Acerca de los microorganismos eucariotas
El cuerpo vegetativo del moho es micelio compuesto por micelio. Las hifas se pueden dividir en hifas septadas e hifas no septadas. Algunos hongos producen metamorfosis hifal y tejido hifal para satisfacer sus necesidades de crecimiento. La levadura es un microorganismo eucariota unicelular redondo u ovalado. Los hongos pueden reproducirse de forma asexual o sexual. La reproducción asexual puede producir cinco tipos de esporas asexuales. La reproducción sexual puede producir cuatro tipos de esporas sexuales. Las poblaciones de moho y levadura tienen características claramente diferentes.
Los microorganismos eucariotas se caracterizan por tener un núcleo evidente dentro de la célula. La capa más externa del núcleo tiene una membrana nuclear que separa claramente el núcleo del citoplasma. Los hongos, las algas y los protozoos son todos eucariotas. La principal diferencia entre hongos y algas es que los hongos no tienen pigmentos fotosintéticos y no pueden realizar la fotosíntesis. Todos los hongos son organotróficos, mientras que las algas son organismos fotosintéticos inorganotróficos. La principal diferencia entre hongos y protozoos es que las células de los hongos tienen paredes celulares, mientras que las células de los protozoos no. Este capítulo trata únicamente de los hongos. ?
La mayoría de los hongos son filamentos ramificados y algunos son individuos unicelulares. Comúnmente conocidos como hongos incluyen mohos, levaduras y hongos. Los hongos que forman micelio suelto y esponjoso se denominan mohos, como Mucor, Rhizopus, Penicillium y Aspergillus. La levadura es un hongo unicelular. Se denominan setas a los grandes cuerpos fructíferos de los hongos formados por la unión estrecha de un gran número de hifas, como por ejemplo el residuo de seta, el hongo negro, etc.
Los hongos presentan diversas características morfológicas durante su crecimiento y desarrollo. No sólo hay una variedad de cuerpos vegetativos, sino también una variedad de propágulos transformados a partir de cuerpos vegetativos. ?
En primer lugar, el cuerpo vegetativo de los hongos
(1), ¿la estructura y función de las células fúngicas?
La estructura celular de los hongos generalmente incluye pared celular, membrana plasmática, citoplasma, orgánulos y núcleo (Figura 2.1).
1. ¿Pared celular?
El espesor de la pared celular de los hongos es de aproximadamente 100 ~ 250 nm, lo que representa el 30% de la materia seca celular. Los principales componentes de la pared celular son los polisacáridos, seguidos de las proteínas y los lípidos. Los tipos de polisacáridos de la pared celular varían entre los diferentes grupos de hongos. Los polisacáridos de la pared celular de los hongos incluyen principalmente quitina, celulosa, glucano, manano, etc. Estos polisacáridos son polímeros de monosacáridos. Por ejemplo, la quitina es un polisacárido compuesto por moléculas de N-acetilglucosamina unidas a enlaces glicosídicos B-1,4. El componente de la pared celular de los hongos inferiores es principalmente celulosa, el de la levadura es principalmente glucano y el de los hongos superiores es principalmente quitina. La composición de la pared celular de un hongo no es fija, sino que varía significativamente durante las diferentes etapas de crecimiento (Tabla 2.1).
La estructura de la pared celular del hongo se divide en una parte visible de microfibra y una parte de matriz amorfa. La parte de microfibra está compuesta principalmente de quitina (los oomicetos toman celulosa), mientras que la parte de la matriz es como un relleno del esqueleto, que incluye glucano, manano y algunas glicoproteínas. Los diversos componentes de la pared celular se combinan estrechamente para mejorar la resistencia de la pared celular. Algunos glucanos y quitina están unidos químicamente, y los glucanos también están unidos mediante cadenas laterales.
La pared celular determina la forma de las células y bacterias, tiene antigenicidad, protege a las células de factores externos adversos y sirve como sitio de unión para algunas enzimas.
Tabla 2-1 ¿Cuáles son los principales componentes de los polisacáridos de la pared celular de los hongos?
Grupo fúngico estructura fibra parte matriz parte
Oomiceto celulosa, b -1,3- b 1,6-glucano glucano.
Quitina quitridio, glucano.
Quitina de Zygomycota, ácido poliglucurónico de quitosano, manoproteína de ácido glucurónico.
