدي دورًا مهمًا في تحضير العديد من الأطعمة.


مقدمة

يمكن لبعض بدائيات النوى أن تعيش في بيئات قاسية مثل مسبح Morning Glory ، وهو ينبوع ساخن في متنزه يلوستون الوطني. اللون الأزرق النابض بالحياة في الربيع هو من بدائيات النوى التي تزدهر في مياهه شديدة الحرارة. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة جون سوليفان)

في الماضي القريب ، صنف العلماء الكائنات الحية في خمس ممالك - الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات وبدائيات النوى - بناءً على عدة معايير ، مثل غياب أو وجود نواة وعضيات أخرى مرتبطة بالغشاء ، وغياب أو وجود جدران الخلايا ، وتعدد الخلايا ، وما إلى ذلك. في أواخر القرن العشرين ، قام العمل الرائد لكارل ووز وآخرون بمقارنة تسلسلات الحمض النووي الريبي الريباسي للوحدات الفرعية الصغيرة (SSU rRNA) ، مما أدى إلى طريقة أكثر جوهرية لتجميع الكائنات الحية على الأرض. بناءً على الاختلافات في بنية أغشية الخلايا وفي الرنا الريباسي ، اقترح Woese وزملاؤه أن جميع أشكال الحياة على الأرض تطورت على طول ثلاثة أنساب ، تسمى المجالات. تضم بكتيريا المجال جميع الكائنات الحية في المملكة البكتيريا ، ويشتمل المجال Archaea على بقية بدائيات النوى ، ويشتمل مجال Eukarya على جميع حقيقيات النوى - بما في ذلك الكائنات الحية في الممالك Animalia و Plantae و Fungi و Protista.

اثنان من المجالات الثلاثة - البكتيريا والعتائق - بدائية النواة. بدائيات النوى كانت أول سكان الأرض ، حيث ظهرت منذ 3.5 إلى 3.8 مليار سنة. هذه الكائنات الحية وفيرة ومنتشرة في كل مكان ، أي أنها موجودة في كل مكان. بالإضافة إلى أنها تعيش في البيئات المعتدلة ، فإنها توجد في ظروف قاسية: من الينابيع المغلية إلى البيئات المتجمدة بشكل دائم في القارة القطبية الجنوبية من البيئات المالحة مثل البحر الميت إلى البيئات تحت ضغط هائل ، مثل أعماق المحيط ومن المناطق الخالية من الأكسجين ، مثل كمصنع لإدارة النفايات ، إلى المناطق الملوثة إشعاعيًا ، مثل تشيرنوبيل. تتواجد بدائيات النوى في الجهاز الهضمي البشري وعلى الجلد ، وهي مسؤولة عن أمراض معينة ، وتؤدي دورًا مهمًا في تحضير العديد من الأطعمة.


الفصل 6 مقدمة

الشكل 6.1 يتراوح المتظاهرون من المجهر أحادي الخلية (أ) Acanthocystis turfacea و (ب) الهدب رباعي الغشاء الحراري ، كلاهما مرئي هنا باستخدام الفحص المجهري الضوئي ، إلى عشب البحر الهائل متعدد الخلايا (ج) (Chromalveolata) الذي يمتد لمئات الأقدام في "الغابات" تحت الماء. (الائتمان أ: تعديل العمل بواسطة Yuiuji Tsukii Credit b: تعديل العمل بواسطة Richard Robinson ، ائتمان المكتبة العامة للعلوم ج: تعديل العمل بواسطة Kip Evans ، بيانات شريط مقياس NOAA من Matt Russell)

لقد كان البشر على دراية بالكائنات الدقيقة (كائنات كبيرة بما يكفي لرؤيتها بالعين المجردة) منذ ذلك الحين كان هناك تاريخ مكتوب ، ومن المحتمل أن معظم الثقافات تميزت بين الحيوانات والنباتات البرية ، وعلى الأرجح تضمنت الفطريات العيانية كنباتات. لذلك ، أصبح التعامل مع عالم الكائنات الحية الدقيقة تحديًا مثيرًا للاهتمام بمجرد تطوير المجاهر قبل بضعة قرون. تم استخدام العديد من مخططات التسمية المختلفة على مدار القرنين الماضيين ، ولكنها أصبحت الممارسة الأكثر شيوعًا للإشارة إلى حقيقيات النوى التي ليست نباتات أو حيوانات أو فطريات على أنها الطلائعيات.

تم اقتراح هذا الاسم لأول مرة من قبل إرنست هيجل في أواخر القرن التاسع عشر. تم تطبيقه في العديد من السياقات وتم استخدامه رسميًا لتمثيل تصنيف على مستوى المملكة يسمى Protista. ومع ذلك ، بدأ العديد من علماء النظام الحديث (علماء الأحياء الذين يدرسون العلاقات بين الكائنات الحية) في الابتعاد عن فكرة الرتب الرسمية مثل المملكة والشعبة. بدلاً من ذلك ، قاموا بتسمية الأصناف كمجموعات من الكائنات الحية يعتقد أنها تشمل جميع أحفاد سلف مشترك أخير (مجموعة أحادية الفصيلة). خلال العقدين الماضيين ، أظهر مجال علم الوراثة الجزيئية أن بعض الطلائعيات ترتبط بالحيوانات أو النباتات أو الفطريات أكثر من ارتباطها بالطلائعيات الأخرى. لذلك ، فإن عدم تضمين الحيوانات والنباتات والفطريات يجعل المملكة Protista مجموعة مصاحبة للنمو ، أو مجموعة لا تشمل جميع أحفاد سلفها المشترك. لهذا السبب ، فإن سلالات البروتيست المصنفة أصلاً في مملكة بروتيستا يستمر فحصها ومناقشتها. في غضون ذلك ، لا يزال مصطلح "الطلائعيات" يستخدم بشكل غير رسمي لوصف هذه المجموعة المتنوعة للغاية من حقيقيات النوى.

