Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains PART 5 The Evolution of Diversity.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains PART 5 The Evolution of Diversity."— Presentationens avskrift:

1 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains PART 5 The Evolution of Diversity

2 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains CHAPTER 27 Bacteria and Archaea: The Prokaryotic Domains

3 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Gemensamma drag för alla cellulära organismer den centrala dogmenden centrala dogmen  DNA  RNA  protein semikonservativ replikation av DNAsemikonservativ replikation av DNA proteinsyntes med ribosomerproteinsyntes med ribosomer plasmamembranplasmamembran glykolysglykolys ATP som energitransporterande molekylATP som energitransporterande molekyl

4 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains (Äldre indelning: The Five Kingdoms, fem riken) bakterierbakterier protisterprotister växterväxter djurdjur svamparsvampar Nu vet man att archaebakterier och bakterier är mycket olika  ny indelning!

5 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Ny indelning: Tre domäner 1. bakterier prokaryoter - 2. archaebakterier saknar kärna 3. eukaryoter Denna indelning återspeglar evolutionshistorien bättre!

6 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Figure 26.2 Eng. Clade = klad (utvecklingsgren) figure jpg monofyletisk grupp parafyletisk grupp

7 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter har gemensamma drag som skiljer dem från eukaryoter CellväggCellvägg Saknar kärna och membranomgivna organeller (har ibland intracellulära membransystem)Saknar kärna och membranomgivna organeller (har ibland intracellulära membransystem) Saknar cytoskelett  ingen mitosSaknar cytoskelett  ingen mitos Har cirkulära kromosomer och ofta plasmiderHar cirkulära kromosomer och ofta plasmider m.m.m.m. Därför trodde man tidigare att bakterier och archaebakterier har gemensamt ursprung

8 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Archaebakterier har unika drag som skiljer dem från bakterier bakteriers, men inte archaebakteriers cellvägg innehåller peptidoglykanbakteriers, men inte archaebakteriers cellvägg innehåller peptidoglykan membranlipiderna hos archaebakterier är kemiskt annorlunda uppbyggda än hos bakterier och eukaryotermembranlipiderna hos archaebakterier är kemiskt annorlunda uppbyggda än hos bakterier och eukaryoter m.m.m.m.

9 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Figure figure jpg

10 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains EsterbindningEterbindning C CC O O O C H H H H H H

11 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Archaebakterier och eukaryoter har gemensamma drag vissa cellulära mekanismer är lika hos archaebakterier och eukaryoter, men annorlunda hos bakteriervissa cellulära mekanismer är lika hos archaebakterier och eukaryoter, men annorlunda hos bakterier DNA-sekvensering visar närmare släktskap med eukaryoter än med bakterierDNA-sekvensering visar närmare släktskap med eukaryoter än med bakterier m.m.m.m.  indelning i tre domäner

12 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Bakterier och archaebakterier (prokaryoter) De talrikaste organismerna på jordenDe talrikaste organismerna på jorden Lever i mängder av olika habitatLever i mängder av olika habitat  Archaebakterier lever främst i extrema habitat (sura, basiska, heta, salta, syrefattiga) De vanligaste formerna:De vanligaste formerna:  cocci  baciller  spiriller Kan bilda kolonier; multicellularitet ytterst sällsyntKan bilda kolonier; multicellularitet ytterst sällsynt

13 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains

14

15 Prokaryoter: förökning och utbyte av genetiskt material är skilda processer haploid kromosomhaploid kromosom Asexuell förökning: fissionAsexuell förökning: fission Utbyte av genetisk information: konjugation, transformation, transduktionUtbyte av genetisk information: konjugation, transformation, transduktion (Jfr eukaryoter: nya kombinationer av arvsanlag uppkommer tack vare diploid kromosomuppsättning och sexuell reproduktion)

16 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains

17

18 En del prokaryoter kan röra sig Hos eukaryoter är cellrörlighet baserad på cytoskeletala mekanismer, men prokaryoter har inget cytoskelettHos eukaryoter är cellrörlighet baserad på cytoskeletala mekanismer, men prokaryoter har inget cytoskelett vanligast: med flagellervanligast: med flageller spiroketer har fibrillerspiroketer har fibriller glidande, rullande (mekanismen okänd)glidande, rullande (mekanismen okänd)

