SỰ KHÁC BIỆT CHÍNH GIỮA VI KHUẨN CỔ VÀ VI KHUẨN - SINH HỌC - 2025

Sự khác biệt chính giữa vi khuẩn cổ và vi khuẩn dựa trên các khía cạnh cấu trúc phân tử và trao đổi chất mà chúng tôi sẽ phát triển dưới đây. Miền Archaea phân loại về mặt phân loại các vi sinh vật đơn bào có hình thái tế bào nhân sơ (không có màng nhân, hoặc màng bào quan tế bào chất), các đặc điểm giống vi khuẩn.

Tuy nhiên, cũng có những đặc điểm khác biệt giữa chúng, vì vi khuẩn cổ được ban tặng những cơ chế thích nghi rất đặc biệt cho phép chúng sống trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt.

Hình 1. Vi khuẩn Escherichia coli. Nguồn: NIAID, qua Wikimedia Commons

Miền vi khuẩn có chứa nhiều dạng vi khuẩn nhất được gọi là vi khuẩn eubacteria, hay vi khuẩn thực thụ. Đây cũng là những sinh vật đơn bào, cực nhỏ, sinh vật nhân sơ, sống trong mọi môi trường có điều kiện ôn hòa.

Sự phát triển của phân loại của các nhóm này

Vào thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên, sinh vật chỉ được phân thành hai nhóm: động vật và thực vật. Van Leeuwenhoek, vào thế kỷ XVII, sử dụng kính hiển vi do ông tự chế tạo, đã có thể quan sát các vi sinh vật mà cho đến lúc đó vẫn chưa thể nhìn thấy được và mô tả động vật nguyên sinh và vi khuẩn dưới cái tên "animáculos".

Vào thế kỷ 18, "động vật cực nhỏ" được đưa vào hệ thống phân loại của Carlos Linneo. Vào giữa thế kỷ 19, một vương quốc mới tập hợp vi khuẩn: Haeckel công nhận một hệ thống dựa trên ba vương quốc; giới Plantae, giới Animalia và giới Protista, nhóm các vi sinh vật có nhân (tảo, động vật nguyên sinh và nấm) và các sinh vật không có nhân (vi khuẩn).

Kể từ ngày này, một số nhà sinh vật học đã đề xuất các hệ thống phân loại khác nhau (Chatton năm 1937, Copeland năm 1956, Whittaker năm 1969) và các tiêu chí để phân loại vi sinh vật, ban đầu dựa trên sự khác biệt về hình thái và sự khác biệt trong nhuộm (nhuộm Gram), chúng trở nên dựa trên sự khác biệt về trao đổi chất và sinh hóa.

Năm 1990, Carl Woese, áp dụng kỹ thuật giải trình tự phân tử trong axit nucleic (axit ribosome ribosome, rRNA), đã phát hiện ra rằng giữa các vi sinh vật được phân nhóm là vi khuẩn, có sự khác biệt rất lớn về phát sinh loài.

Khám phá này cho thấy sinh vật nhân sơ không phải là một nhóm đơn sinh (có chung tổ tiên) và Woese sau đó đề xuất ba lĩnh vực tiến hóa mà ông đặt tên: Archaea, Bacteria và Eukarya (sinh vật tế bào có nhân).

Đặc điểm khác biệt của vi khuẩn cổ và vi khuẩn

Các sinh vật Archaea và Bacteria có đặc điểm chung là cả hai đều là đơn bào, tự do hoặc tập hợp. Chúng không có nhân hoặc các bào quan xác định, chúng có kích thước tế bào trung bình từ 1 đến 30μm.

Chúng thể hiện sự khác biệt đáng kể đối với thành phần phân tử của một số cấu trúc và trong hóa sinh của các chất chuyển hóa của chúng.

Môi trường sống

Các loài vi khuẩn sống trong nhiều môi trường sống: chúng sống ở vùng nước lợ và nước ngọt, môi trường nóng và lạnh, vùng đầm lầy, trầm tích biển và khe nứt đá, và chúng cũng có thể sống trong không khí .

Chúng có thể sống chung với các sinh vật khác trong ống tiêu hóa của côn trùng, động vật thân mềm và động vật có vú, khoang miệng, đường hô hấp và đường tiết niệu của động vật có vú và máu của động vật có xương sống.

Hình 2. Các suối nước nóng, môi trường sống khắc nghiệt nơi các sinh vật thuộc nhóm Archaea sinh sống, thường mang lại cho chúng màu sắc tươi sáng. Nguồn: CNX OpenStax qua wikipedia

Ngoài ra, các vi sinh vật thuộc Vi khuẩn có thể là ký sinh trùng, cộng sinh hoặc đồng loại của cá, rễ và thân của thực vật, của động vật có vú; chúng có thể được kết hợp với nấm địa y và động vật nguyên sinh. Chúng cũng có thể là chất gây ô nhiễm thực phẩm (thịt, trứng, sữa, hải sản, v.v.).

Các loài thuộc nhóm Archaea có cơ chế thích nghi cho phép sống trong môi trường có điều kiện khắc nghiệt; chúng có thể sống ở nhiệt độ dưới 0 ° C và trên 100 ° C (nhiệt độ mà vi khuẩn không thể hỗ trợ), trong độ pH cực kiềm hoặc axit và nồng độ muối cao hơn nhiều so với nước biển.

Các sinh vật sinh methanogenic (tạo ra methane, CH ₄ ) cũng thuộc miền Archaea.