معظم الطلائعيات هي كائنات مجهرية وحيدة الخلية تتوافر بكثرة في التربة والمياه العذبة والبيئات قليلة الملوحة والبحرية. كما أنها شائعة في المسالك الهضمية للحيوانات وفي الأنسجة الوعائية للنباتات. يغزو البعض الآخر خلايا الطلائعيات والحيوانات والنباتات الأخرى. ليست كل الطلائعيات مجهرية. يحتوي بعضها على خلايا كبيرة الحجم ، مثل المتصورة (الأميبات العملاقة) لقوالب الوحل myxomycete أو الطحالب البحرية الخضراء Caulerpa ، والتي يمكن أن تحتوي على خلايا مفردة يمكن أن يصل حجمها إلى عدة أمتار. بعض الطلائعيات متعددة الخلايا ، مثل الأعشاب البحرية الحمراء والخضراء والبنية. من بين المحتجين ، يجد المرء ثروة من الطرق التي يمكن أن تنمو بها الكائنات الحية.


محتويات

في تعريفها الأكثر شمولاً ، يمكن اعتبار الكيمياء الحيوية بمثابة دراسة لمكونات وتكوين الكائنات الحية وكيف تتحد معًا لتصبح حياة. بهذا المعنى ، قد يعود تاريخ الكيمياء الحيوية إلى تاريخ الإغريق القدماء. [10] ومع ذلك ، بدأت الكيمياء الحيوية كتخصص علمي محدد في وقت ما في القرن التاسع عشر ، أو قبل ذلك بقليل ، اعتمادًا على جانب الكيمياء الحيوية الذي يتم التركيز عليه. جادل البعض بأن بداية الكيمياء الحيوية ربما كانت اكتشاف أول إنزيم ، دياستاز (يسمى الآن الأميليز) ، في عام 1833 بواسطة أنسيلم باين ، [11] بينما اعتبر البعض الآخر أول عرض لإدوارد بوكنر لعملية كيميائية حيوية معقدة تخمر كحولي في الخلية- مقتطفات مجانية عام 1897 لتكون ولادة الكيمياء الحيوية. [12] [13] [14] قد يشير البعض أيضًا كبداية إلى العمل المؤثر لعام 1842 لجوستوس فون ليبيج ، الكيمياء الحيوانية ، أو الكيمياء العضوية في تطبيقاتها في علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض، التي قدمت نظرية كيميائية في التمثيل الغذائي ، [10] أو حتى قبل ذلك من القرن الثامن عشر لدراسات عن التخمير والتنفس بواسطة أنطوان لافوازييه. [15] [16] تم الإعلان عن العديد من الرواد الآخرين في هذا المجال الذين ساعدوا في الكشف عن طبقات التعقيد في الكيمياء الحيوية ، بأنهم مؤسسو الكيمياء الحيوية الحديثة. يمثل إميل فيشر ، الذي درس كيمياء البروتينات ، [17] و F. Gowland Hopkins ، الذي درس الإنزيمات والطبيعة الديناميكية للكيمياء الحيوية ، مثالين لعلماء الكيمياء الحيوية الأوائل. [18]

مصطلح "الكيمياء الحيوية" نفسه مشتق من مزيج من علم الأحياء والكيمياء. في عام 1877 ، استخدم فيليكس هوبي سيلر مصطلح (الكيمياء الحيوية باللغة الألمانية) كمرادف للكيمياء الفسيولوجية في مقدمة العدد الأول من Zeitschrift für Physiologische Chemie (مجلة الكيمياء الفسيولوجية) حيث دعا إلى إنشاء معاهد مخصصة لهذا المجال من الدراسة. [19] [20] ومع ذلك ، كثيرًا ما يُستشهد بالكيميائي الألماني كارل نيوبيرج بأنه صاغ الكلمة في عام 1903 ، [21] [22] [23] بينما نسبها البعض إلى فرانز هوفمايستر. [24]

ساد الاعتقاد عمومًا أن الحياة وموادها لها بعض الخصائص أو المواد الأساسية (يشار إليها غالبًا باسم "المبدأ الحيوي") تختلف عن أي مادة موجودة في المادة غير الحية ، وكان يُعتقد أن الكائنات الحية فقط هي التي يمكنها إنتاج جزيئات الحياة. [26] في عام 1828 ، نشر فريدريش فولر ورقة بحثية عن تخليق اليوريا الصدفي من سيانات البوتاسيوم وكبريتات الأمونيوم ، اعتبر البعض ذلك بمثابة قلب مباشر للحيوية وتأسيس الكيمياء العضوية. [27] [28] ومع ذلك ، أثار توليف فولر الجدل حيث رفض البعض موت الحيوية على يديه. [29] منذ ذلك الحين ، تقدمت الكيمياء الحيوية ، خاصة منذ منتصف القرن العشرين ، مع تطوير تقنيات جديدة مثل اللوني ، حيود الأشعة السينية ، قياس التداخل ثنائي الاستقطاب ، التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي ، وضع العلامات بالنظائر المشعة ، المجهر الإلكتروني ومحاكاة الديناميات الجزيئية. سمحت هذه التقنيات باكتشاف وتحليل مفصل للعديد من الجزيئات والمسارات الأيضية للخلية ، مثل تحلل السكر ودورة كريبس (دورة حمض الستريك) ، وأدت إلى فهم الكيمياء الحيوية على المستوى الجزيئي.

حدث تاريخي مهم آخر في الكيمياء الحيوية هو اكتشاف الجين ودوره في نقل المعلومات في الخلية. في الخمسينيات من القرن الماضي ، لعب جيمس واتسون وفرانسيس كريك وروزاليند فرانكلين وموريس ويلكنز دورًا فعالًا في حل بنية الحمض النووي واقتراح علاقتها بالنقل الجيني للمعلومات. [30] في عام 1958 ، حصل كل من جورج بيدل وإدوارد تاتوم على جائزة نوبل لعملهما في الفطريات وأظهروا أن جينًا واحدًا ينتج إنزيمًا واحدًا. [31] في عام 1988 ، كان كولين بيتشفورك أول شخص يُدان بجريمة القتل باستخدام أدلة الحمض النووي ، مما أدى إلى نمو علم الطب الشرعي. [32] وفي الآونة الأخيرة ، حصل Andrew Z. Fire و Craig C. Mello على جائزة نوبل لعام 2006 لاكتشافهما دور تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) ، في إسكات التعبير الجيني. [33]

حوالي عشرين عنصرًا كيميائيًا ضرورية لأنواع مختلفة من الحياة البيولوجية. لا تحتاج الحياة إلى معظم العناصر النادرة على الأرض (باستثناء السيلينيوم واليود) ، [34] بينما لا يتم استخدام بعض العناصر الشائعة (الألمنيوم والتيتانيوم). تشترك معظم الكائنات الحية في احتياجات العناصر ، ولكن هناك بعض الاختلافات بين النباتات والحيوانات. على سبيل المثال ، تستخدم طحالب المحيط البروم ، لكن يبدو أن النباتات والحيوانات البرية لا تحتاج إلى أي منها. تحتاج جميع الحيوانات إلى الصوديوم ، لكن بعض النباتات لا تتطلب ذلك. تحتاج النباتات إلى البورون والسيليكون ، لكن الحيوانات قد لا تحتاج (أو قد تحتاج إلى كميات صغيرة جدًا).