Quitina de Ascomycota, B-1,3-1,6-glucano A-1,3-glucano, proteína galactomanosa.
Quitina basidiomiceto, B-1,3-B-1,6-glucano B-1,3-glucano, proteína xilosemanosa.
2. ¿Membrana plasmática?
La membrana plasmática de las células fúngicas es muy similar a la de los procariotas y está compuesta principalmente por proteínas y lípidos. Sus diferencias funcionales pueden deberse simplemente a los diferentes tipos de fosfolípidos y proteínas que forman la membrana. Además, en términos de composición química, hay esteroles en la membrana plasmática de las células fúngicas, mientras que hay pocos o ningún esteroles en la membrana plasmática de los procariotas. El sistema de membrana interna de las células fúngicas incluye no solo la membrana plasmática, sino también la membrana nuclear, la membrana mitocondrial y la membrana tonoplasta.
3. Citoplasma y orgánulos
El sol transparente, viscoso y en constante flujo ubicado dentro de la membrana plasmática y lleno de diversos orgánulos se llama citoplasma. En las células fúngicas, el citoesqueleto está compuesto por microtúbulos y microfilamentos. Los microtúbulos son fibras tubulares huecas con un diámetro de aproximadamente 25 nm. El componente principal es la tubulina, que tiene funciones de soporte y transporte. Los microfilamentos son fibras sólidas hechas de actina que pueden contraerse si se les proporciona energía en forma de ATP. El citoesqueleto proporciona algunas fuerzas mecánicas al citoplasma, manteniendo la posición de los orgánulos en el citoplasma. El citoplasma es rico en proteínas enzimáticas, diversas inclusiones y metabolitos intermedios, y es una base importante para las actividades metabólicas celulares.
① ¿Ribosoma? Los ribosomas son orgánulos granulares en el citoplasma y mitocondrias sin membrana que funcionan en la síntesis de proteínas. Los ribosomas incluyen ARN y proteínas y tienen entre 20 y 25 nanómetros de diámetro. Los ribosomas de las células eucariotas son más grandes que los de las células procarióticas y su coeficiente de sedimentación es generalmente de 80S. Están compuestos por dos pequeñas subunidades, 60S y 40S. Algunos ribosomas citoplasmáticos están libres y otros están unidos al retículo endoplásmico y a la membrana nuclear. . Los ribosomas mitocondriales existen entre las crestas de la membrana mitocondrial interna, pero el coeficiente de sedimentación es de 70 s.
② El retículo endoplásmico es un sistema de membranas plegadas que existe en el citoplasma. El retículo endoplasmático típico es un par de membranas paralelas separadas por cámaras estrechas, que forman un sistema cerrado de conductos, a veces conductos ramificados. El componente principal del retículo endoplásmico es la lipoproteína, pero las proteínas libres y otras sustancias a veces se fusionan en el retículo endoplásmico y a menudo se unen mediante ribosomas para formar un retículo endoplásmico rugoso, que es común en las células de la punta de las hifas. El retículo endoplasmático que no está unido a ribosomas se llama retículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático se comunica con todas las partes de la célula y está asociado con la membrana plasmática, el núcleo y las mitocondrias. El retículo endoplásmico (RE) es un sistema circulatorio para diversas sustancias de la célula y también proporciona membranas para todos los orgánulos del citoplasma.
③ ¿Mitocondrias? Las mitocondrias son orgánulos que contienen ADN. Tiene una doble membrana, con una capa interna gruesa que a menudo se extiende hacia adentro para formar crestas de diferentes números y formas. La morfología, el número y la distribución de las mitocondrias a menudo varían según la especie y la etapa de desarrollo del hongo. Las mitocondrias son el sitio de fosforilación oxidativa y formación de ATP. En la membrana interna se encuentran el citocromo, la NADH deshidrogenasa, la succinato deshidrogenasa y la ATP fosforilasa. Además, en la membrana interna también se encuentran las enzimas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, los ribosomas, la proteína sintasa y el ADN y las enzimas para la oxidación de los ácidos grasos. También hay muchas enzimas en la membrana externa, como las enzimas para el metabolismo de los lípidos. En resumen, las mitocondrias son portadoras de enzimas y la "cámara de energía" de la célula.