Màng plasma

Vỏ của tế bào nhân sơ nói chung được tạo thành bởi màng tế bào chất, thành tế bào và vỏ nang.

Màng sinh chất của các sinh vật thuộc nhóm Vi khuẩn không chứa cholesterol hoặc các steroid khác, mà là các axit béo tuyến tính liên kết với glycerol bằng các liên kết kiểu este.

Màng của các thành viên của Archaea có thể được cấu tạo bởi một lớp kép hoặc một lớp lipid đơn, không bao giờ chứa cholesterol. Các phospholipid màng được tạo thành từ các hydrocacbon mạch dài, phân nhánh liên kết với glycerol bằng các liên kết kiểu ête.

Thành tế bào

Ở các sinh vật thuộc nhóm Vi khuẩn, thành tế bào được tạo thành từ peptidoglycans hoặc murein. Các sinh vật Archaea sở hữu thành tế bào chứa pseudopeptidoglycan, glycoprotein hoặc protein, là những sinh vật thích nghi với điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Ngoài ra, chúng có thể tạo ra một lớp protein và glycoprotein bên ngoài, bao phủ bức tường.

Axit ribonucleic của ribosome (rRNA)

RRNA là một axit nucleic tham gia vào quá trình tổng hợp protein - sản xuất các protein mà tế bào yêu cầu để thực hiện các chức năng và để phát triển -, chỉ đạo các bước trung gian của quá trình này.

Trình tự nucleotide trong axit ribonucleic của ribosome là khác nhau ở các sinh vật Archaea và Vi khuẩn. Sự thật này đã được Carl Woese phát hiện trong các nghiên cứu năm 1990 của ông, dẫn đến việc tách các sinh vật này thành hai nhóm khác nhau.

Sản xuất nội bào tử

Một số thành viên của nhóm Vi khuẩn có thể tạo ra các cấu trúc tồn tại được gọi là nội bào tử. Khi điều kiện môi trường rất bất lợi, nội bào tử có thể duy trì khả năng tồn tại của chúng trong nhiều năm, với sự trao đổi chất thực tế bằng không.

Các bào tử này có khả năng chịu nhiệt cực cao, axit, bức xạ và các tác nhân hóa học khác nhau. Trong nhóm Archaea, không có loài nào hình thành nội bào tử được báo cáo .

Chuyển động

Một số vi khuẩn có trùng roi cung cấp khả năng di động; xoắn khuẩn có dạng sợi dọc trục nhờ đó chúng có thể di chuyển trong môi trường lỏng, nhớt như bùn và mùn.

Một số vi khuẩn màu tím và xanh lá cây, vi khuẩn lam và Archaea sở hữu các túi khí cho phép chúng di chuyển bằng cách trôi nổi. Các loài Archaea đã biết không có phần phụ như trùng roi hoặc sợi tơ.

Hình 3. Río Tinto, một môi trường khắc nghiệt ở Huelva, Tây Ban Nha nơi các loài Arqueas thuộc chi Metallosphaera và Sulfolobus phát triển. Nguồn: Riotinto2006, từ Wikimedia Commons

Quang hợp

Trong phạm vi Vi khuẩn, có những loài vi khuẩn lam có thể thực hiện quá trình quang hợp oxy (tạo ra oxy), vì chúng có chất diệp lục và phycobilin là các sắc tố phụ, các hợp chất thu nhận ánh sáng mặt trời.

Nhóm này cũng chứa các sinh vật thực hiện quá trình quang hợp thiếu oxy (không tạo ra oxy) thông qua các vi khuẩn có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời, chẳng hạn như: vi khuẩn không lưu huỳnh màu đỏ hoặc tím và vi khuẩn không lưu huỳnh màu đỏ, lưu huỳnh xanh lục và vi khuẩn không lưu huỳnh xanh lục.

Trong lĩnh vực Archaea, các loài quang hợp chưa được báo cáo, nhưng chi Halobacterium, thuộc loài halophytes cực đoan, có khả năng tạo ra adenosine triphosphate (ATP), với việc sử dụng ánh sáng mặt trời mà không có chất diệp lục. Chúng có sắc tố tím võng mạc, liên kết với các protein màng và tạo thành một phức hợp gọi là bacteriorhodopsin.

Phức hợp bacteriorhodopsin hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời và khi được giải phóng nó có thể bơm ion H ⁺ ra bên ngoài tế bào và thúc đẩy quá trình phosphoryl hóa ADP (adenosine diphosphate) thành ATP (adenosine triphosphate), từ đó vi sinh vật thu được năng lượng.

Người giới thiệu

1. Barraclough TG và Nee, S. (2001). Phát sinh loài và đặc điểm. Xu hướng Sinh thái và Tiến hóa. 16: 391-399.
2. Doolittle, WF (1999). Phân loại phát sinh loài và cây phổ quát. Khoa học. 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. và Raoult, D. (2018). Phân tích Phylogenomic của β-Lactamase trong Archaea và vi khuẩn cho phép xác định các thành viên mới giả định. Sinh học và Tiến hóa bộ gen. 10 (4): 1106-1114. Sinh học và Tiến hóa bộ gen. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittaker, RH (1969). Các khái niệm mới về giới sinh vật. Khoa học. 163: 150-161.
5. Woese, CR, Kandler, O. và Wheelis, ML (1990). Hướng tới một hệ thống sinh vật tự nhiên: đề xuất cho các lĩnh vực Cổ khuẩn, Vi khuẩn và Eukarya. Kỷ yếu Học viện Khoa học Tự nhiên. CÔNG DỤNG. 87: 45-76.