تشكل ستة عناصر فقط - الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكالسيوم والفوسفور - ما يقرب من 99٪ من كتلة الخلايا الحية ، بما في ذلك تلك الموجودة في جسم الإنسان (انظر تكوين جسم الإنسان للحصول على قائمة كاملة). بالإضافة إلى العناصر الستة الرئيسية التي يتكون منها معظم جسم الإنسان ، يحتاج البشر إلى كميات أصغر ربما تبلغ 18 عنصرًا إضافيًا. [35]

الفئات الأربع الرئيسية للجزيئات في الكيمياء الحيوية (تسمى غالبًا الجزيئات الحيوية) هي الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية. [36] العديد من الجزيئات البيولوجية عبارة عن بوليمرات: في هذا المصطلح ، المونومرات عبارة عن جزيئات ضخمة صغيرة نسبيًا مرتبطة ببعضها البعض لتكوين جزيئات كبيرة تعرف بالبوليمرات. عندما يتم ربط المونومرات معًا لتكوين بوليمر بيولوجي ، فإنها تخضع لعملية تسمى تخليق الجفاف. يمكن أن تتجمع الجزيئات الكبيرة المختلفة في مجمعات أكبر ، وغالبًا ما تكون مطلوبة للنشاط البيولوجي.

تحرير الكربوهيدرات

اثنان من الوظائف الرئيسية للكربوهيدرات هي تخزين الطاقة وتوفير الهيكل. تعتبر الكربوهيدرات من السكريات الشائعة المعروفة باسم الجلوكوز ، ولكن ليست كل الكربوهيدرات عبارة عن سكريات. يوجد عدد أكبر من الكربوهيدرات على الأرض أكثر من أي نوع آخر معروف من الجزيئات الحيوية ، حيث يتم استخدامها لتخزين الطاقة والمعلومات الجينية ، فضلاً عن لعب أدوار مهمة في التفاعلات والاتصالات بين الخلايا.

أبسط أنواع الكربوهيدرات هو أحادي السكاريد ، والذي يحتوي من بين خصائص أخرى على الكربون والهيدروجين والأكسجين ، في الغالب بنسبة 1: 2: 1 (الصيغة العامة Cنح2نان، أين ن 3 على الأقل). الجلوكوز (سي6ح12ا6) هي واحدة من أهم الكربوهيدرات الأخرى وتشمل الفركتوز (سي6ح12ا6) ، السكر المرتبط عادةً بالطعم الحلو للفواكه ، [37] [أ] و deoxyribose (C5ح10ا4) ، أحد مكونات الحمض النووي. يمكن أن ينتقل السكاريد الأحادي بين الشكل غير الدوري (مفتوح السلسلة) والشكل الدوري. يمكن تحويل شكل السلسلة المفتوحة إلى حلقة من ذرات الكربون تسدها ذرة أكسجين مكونة من مجموعة كاربونيل من طرف ومجموعة الهيدروكسيل من طرف آخر. يحتوي الجزيء الدوري على مجموعة نصفية أو نصفية ، اعتمادًا على ما إذا كان الشكل الخطي عبارة عن ألدوز أم كيتوز. [38]

في هذه الأشكال الدورية ، عادة ما يكون للحلقة 5 أو 6 ذرات. تسمى هذه الأشكال فورانوز وبايرانوز ، على التوالي - عن طريق القياس مع فوران وبايران ، أبسط المركبات التي لها نفس حلقة الكربون والأكسجين (على الرغم من أنها تفتقر إلى روابط الكربون والكربون المزدوجة لهذين الجزيئين). على سبيل المثال ، قد يشكل جلوكوز ألدوهكسوز ارتباطًا نصفيًا بين الهيدروكسيل على الكربون 1 والأكسجين الموجود في الكربون 4 ، مما ينتج عنه جزيء بحلقة مكونة من 5 أعضاء ، تسمى جلوكوفورانوز. يمكن أن يحدث نفس التفاعل بين الكربونات 1 و 5 لتكوين جزيء بحلقة مكونة من 6 ذرات ، تسمى جلوكوبيرانوز. نادرًا ما تكون الأشكال الحلقية ذات الحلقة المكونة من 7 ذرات تسمى heptoses.

يمكن ربط اثنين من السكريات الأحادية معًا بواسطة رابطة جليكوسيدية أو إيثرية في a سكر ثنائي من خلال تفاعل الجفاف الذي يتم خلاله إطلاق جزيء من الماء. يُطلق على التفاعل العكسي الذي يتم فيه تكسير الرابطة الجليكوسيدية لثنائي السكاريد إلى اثنين من السكريات الأحادية التحلل المائي. السكاريد الأكثر شهرة هو السكروز أو السكر العادي ، والذي يتكون من جزيء الجلوكوز وجزيء الفركتوز معًا. ثنائي السكاريد المهم الآخر هو اللاكتوز الموجود في الحليب ، ويتكون من جزيء الجلوكوز وجزيء الجالاكتوز. قد يتحلل اللاكتوز بالماء عن طريق اللاكتاز ، ويؤدي نقص هذا الإنزيم إلى عدم تحمل اللاكتوز.

عندما يتم ربط عدد قليل (حوالي ثلاثة إلى ستة) السكريات الأحادية ، يطلق عليه قليل السكاريد (قلة- تعني "قليل"). تميل هذه الجزيئات إلى استخدامها كعلامات وإشارات ، بالإضافة إلى استخدامات أخرى. [39] العديد من السكريات الأحادية المرتبطة معًا تشكل عديد السكاريد. يمكن ضمها معًا في سلسلة خطية واحدة طويلة ، أو قد تكون متفرعة. اثنان من السكريات الأكثر شيوعًا هما السليلوز والجليكوجين ، وكلاهما يتكون من مونومرات جلوكوز متكررة. السليلوز هو عنصر هيكلي مهم لجدران الخلايا النباتية و الجليكوجين يستخدم كشكل من أشكال تخزين الطاقة في الحيوانات.