④Cuerpo reticular (o cuerpo de Golgi)? El aparato de Golgi de los hongos es principalmente reticular en las células, y algunos son escamosos, granulares o en forma de bastón. Están distribuidos uniformemente alrededor del núcleo celular y, a menudo, están conectados al retículo endoplásmico. El aparato de Golgi está relacionado con la función secretora de la célula. Es el lugar donde se agregan ciertas partículas de zimógeno (como los zimógenos digestivos). Está relacionado con la formación de membranas celulares y la síntesis de carbohidratos. Actualmente, el aparato de Golgi se encuentra sólo en unos pocos hongos. ?
⑤ El lomasoma es un orgánulo envuelto por una única membrana en algunas células de hifas de hongos, situado entre la pared celular y la membrana celular. Las membranas son tubulares, en forma de saco, esféricas, ovoides o múltiples y contienen burbujas o partículas de aire. Algunos cuerpos laterales están conectados a la membrana celular. La secreción de hidrolasas por los cuerpos marginales puede estar relacionada con la formación de paredes celulares.
⑥El lisosoma es un pequeño orgánulo esférico en forma de saco, envuelto en una sola membrana, que contiene una variedad de hidrolasas ácidas. Contiene una variedad de hidrolasas ácidas, su función principal es digerir las células, mantener la nutrición celular y prevenir la invasión de microorganismos o sustancias extrañas.
⑦ El microcuerpo es un pequeño orgánulo globular envuelto en una única membrana, similar a un lisosoma. Contiene principalmente oxidasa y catalasa. Su función es proteger las células del envenenamiento por H2O2 y descomponer los ácidos grasos mediante oxidación.
⑧ Las vacuolas están separadas por membranas unitarias, y su forma y tamaño cambian con la edad celular y el estado fisiológico. Generalmente, las vacuolas de las células senescentes son grandes y evidentes. Las vacuolas de los hongos contienen principalmente glucógeno, grasas y polifosfatos, aminoácidos básicos como arginina, ornitina y glutamina, así como diversas enzimas como proteasas, fosfatasas ácidas y alcalinas, celulasas y nucleasas. Las vacuolas no solo tienen la función de mantener la presión osmótica celular y almacenar nutrientes, sino que también tienen la función de los lisosomas, porque pueden aislar hidrolasas como las proteasas de las células para prevenir el daño celular.
4. ¿Núcleo?
El núcleo de un hongo suele tener forma ovalada, con un diámetro de 2 a 3 micras, y puede desplazarse rápidamente a través de las hifas a través de pequeños agujeros en la membrana hifal.
Usando un microscopio de contraste de fases para observar las células vivas del hongo, se puede observar que el área central densa está rodeada por una capa uniforme de nucléolo, el nucléolo. El nucléolo contiene ARN además de ADN, pero el ARN se pierde durante la división nuclear. La membrana nuclear generalmente consta de dos capas con un espesor de 8 a 20 nm. Hay pequeños poros en la membrana para facilitar el intercambio de materiales dentro y fuera del núcleo. El tamaño de los poros de la membrana nuclear varía mucho y el número de poros aumenta con la edad de las bacterias. La membrana externa de la membrana nuclear a menudo tiene proteínas nucleares adheridas. La envoltura nuclear de los hongos siempre está presente durante la división nuclear, a diferencia de otros organismos superiores.
5. Flagelos
En la superficie de las zoosporas y gametos de los hongos acuáticos inferiores existen apéndices celulares que pueden producir movimiento, concretamente flagelos, unipolares o bipolares, con una longitud de 20 ~ 2000 μ m, aunque los flagelos de hongos y bacterias tienen la misma función de movimiento, tienen diferencias significativas en estructura, mecanismo de movimiento y forma de consumo de energía.
Los flagelos de los hongos están compuestos por un eje y un cuerpo basal. La sección transversal del asta de la bandera tiene forma de "9 + 2", es decir, hay un par de microtúbulos centrales paralelos envueltos en una vaina central en el centro y un anillo (9 microtúbulos) en el exterior. El asta de la bandera está envuelta por la membrana plasmática. Cada díada consta de seda A y B, y la seda A está compuesta por 13 fibrillas. Wu Yasi B tiene solo 65,438+00 fibrillas, 3 de las cuales se usan con Wu Yasi A. Dos brazos laterales se extienden desde el tubo unido A y miran al filamento hijo unido adyacente B. La longitud del brazo es de aproximadamente 30 nm, el ancho es de 9 nm y la distancia entre los dos brazos es de 16 a 22 nm. Hay filamentos que conectan los dos cuerpos unidos. Además, los plasmodesmos radiales (llamados radiación radial) emiten desde la A asintomática hasta el par central de microtúbulos. La radiación del cabezal radiante es libre y no está conectada a la vaina central.