19 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains  metabolism  anpassning till extrema habitat jfr: Hos eukaryoter finns stora variationer på strukturell nivå.  multicellularitet ger nya möjligheter  grundelementet, cellen, fungerar alltid enligt samma princip Prokaryoter har stor mångfaldighet på cellulär nivå

20 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter: metabolism Indelning på basen av syrebehov: Obligata anaeroberObligata anaerober Fakultativa anaeroberFakultativa anaerober Obligata aeroberObligata aerober Indelning på basen av energi- och kolkälla: FotoautotroferFotoautotrofer FotoheterotroferFotoheterotrofer Kemoautotrofer (kemolitotrofer)Kemoautotrofer (kemolitotrofer) KemoheterotroferKemoheterotrofer

21 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Anaerob vs aerob metabolism obligata anaerober: kan endast leva i syrefria förhållandenobligata anaerober: kan endast leva i syrefria förhållanden fakultativa anaerober:fakultativa anaerober: 1. kan byta mellan aerob och anaerob metabolism 2. överlever i närvaro av syre, men kan inte använda syre obligata aerober: är beroende av syreobligata aerober: är beroende av syre Jfr: alla eukaryoter är obligata aerober.

22 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter: metabolism Indelning på basen av syrebehov: Obligata anaeroberObligata anaerober Fakultativa anaeroberFakultativa anaerober Obligata aeroberObligata aerober Indelning på basen av energi- och kolkälla: FotoautotroferFotoautotrofer FotoheterotroferFotoheterotrofer Kemoautotrofer (kemolitotrofer)Kemoautotrofer (kemolitotrofer) KemoheterotroferKemoheterotrofer

23 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains foto-  kan använda solljus som energikälla (fotosyntetisera)foto-  kan använda solljus som energikälla (fotosyntetisera) kemo-  använder molekyler som energikälla (organiska eller oorganiska)kemo-  använder molekyler som energikälla (organiska eller oorganiska) -autotrof  kan använda CO 2 som kolkälla (”byggmaterial”)-autotrof  kan använda CO 2 som kolkälla (”byggmaterial”) -heterotrof  använder organiska föreningar syntetiserade av andra organismer som kolkälla-heterotrof  använder organiska föreningar syntetiserade av andra organismer som kolkälla

24 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains fotoautotroferfotoautotrofer en del bakterier t.ex. cyanobakterier en del eukaryoter t.ex. de flesta växter kemoautotrofer (kemolitotrofer) en del bakterier, en del archaebakterier får energi gm att oxidera oorganiska molekyler, t.ex. H 2, NH 3, nitritjoner, H 2 S, svavel... litotrof = ”stenätare” fotoheterotroferfotoheterotrofer en del bakterier kemoheterotroferkemoheterotrofer de flesta bakterier och archaebakterier alla svampar, alla djur och många protister får energi gm att oxidera organiska molekyler

25 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Table 26.2 table jpg

26 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains

27 Kvävecykeln Kvävefixerande bakterierKvävefixerande bakterier NitrifikationsbakterierNitrifikationsbakterier DenitrifikationsbakterierDenitrifikationsbakterier  påverkar balansen av icke-organiskt kväve i vårt ekosystem

28 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Kvävefixering alla organismer behöver kväve, men bara kvävefixerande bakterier kan omvandla kvävgas N 2 till biologiskt tillgängliga former, t.ex. ammoniak NH 3alla organismer behöver kväve, men bara kvävefixerande bakterier kan omvandla kvävgas N 2 till biologiskt tillgängliga former, t.ex. ammoniak NH 3 många olika bakterier, t.ex. cyanobakterier, Rhizobium i ärtväxters rotknölarmånga olika bakterier, t.ex. cyanobakterier, Rhizobium i ärtväxters rotknölar

29 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Nitrifikation utförs av kemoautotrofa bakterier i jorden Nitrosomonas, Nitrosococcus oxiderar ammonium till nitritjoner (NO 2 - ) Nitrobacter oxiderar nitriter till nitrater (NO 3 - ) Bakterierna utvinner energi ur de kemiska reaktionerna Nitrater kan tas upp av växter eller denitrifieras av denitrifikationsbakterier

30 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Denitrifikation Främst aeroba Bacillus och Aeromonas- bakterierFrämst aeroba Bacillus och Aeromonas- bakterier reducerar nitratjoner till kvävgas och vattenreducerar nitratjoner till kvävgas och vattenSammanfattning: kvävefixering nitrifikation kvävgas N  ammoniak NH  denitrifikation denitrifikation nitriter NO2-, nitrater NO  kvävgas nitriter NO2-, nitrater NO  kvävgas