يمكن وصف السكر بأن له نهايات مختزلة أو غير مختزلة. النهاية المختزلة للكربوهيدرات هي ذرة كربون يمكن أن تكون في حالة توازن مع ألدهيد سلسلة مفتوحة (ألدوز) أو كيتو (كيتوز). إذا حدث انضمام المونومرات عند ذرة كربون كهذه ، فإن مجموعة الهيدروكسي الحرة من شكل بيرانوز أو فورانوز يتم تبادلها مع سلسلة جانبية OH لسكر آخر ، مما ينتج عنه أسيتال كامل. هذا يمنع فتح السلسلة على شكل الألدهيد أو كيتو ويجعل البقايا المعدلة غير مختزلة. يحتوي اللاكتوز على نهاية مختزلة في جزء الجلوكوز الخاص به ، بينما يشكل جزء الجالاكتوز أسيتال كامل مع مجموعة الجلوكوز C4-OH. لا يحتوي السكروز على نهاية مختزلة بسبب تكوين الأسيتال الكامل بين كربون ألدهيد الجلوكوز (C1) وكربون كيتو من الفركتوز (C2).

تحرير الدهون

الدهون تشتمل على مجموعة متنوعة من الجزيئات وإلى حد ما عبارة عن جامع للمركبات غير القابلة للذوبان في الماء نسبيًا أو غير القطبية من أصل بيولوجي ، بما في ذلك الشموع والأحماض الدهنية والفوسفوليبيدات المشتقة من الأحماض الدهنية والسفينجوليبيدات والجليكوليبيدات والتربينويدات (على سبيل المثال ، الريتينويد والمنشطات) . بعض الدهون عبارة عن جزيئات أليفاتية خطية ذات سلسلة مفتوحة ، في حين أن البعض الآخر له هياكل حلقية. بعضها عطري (له هيكل [حلقة] دائري ومستوٍ [مسطح]) بينما البعض الآخر ليس كذلك. بعضها مرن والبعض الآخر جامد.

تصنع الدهون عادة من جزيء واحد من الجلسرين مع جزيئات أخرى. في الدهون الثلاثية ، المجموعة الرئيسية للدهون السائبة ، يوجد جزيء واحد من الجلسرين وثلاثة أحماض دهنية. تعتبر الأحماض الدهنية المونومر في هذه الحالة ، وقد تكون مشبعة (لا توجد روابط مزدوجة في سلسلة الكربون) أو غير مشبعة (واحدة أو أكثر من الروابط المزدوجة في سلسلة الكربون).

معظم الدهون لها بعض السمات القطبية بالإضافة إلى كونها غير قطبية إلى حد كبير. بشكل عام ، الجزء الأكبر من هيكلها غير قطبي أو كاره للماء ("يخشى الماء") ، مما يعني أنه لا يتفاعل بشكل جيد مع المذيبات القطبية مثل الماء. جزء آخر من بنيتها هو قطبي أو ماء ("محبة للماء") وسوف تميل إلى الارتباط بالمذيبات القطبية مثل الماء. وهذا يجعلها جزيئات برمائية (تحتوي على أجزاء كارهة للماء ومحبة للماء). في حالة الكوليسترول ، تكون المجموعة القطبية مجرد –OH (هيدروكسيل أو كحول). في حالة الدهون الفوسفورية ، تكون المجموعات القطبية أكبر بكثير وأكثر قطبية ، كما هو موضح أدناه.

الدهون جزء لا يتجزأ من نظامنا الغذائي اليومي. تتكون معظم الزيوت ومنتجات الألبان التي نستخدمها في الطهي وتناول الطعام مثل الزبدة والجبن والسمن وما إلى ذلك من الدهون. الزيوت النباتية غنية بمختلف الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA). تخضع الأطعمة المحتوية على دهون للهضم داخل الجسم وتتحول إلى أحماض دهنية وغليسيرول ، وهي منتجات التحلل النهائية للدهون والدهون. تُستخدم الدهون ، وخاصة الدهون الفوسفاتية ، أيضًا في العديد من المنتجات الصيدلانية ، إما كمواد ذوبان مشتركة (على سبيل المثال ، في الحقن الوريدي) أو كمكونات حامل للأدوية (على سبيل المثال ، في الجسيم الشحمي أو النقل).

تحرير البروتينات

البروتينات عبارة عن جزيئات كبيرة جدًا - بوليمرات حيوية كبيرة - مصنوعة من مونومرات تسمى الأحماض الأمينية. يتكون الحمض الأميني من ذرة كربون ألفا مرتبطة بمجموعة أمينية ، –NH2، مجموعة حمض الكربوكسيل ، –COOH (على الرغم من وجودها كـ –NH3 + و –COO - في ظل الظروف الفسيولوجية) ، ذرة هيدروجين بسيطة ، وسلسلة جانبية يشار إليها عادةً بـ "–R". تختلف السلسلة الجانبية "R" لكل حمض أميني يوجد 20 منها معياريًا. هذه المجموعة "R" هي التي جعلت كل حمض أميني مختلفًا ، وخصائص السلاسل الجانبية تؤثر بشكل كبير على التشكل ثلاثي الأبعاد الكلي للبروتين. بعض الأحماض الأمينية لها وظائف من تلقاء نفسها أو في شكل معدل على سبيل المثال ، يعمل الغلوتامات كناقل عصبي مهم. يمكن ربط الأحماض الأمينية عبر رابطة الببتيد. في تركيب الجفاف هذا ، تتم إزالة جزيء الماء وتربط رابطة الببتيد النيتروجين الخاص بمجموعة أمينية من الأحماض الأمينية بكربون مجموعة الأحماض الكربوكسيلية الأخرى. يسمى الجزيء الناتج أ ثنائي الببتيد، وتسمى الامتدادات القصيرة من الأحماض الأمينية (عادة أقل من ثلاثين) الببتيدات أو عديد الببتيدات. الامتدادات الأطول تستحق العنوان البروتينات. على سبيل المثال ، يحتوي الألبومين بروتين مصل الدم المهم على 585 بقايا من الأحماض الأمينية. [42]