La matriz, también llamada tricomas o cuerpos animales, tiene forma de varilla corta, con un diámetro de aproximadamente 120~170 nm y una longitud de 200~500 nm. Visto desde la sección transversal, hay 9 tripletes en la periferia y no hay microtúbulos ni vainas en el centro, que es del tipo 9+0 (Figura 2.2).
Los microtúbulos flagelares microbianos eucarióticos están compuestos principalmente por tubulina y proteínas asociadas a los microtúbulos, que están relacionadas con la generación de movimiento, la regulación de la polimerización y despolimerización de los microtúbulos o la conexión de los microtúbulos con otros componentes celulares (Tabla 2-2).
Materias primas
Actividades
En el axonema flagelar:
Kinetina 1
Kinetina 2
>nexina
En microtúbulos citoplasmáticos:
Proteína de alto peso molecular
La decimonovena letra del alfabeto griego
Proteína quinasa
Mapa 1
Mapa 2
Actividad ATPasa
Produce movimiento
Utilizado para conexiones de fase entre dobles adyacentes -microtúbulos trenzados.
Regula la iniciación y elongación de los microtúbulos
Promueve la polimerización de la tubulina en anillos y microtúbulos
Fosforilación de las subunidades de tubulina
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La ATPasa, llamada dineína, está presente en el brazo lateral de la díada y puede hidrolizar ATP y liberar energía para el movimiento flagelar. En el puente cruzado entre los dos dímeros se encuentra una conexina, una proteína soluble en ácido con un peso molecular de 165.000 Da. Debido a que conecta dímeros adyacentes, se llama conexina. Su función puede ser limitar la cantidad de deslizamiento entre dobletes adyacentes durante el movimiento flagelar. La matriz del flagelo también contiene proteínas de matriz, que representan aproximadamente el 40% de la proteína flagelar total. El movimiento flagelar de los hongos es uniformemente ondulado.
(2), ¿micelio y micelio?
El cuerpo vegetativo de la mayoría de los hongos es el micelio, que está compuesto por hifas ramificadas. El ancho del micelio es de aproximadamente 5 a 10 micrones, que es de varias a docenas de veces más grande que el de las bacterias y actinomicetos comunes. El micelio generalmente se alarga o crece a partir de un segmento de células hifales después de la germinación de las esporas. Cuando las condiciones son favorables, las hifas siempre crecen hacia adelante con una punta alargada y producen muchas ramas, que se entrelazan formando una masa de hifas llamada micelio. ?
Hay dos tipos de estructuras hifales de hongos: (1) hifas no septadas. Las hifas enteras son en su mayoría células individuales tubulares largas con múltiples núcleos en el citoplasma. Su proceso de crecimiento sólo se manifiesta por la extensión de las hifas, el aumento de la fisión nuclear y el aumento del citoplasma. (2) Hifas septadas, que se dividen en múltiples células mediante septos, cada célula contiene uno o más núcleos. El diafragma tiene pequeños poros a través de los cuales tanto el citoplasma como el núcleo pueden fluir libremente, por lo que cada célula funciona de la misma manera. Las hifas de la mayoría de los oomicetos y zigomicetos son septadas, mientras que las de los ascomicetos y basidiomicetos son septadas.
?
(3) ¿Metamorfosis de las hifas?
Bajo la selección natural a largo plazo, las hifas vegetativas de los hongos han sufrido diversas transformaciones y pueden absorber nutrientes de forma más eficaz para satisfacer las necesidades de su crecimiento y desarrollo. ?
1.
Los hongos parásitos suelen tener ramas laterales en las hifas entre las células huésped, que invaden las células huésped para absorber nutrientes. Estas ramas de hifas especializadas que se extienden hacia el interior de la célula huésped se denominan haustorios. Los transportadores tienen varias formas, como esferas, dedos, raíces y filamentos (Figura 2.4). Los hongos parásitos obligados generales, como la roya, el moho y el mildiú polvoriento, tienen haustorios.