31 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Figure figure jpg

32 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter är viktiga för livet på jorden andra organismer är beroende av kvävefixerande och nitrifikationsbakterierandra organismer är beroende av kvävefixerande och nitrifikationsbakterier bakterier bryter ner död växt- och djurvävnadbakterier bryter ner död växt- och djurvävnad vi lever i symbios med bakterier på och inuti kroppenvi lever i symbios med bakterier på och inuti kroppenm.m. Endast en bråkdel av alla bakterier är sjukdomsframkallande (patogena)Endast en bråkdel av alla bakterier är sjukdomsframkallande (patogena)

33 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter: fylogeni Fylogenisk klassificering på basen av molekylära bevis, t.ex. rRNA-sekvenserFylogenisk klassificering på basen av molekylära bevis, t.ex. rRNA-sekvenser Svårt p.g.a. lateral genöverföringSvårt p.g.a. lateral genöverföring Snabb evolution p.g.a.Snabb evolution p.g.a.  haploid genuppsättning (en mutation räcker)  snabb förökning

34 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Prokaryoter: fylogeni BAKTERIER ett dussin grupper, här tas endast några uppett dussin grupper, här tas endast några uppARCHAEBAKTERIER två gruppertvå grupper

35 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Bakterier: klassificering (1) ett dussintal monofyletiska grupper, här tas upp någraett dussintal monofyletiska grupper, här tas upp några  termofiler (samlingsnamn för tre grupper)  proteobakterier  cyanobakterier = blågröna alger  spirocheter  klamydia  firmicutes

36 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Termofiler samlingsnamn för tre monofyletiska bakteriegruppersamlingsnamn för tre monofyletiska bakteriegrupper lever i heta omgivningarlever i heta omgivningar teori: de första organismerna på jorden var termofilerteori: de första organismerna på jorden var termofiler Proteobakterier = purpurbakterier den största gruppenden största gruppen stor diversitet inom gruppenstor diversitet inom gruppen  t.ex. Salmonella, Yersinia, Vibrio, E. coli, Rhizobium

37 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Cyanobakterier =“blågröna alger” fotosyntetiserande, producerar syrgasfotosyntetiserande, producerar syrgas  thylakoidmembran skapat syrerik atmosfärskapat syrerik atmosfär kolonier eller enskilda cellerkolonier eller enskilda celler en del arter är kvävefixerareen del arter är kvävefixerare  kan differentiera till tre celltyper: vegetativa celler (fotosyntes), sporer (viloceller), heterocyster (kvävefixering) en del arter förorsakar ”algblomningar”en del arter förorsakar ”algblomningar” kan producera toxinerkan producera toxiner

38 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Anabaena sp. Nodularia spumigena Aphanizomenon flos-aquae

39 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Spiroketer lever i vattenomgivningar eller som parasiterlever i vattenomgivningar eller som parasiter kan röra sig med axialfilamentkan röra sig med axialfilament Klamydia tillsammans med mycoplasma de minsta bakteriernatillsammans med mycoplasma de minsta bakterierna parasitiska, lever inne i andra cellerparasitiska, lever inne i andra celler komplex livscykelkomplex livscykel

40 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Firmikuter kan bilda endosporer som överlever extrema omständigheter i omgivningen (hetta, kyla, torka)kan bilda endosporer som överlever extrema omständigheter i omgivningen (hetta, kyla, torka) stafylokocker finns på hudenstafylokocker finns på huden  luftvägsinfektioner, sårinfektioner, hudsjukdomar aktinomyceter bildar filamentaktinomyceter bildar filament  Mycobacterium tuberculosis  Streptomyces producerar antibiotika  Mycoplasma har ingen cellvägg

41 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains Archaebakterier: Klassificering Två rikenTvå riken  Crenarchaeota  trivs i varma och/eller sura klimat (termofiler, acidofiler)  Euryarchaeota  metanogener producerar metan  i heta källor på havsbottnen  i tarmkanalen hos växtätare  extrema halofiler trivs i salt/basisk omgivning  extrema termofiler

42 Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains


Ladda ner ppt "Chapter 26: Bacteria and Archaea: the Prokaryotic Domains PART 5 The Evolution of Diversity."

Liknande presentationer


Google-annonser