يمكن أن يكون للبروتينات أدوار هيكلية و / أو وظيفية. على سبيل المثال ، حركات البروتينات الأكتين والميوسين هي المسؤولة في النهاية عن تقلص العضلات الهيكلية. إحدى الخصائص التي تمتلكها العديد من البروتينات هي أنها ترتبط على وجه التحديد بجزيء أو فئة معينة من الجزيئات - قد تكون كذلك الى ابعد حد انتقائية في ما يرتبط بها. الأجسام المضادة هي مثال على البروتينات التي ترتبط بنوع معين من الجزيئات. تتكون الأجسام المضادة من سلاسل ثقيلة وخفيفة. سيتم ربط سلسلتين ثقيلتين بسلسلتين خفيفتين من خلال روابط ثاني كبريتيد بين أحماضهما الأمينية. تكون الأجسام المضادة محددة من خلال التباين بناءً على الاختلافات في المجال الطرفي N. [43]

يعتبر اختبار الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) ، والذي يستخدم الأجسام المضادة ، أحد أكثر الاختبارات حساسية التي يستخدمها الطب الحديث للكشف عن الجزيئات الحيوية المختلفة. ومع ذلك ، ربما تكون أهم البروتينات هي الإنزيمات. يتطلب كل تفاعل في الخلية الحية تقريبًا إنزيمًا لخفض طاقة التنشيط للتفاعل. [12] تتعرف هذه الجزيئات على جزيئات متفاعلة معينة تسمى ركائز ثم يقومون بتحفيز التفاعل بينهم. من خلال خفض طاقة التنشيط ، يسرع الإنزيم ذلك التفاعل بمعدل 10 11 أو أكثر [12] ، وقد يستغرق التفاعل الذي يستغرق عادةً أكثر من 3000 سنة لإكماله تلقائيًا أقل من ثانية مع الإنزيم. لا يتم استخدام الإنزيم نفسه في العملية وهو حر في تحفيز نفس التفاعل باستخدام مجموعة جديدة من الركائز. باستخدام مُعدِّلات مختلفة ، يمكن تنظيم نشاط الإنزيم ، مما يتيح التحكم في الكيمياء الحيوية للخلية ككل. [12]

يتم وصف بنية البروتينات تقليديا في تسلسل هرمي من أربعة مستويات. يتكون التركيب الأساسي للبروتين من تسلسله الخطي للأحماض الأمينية على سبيل المثال ، "ألانين-جليسين-تريبتوفان-سيرين-جلوتامات-أسباراجين-جلايسين-ليسين- ...". يتعلق الهيكل الثانوي بالمورفولوجيا المحلية (علم التشكل هو دراسة البنية). تميل بعض مجموعات الأحماض الأمينية إلى الالتفاف في ملف يسمى α-helix أو في ورقة تسمى ورقة β يمكن رؤية بعض الحلزونات α في مخطط الهيموجلوبين أعلاه. البنية الثلاثية هي الشكل ثلاثي الأبعاد الكامل للبروتين. يتم تحديد هذا الشكل من خلال تسلسل الأحماض الأمينية. في الواقع ، يمكن لتغيير واحد أن يغير الهيكل بأكمله. تحتوي سلسلة ألفا من الهيموغلوبين على 146 من بقايا الأحماض الأمينية ، ويؤدي استبدال بقايا الغلوتامات في الموضع 6 مع بقايا فالين إلى تغيير سلوك الهيموغلوبين لدرجة أنه يؤدي إلى مرض فقر الدم المنجلي. أخيرًا ، تهتم البنية الرباعية ببنية البروتين ذي الوحدات الفرعية الببتيدية المتعددة ، مثل الهيموجلوبين بوحداته الفرعية الأربع. لا تحتوي كل البروتينات على أكثر من وحدة فرعية واحدة. [44]

عادة ما يتم تفكيك البروتينات التي يتم تناولها إلى أحماض أمينية مفردة أو ثنائي الببتيدات في الأمعاء الدقيقة ثم يتم امتصاصها. يمكن بعد ذلك ضمها لتشكيل بروتينات جديدة. يمكن استخدام المنتجات الوسيطة لتحلل السكر ودورة حمض الستريك ومسار فوسفات البنتوز لتكوين جميع الأحماض الأمينية العشرين ، وتمتلك معظم البكتيريا والنباتات جميع الإنزيمات اللازمة لتركيبها. ومع ذلك ، يمكن للإنسان والثدييات الأخرى تصنيع نصفهم فقط. لا يمكنهم تصنيع إيسولوسين ، ليسين ، ليسين ، ميثيونين ، فينيل ألانين ، ثريونين ، تريبتوفان ، وفالين. نظرًا لأنه يجب تناولها ، فهذه هي الأحماض الأمينية الأساسية. تمتلك الثدييات الإنزيمات اللازمة لتصنيع الألانين ، الأسباراجين ، الأسبارتات ، السيستين ، الجلوتامات ، الجلوتامين ، الجلايسين ، البرولين ، السيرين ، والتيروزين ، الأحماض الأمينية غير الأساسية. في حين أنهم يستطيعون تصنيع الأرجينين والهيستيدين ، إلا أنهم لا يستطيعون إنتاجه بكميات كافية للحيوانات الصغيرة النامية ، ولذلك غالبًا ما تعتبر هذه الأحماض الأمينية الأساسية.

إذا تمت إزالة المجموعة الأمينية من حمض أميني ، فإنها تترك وراءها هيكلًا كربونيًا يسمى حمض ألفا كيتو. يمكن للأنزيمات التي تسمى الترانسامينازات نقل المجموعة الأمينية بسهولة من حمض أميني واحد (مما يجعلها حمض α-keto) إلى حمض α-keto آخر (مما يجعلها حمض أميني). هذا مهم في التخليق الحيوي للأحماض الأمينية ، كما هو الحال بالنسبة للعديد من المسارات ، يتم تحويل الوسائط الوسيطة من المسارات الكيميائية الحيوية الأخرى إلى هيكل عظمي لحمض α-keto ، ثم يتم إضافة مجموعة أمينية ، غالبًا عن طريق النقل. يمكن بعد ذلك ربط الأحماض الأمينية معًا لتشكيل بروتين.