2. ¿Anillos de hongos y redes miceliales?
Algunos hongos depredadores forman hifas en forma de anillo en las ramas miceliales para capturar nematodos, llamados anillos. Las redes bacterianas están compuestas de muchas mallas formadas por hifas. Cada malla es pegajosa. Cuando un nematodo entra en contacto con él, inmediatamente se pega al gusano como una mosca al papel volador. Luego, una pequeña rama crece del gusano cogollero en la red bacteriana, penetra en el insecto y entra al cuerpo para absorber los nutrientes en el cuerpo del insecto.
Además, las hifas de algunos hongos suelen hincharse o incluso ramificarse en la parte superior, adhiriéndose así al huésped u otros objetos. Este fenómeno se denomina ramas de adhesión. Los hilos en cresta y los rizomas también son metamorfosis adaptativas de las hifas. ?
(4)¿Qué es el micelio?
En una determinada etapa del ciclo de desarrollo (historia de vida) de muchos hongos, las hifas suelen entrelazarse para formar algún tipo de organización. Los tejidos comunes incluyen cordones, esclerocios y estroma. ?
1.
Los micelios de algunos hongos superiores están dispuestos de manera igual para formar una larga cuerda, llamada "cuerda bacteriana". Hay una capa de piel alrededor del mango de la cuenta y la parte superior es el punto de crecimiento. Crece principalmente debajo de la corteza o bajo tierra. Tiene raíces, blancas o de otros colores. Al ayudar al hongo a transportar materiales rápidamente y propagar infecciones, permanece inactivo en condiciones ambientales desfavorables. ?
2.
El esclerocio es un cuerpo duro e inactivo formado por hifas entretejidas. Su capa exterior está compuesta por hifas oscuras de paredes gruesas y su capa interior está compuesta por hifas de colores claros. Los esclerocios producidos por diferentes hongos varían en forma y tamaño. Los medicinales Poria, Polyporus, Poria, Wanlei y Ergot son todos esclerocios de hongos. Rhizoctonia centrifugalis, que causa el tizón de la vaina del arroz, forma esclerocios tan pequeños como la colza. Big Poria pesa 60 kilogramos. Cuando las condiciones son adecuadas, los esclerocios pueden germinar y producir cuerpos fructíferos, hifas y conidios (Figura 2.5). ?
3. ¿Asientos?
La matriz es un tejido parecido a una estera compuesto por micelio y en ocasiones micelio fúngico y tejido del huésped. Las bases vienen en forma de cojín, concha y otras formas. Se producen varios cuerpos fructíferos sobre o dentro de las subbases. Las esporas y los cuerpos fructíferos se forman continuamente, por lo que las esporas pueden considerarse parte del propágulo (Figura 2.6).
(5). Hongo unicelular: ¿levadura?
La forma vegetativa de algunos hongos es diferente a la de los mohos comunes y no forman hifas. Son hongos unicelulares de forma redonda u ovalada, como las levaduras. La levadura se reproduce asexualmente mediante gemación o división. La reproducción de yemas es la forma más común de reproducción de la levadura. Primero, crece una pequeña protuberancia en un extremo de la célula, llamada "brote". Cuando el cogollo alcanza su tamaño normal, abandona la célula madre. O se conecta a la célula madre y desarrolla nuevos brotes en las células hijas, y así sucesivamente, y finalmente se convierte en una pseudohifa con ramas bien o mal ramificadas (ver Figura 2.7). La diferencia entre pseudohifas e hifas de hongos es que hay una cintura delgada entre las dos células, que es diferente del ancho de las dos celdas en el diafragma de las hifas de hongos.
Algunos hongos tienen forma de células tanto de hifas como de levaduras.
En segundo lugar, la reproducción de los hongos
El hongo entra en la fase reproductiva después de la fase vegetativa, y se producen muchos nuevos individuos después de la reproducción. Los hongos suelen dividirse en reproducción sexual y reproducción asexual. La característica de la reproducción sexual es la combinación de núcleos celulares, mientras que la característica de la reproducción asexual es que puede producir nuevos individuos sin la cooperación de células de ambos sexos, es decir, la reproducción vegetativa. La mayoría de los hongos pueden reproducirse de forma asexual o sexual, y principalmente se reproducen de forma asexual. Algunas cepas carecen de una etapa asexual y otras carecen de una etapa sexual.