يتم استخدام عملية مماثلة لتحطيم البروتينات. يتم تحللها أولاً في الأحماض الأمينية المكونة لها. الأمونيا الحرة (NH3) ، الموجودة في صورة أيون الأمونيوم (NH4 +) في الدم ، سامة لأشكال الحياة. لذلك يجب أن توجد طريقة مناسبة لإخراجها. تطورت تكتيكات مختلفة في حيوانات مختلفة ، اعتمادًا على احتياجات الحيوانات. تقوم الكائنات أحادية الخلية ببساطة بإطلاق الأمونيا في البيئة. وبالمثل ، يمكن للأسماك العظمية إطلاق الأمونيا في الماء حيث يتم تخفيفها بسرعة. بشكل عام ، تقوم الثدييات بتحويل الأمونيا إلى يوريا عبر دورة اليوريا.

من أجل تحديد ما إذا كان نوعان من البروتينات مرتبطين ، أو بعبارة أخرى لتحديد ما إذا كانا متماثلين أم لا ، يستخدم العلماء طرق مقارنة التسلسل. تعتبر طرق مثل محاذاة التسلسل والمحاذاة الهيكلية أدوات قوية تساعد العلماء على تحديد التماثلات بين الجزيئات ذات الصلة. تتجاوز أهمية إيجاد التماثلات بين البروتينات تشكيل نمط تطوري لعائلات البروتين. من خلال إيجاد مدى تشابه تسلسلين بروتينيين ، نكتسب معرفة حول هيكلهما وبالتالي وظيفتهما.

الأحماض النووية تحرير

الأحماض النووية ، ما يسمى بسبب انتشارها في النوى الخلوية ، هو الاسم العام لعائلة البوليمرات الحيوية. إنها جزيئات كيميائية حيوية معقدة وذات وزن جزيئي عالٍ يمكنها نقل المعلومات الجينية في جميع الخلايا الحية والفيروسات. [2] تسمى المونومرات بالنيوكليوتيدات ، ويتكون كل منها من ثلاثة مكونات: قاعدة نيتروجينية حلقية غير متجانسة (إما بورين أو بيريميدين) ، وسكر بنتوز ، ومجموعة فوسفات. [45]

الأحماض النووية الأكثر شيوعًا هي الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). مجموعة الفوسفات والسكر لكل رابطة نيوكليوتيد مع بعضها البعض لتشكيل العمود الفقري للحمض النووي ، بينما يخزن تسلسل القواعد النيتروجينية المعلومات. القواعد النيتروجينية الأكثر شيوعًا هي الأدينين والسيتوزين والجوانين والثيمين واليوراسيل. ستشكل القواعد النيتروجينية لكل خيط من الحمض النووي روابط هيدروجينية مع بعض القواعد النيتروجينية الأخرى في خيط مكمل من الحمض النووي (يشبه السوستة). يرتبط الأدينين مع الثايمين واليوراسيل ، والثيمين يرتبط بالأدينين فقط ، والسيتوزين والجوانين لا يمكن أن يرتبطا إلا ببعضهما البعض. يحتوي Adenine و Thymine & amp Adenine و Uracil على اثنين من روابط الهيدروجين ، بينما يتكون عدد الروابط الهيدروجينية بين السيتوزين والجوانين من ثلاثة.

بصرف النظر عن المادة الوراثية للخلية ، غالبًا ما تلعب الأحماض النووية دور الرسل الثاني ، بالإضافة إلى تكوين الجزيء الأساسي للأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، وهو الجزيء الأساسي الحامل للطاقة الموجود في جميع الكائنات الحية. أيضًا ، تختلف القواعد النيتروجينية الممكنة في الحمضين النوويين: الأدينين والسيتوزين والجوانين يحدثان في كل من الحمض النووي الريبي والحمض النووي ، بينما يحدث الثايمين فقط في الحمض النووي ويحدث اليوراسيل في الحمض النووي الريبي.

تحرير الكربوهيدرات كمصدر للطاقة

الجلوكوز هو مصدر للطاقة في معظم أشكال الحياة. على سبيل المثال ، يتم تقسيم السكريات إلى مونومراتها بواسطة الإنزيمات (يزيل فوسفوريلاز الجليكوجين بقايا الجلوكوز من الجليكوجين ، وهو عديد السكاريد). تنقسم السكريات الثنائية مثل اللاكتوز أو السكروز إلى مكونين من السكريات الأحادية المكونة.


مقدمة إلى الأركيا

لم يتم التعرف على المجال القديم كمجال رئيسي للحياة حتى وقت قريب جدًا. حتى القرن العشرين ، اعتبر معظم علماء الأحياء أن جميع الكائنات الحية يمكن تصنيفها إما على أنها نبات أو حيوان. لكن في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي ، أدرك معظم علماء الأحياء أن هذا النظام فشل في استيعاب الفطريات والطلائعيات والبكتيريا. بحلول السبعينيات ، أصبح نظام الممالك الخمس مقبولًا كنموذج يمكن من خلاله تصنيف جميع الكائنات الحية. على مستوى أكثر جوهرية ، تم التمييز بين بدائية النواة البكتيريا والأربعة حقيقيات النوى الممالك (النباتات والحيوانات والفطريات والطلائعيات). يعترف التمييز بالسمات المشتركة التي تشترك فيها الكائنات حقيقية النواة ، مثل النوى والهياكل الخلوية والأغشية الداخلية.

لقد صُدم المجتمع العلمي بشكل مفهوم في أواخر السبعينيات من اكتشاف مجموعة جديدة تمامًا من الكائنات الحية - العتائق. كان الدكتور كارل ووز وزملاؤه في جامعة إلينوي يدرسون العلاقات بين بدائيات النوى باستخدام تسلسل الحمض النووي ، ووجدوا أن هناك مجموعتين مختلفتين بشكل واضح. تلك "البكتيريا" التي عاشت في درجات حرارة عالية أو أنتجت الميثان تتجمع معًا كمجموعة بعيدة جدًا عن البكتيريا المعتادة وحقيقيات النوى. بسبب هذا الاختلاف الشاسع في التركيب الجيني ، اقترح ووز تقسيم الحياة إلى ثلاثة المجالات: Eukaryota و Eubacteria و Archaebacteria. قرر لاحقًا أن مصطلح Archaebacteria كان تسمية خاطئة ، واختصره إلى Archaea. تظهر المجالات الثلاثة في الرسم التوضيحي أعلاه على اليمين ، مما يوضح أيضًا أن كل مجموعة مختلفة تمامًا عن المجموعات الأخرى.

كشفت أعمال أخرى عن مفاجآت إضافية يمكنك أن تقرأ عنها في الصفحات الأخرى من هذا المعرض. It is true that most archaeans don't look that different from bacteria under the microscope, and that the extreme conditions under which many species live has made them difficult to culture, so their unique place among living organisms long went unrecognized. However, biochemically and genetically, they are as different from bacteria as you are. Although many books and articles still refer to them as "Archaebacteria", that term has been abandoned because they aren't bacteria -- they're Archaea.

Archaeans include inhabitants of some of the most extreme environments on the planet. Some live near rift vents in the deep sea at temperatures well over 100 degrees Centigrade. Others live in hot springs (such as the ones pictured above), or in extremely alkaline or acid waters. They have been found thriving inside the digestive tracts of cows, termites, and marine life where they produce methane. They live in the anoxic muds of marshes and at the bottom of the ocean, and even thrive in petroleum deposits deep underground.

Some archaeans can survive the dessicating effects of extremely saline waters. One salt-loving group of archaea includes هالوباكتيريوم, a well-studied archaean. The light-sensitive pigment bacteriorhodopsin يعطي هالوباكتيريوم its color and provides it with chemical energy. Bacteriorhodopsin has a lovely purple color and it pumps protons to the outside of the membrane. When these protons flow back, they are used in the synthesis of ATP, which is the energy source of the cell. This protein is chemically very similar to the light-detecting pigment رودوبسين, found in the vertebrate retina.

Archaeans may be the only organisms that can live in extreme habitats such as thermal vents or hypersaline water. They may be extremely abundant in environments that are hostile to all other life forms. However, archaeans are not restricted to extreme environments new research is showing that archaeans are also quite abundant in the plankton of the open sea. Much is still to be learned about these microbes, but it is clear that the Archaea is a remarkably diverse and successful clade of organisms.


Cyanophyceae: Characteristics, Occurrence and Classification

In this article we will discuss about:- 1. Introduction to Cyanophyceae 2. Characteristics of Cyanophyceae 3. Occurrence 4. Thallus Organisation 5. Reproduction 6. Origin 7. Affinities 8. Economic Importance.

Introduction to Cyanophyceae:

It is a primitive group of algae, consists of 150 genera and about 2,500 species. In India, the division is represented by 98 genera and about 833 species. Members of the class Myxophyceae (Cyanophyceae) are commonly known as blue green algae. The name blue green algae is given because of the presence of a domi­nant pigment c-phycocyanin, the blue green pigment.

In addition, other pigments like chloro­phyll a (green), c-phycoerythrin (red), β-carotene and different xanthophylls are also present. The members of this class are the simplest living autotrophic prokaryotes.

They have the following important charac­teristics:

أ. Nucleus is of prokaryotic nature i.e., devoid of nuclear membrane and nucle­olus,

ب. Absence of well-organised cell orga­nelles, and

ج. Pigments are distributed throughout the chromoplasm (the outer part of proto­plasm).

Depending on the above prokaryotic cha­racteristics many microbiologists consider the members of Cyanophyceae as bacteria. Based on prokaryotic cell structure like bacteria, Christensen (1962) placed both Cyanophyta and bacteria under a common phylum Prokaryota. Cyanophyta or blue green algae have also been named as cyanobacteria.

Important Characteristics of Cyanophyceae:

The important characteristics of the division are as follows:

1. The individual cells are prokaryotic in nature. The nucleus is incipient type and they lack membrane bound organelles.

2. Both vegetative and reproductive cells are non-flagellate.

3. Cell wall is made up of microfibrils and is differentiated into four (4) layers. The cell wall composed of mucopeptide, along with carbohydrates, amino acids and fatty acids.

4. Locomotion is generally absent, but when occurs, it is of gliding or jerky type.

5. The principal pigments are chlorophylls a (green), c-phycocyanin (blue) and c-phyco- erythrin (red). In addition, other pigments like β-carotene and different xanthophylls like myxoxanthin and myxoxanthophyll are also present.

6. Membrane bound chromatophore are absent. Pigments are found embedded in thylakoids.

7. The reserve foods are cyanophycean starch and cyanophycean granules (protein).

8. Many filamentous members possess specia­lized cells of disputed function (supposed to be the centre of N2 fixation) known as heterocysts.

9. Reproduction takes place by vegetative and asexual methods. Vegetative reproduction takes place by cell division, fragmentation etc. Asexual reproduction takes place by endospores, exospores, akinetes, nannospores etc.

10. Sexual reproduction is completely absent. Genetic recombination is reported in 2 cases.

Occurrence of Cyanophyceae:

Members of Cyanophyceae are available in different habitats. Most of the species are fresh water (e.g., Oscillatoria, Rivularia), a few are marine (e.g., Trichodesmium, Darmocarpa), and some species of Oscillatoria and Nostoc are grown on terrestrial habitat.

Species of some members like Anabaena grow as endophytes in thallus of Anthoceros (Bryophyta) and in leaves of Azolla (Pteridophyta) and Nostoc in the root of Cycas (Gymnosperm).

Species of Nostoc, Scytonema, Gloeocapsa, and Chroococcus grow symbiotically with different fungi and form lichen. Some members like Nostoc, Anabaena etc. can fix atmospheric nitrogen and increase soil fertility.

Thallus Organisation in Cyanophyceae:

Plants of this group show much variation in their thallus organisation.

The thallus may be of unicellular or colonial forms:

In unicellular form, the cells may be oval or spherical. Common members are Gloeocapsa (Fig. 3.23A), Chroococcus and Synechococcus.

In most of the members the cells after division remain attached by their cell wall or remain together in a common gelatinous matrix, called a colony.

The colonies may be of two types:

أ. Non-Filamentous Type:

The cells of this type divide either alternately or in three planes, thereby they form spherical (Gomphosphaera, Coelosphaerum), cubical (Eucapsis alpine, Fig. 3.23C), squarish (Merismopedia) or irregular (Microcystis, Fig. 3.23B) colony.

By the repeated cell division in one plane, single row of cells are formed, known as trichome. e.g., Oscillatoria (Fig. 3.23D), Spirulina, Arthosporia etc. The trichome when covered by mucilaginous sheath is called a filament. The filament may contain single trichome (Oscillatoria, Lyngbya) or several trichomes (Hydrocoleus, Microcoleus, Fig. 3.23E).

The trichomes may be unbranched (Oscillatoria, Lyngbya), branched (Mastigocladus limilosus, Fig. 3.23J) and falsely branched (Scytonema, Fig. 3.23K and Tolypothrix).

Reproduction in Cyanophyceae:

The blue green algae (Cyanophyceae) reproduce by both vegetative and asexual means. Sexual reproduc­tion is absent.

The vegetative reproduction performs through fission (Synechococcus), fragmentation (Oscillatoria, Cylindrospermum muscicola), hormogonia formation (Oscillatoria, Nostoc), hormospores (Westiella lanosa), planococci and Palmelloid stage.

During asexual reproduction various types of asexual spores are formed. These are akinetes (Anabaena sphaerica, Gloeotrichia natans, Calothrix fusca), endospores (Dermocarpa), exospores (Chamaesiphon) and nannocyte (Microcystis) (Fig. 3.27).

Gaidukov phenomenon or complementary chromatic adaptation:

The efficiency to change the pigment com­position, to absorb maximum light for photosyn­thesis, with the variation of the incident light is called complementary chromatic adaptation.

Many members of Cyanophyceae have the capacity to change their colour in relation to the wave length of incident light. Due to variation of the wavelength of incident light they can change their pigment composition.

It may appear blue green in yellow light, green in red light and reddish in green light. Gaidukov (1903) first invented the phenomenon and according to his name it is also known as Gaidukov phenomenon.

Origin of Cyanophyceae:

This group is considered to be the most primitive because of the presence of some important features.

أ. Presence of unorganised nucleus,

ب. Absence of chromatophores,

ج. Absence of flagella, and

د. Lack of sexual reproduction.

They are found in all habitats where life is possible and distributed throughout the world. Fossil records indicate that they have originated in early Pre-Cambrian period. But their ancestry is not known. Absence of flagella and the prokaryotic nature of cells lead to believe that possibly they have originated from unicellular aflagellate cells.

Presence of most of the mem­bers in terrestrial habitat leads to believe by most of the investigators that the Cyanophyceae have originated from terrestrial members.

Affinities of Cyanophyceae:

The members of Cyanophyceae show some relationship with both bacteria and Rhodo­phyceae.

Similarities of Cyanophyceae with Bacteria:

1. Cell structure is prokaryotic in both the group, having unorganised nucleus and devoid of membrane bound organelle.

2. The capsule of bacteria (if present) and mucilaginous sheath of blue green algal cells are made up of fine fibrils.

3. Cell wall composed of mucopeptide (murein).

4. Oscillatoria (blue green alga) shows simi­larity with Beggiatoa (sulphur bacterium), both in shape and movement.

5. Both are sensitive to antibiotics.

6. Both the groups show similarity in many metabolic processes like nitrogen and sulphur metabolism.

7. Absence of sexual reproduction.

8. Genetic recombination has been reported in Anacystis nidulans, a member of Cyano­phyceae, showing similarity with bacteria.

Similarities of Cyanophyceae with Rhodophyceae (Red Algae):

1. Both the groups resemble in the absence of motile cells.

2. The Cyanophycean pigments, c-phycocyanin (blue) and c-phycoerythrin (red) are chemically similar to the Rhodophycean pigment r-phycocyanin and r-phycoerythrin.

3. Stignema and some other members of Cyanophyceae have pit connections, and show relationship by having similar struc­tures as found in the members of Rhodophyceae.

Economic Importance of Cyanophyceae:

The Cyanophycean members show both beneficial and harmful activities.

Beneficial Activities:

1. Nostoc commune is boiled and used as soup in China.

2. Few species of Nostoc, Anabaena, Scyto­nema form a thick substratum over the soil resulting a reclamation of land.

3. About twenty two (22) filamentous members of Cyanophyceae like Nostoc, Anabaena, Aulosira, Anabinopsis, Calothrix, Scytonema etc. can fix atmospheric nitrogen and form nitrogenous compounds. These compounds are further absorbed by the plant for their metabolic activity and increase yield.

All the above members have heterocyst. But certain non-heterocystous members like Plectonema boryanum are able to fix atmospheric nitrogen in anaerobic condition.

Harmful Activities:

1. Some members of Cyanophyceae cause damage of building plasters, stones etc. It can be avoided by spraying CuSO4 and sodium arcenate.

2. Some members like Microcystis, Anabaena, form water blooms and can grow well in O2 deficient water. Continuous respiration by submerged plants and animals during night time (when photosynthesis does not take place) causes the depletion of O2 to almost zero level. At that condition mortality of both animals and other submerged plants takes place due to suffocation.

3. Blue green algae contaminate the water of reservoirs. They develop a foul odour in water and make it unhygienic for human being and cause several diseases.

Different diseases like gastric troubles may appear by drinking the water contaminated with Microcystis and Anabaena.


Variation & overproduction

To understand how natural selection leads to evolution it is important to know about variation and overproduction of offspring. These two concepts are the key to understanding evolution. In this activity students see examples of variation in different populations, make links with the genetics topic and consider the nature of overproduction of offspring in sexual reproduction.Mutation, meiosis and sexual reproduction.

To access the entire contents of this site, you need to log in or subscribe to it.


شاهد الفيديو: علم المناعة مقدمة Immunology Introduction (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Mekazahn

    أور !!!! لقد ربحنا :)

  2. Vinos

    إنه جيد عندما يكون الأمر كذلك!

  3. Kerrigan

    يا لها من كلمات عظيمة

  4. Blaisdell

    معلومات رائعة ومضحكة للغاية

  5. Kajijin

    أنا آسف ، لكنني أعتقد أنك مخطئ. يمكنني إثبات ذلك. أرسل لي بريدًا إلكترونيًا إلى PM.

  6. Cooley

    لن أفعل ذلك في مكانك.



اكتب رسالة