Prokaryota

PRAORGANISMY

Jsou předpokládané primitivní živé soustavy, které vznikly v průběhu chemické evoluce z koacervátů. Musely se vyznačovat, byť v nedokonalé formě, všemi základními znaky života: musely obsahovat nukleovou kyselinu jako nositelku dědičných vlastností, bílkoviny jako stavební a enzymatické složky, musely mít jednoduchý metabolismus, schopnost autoreprodukce a schopnost dalšího vývoje. Jaké však byly konkrétní vlastnosti eobiont zůstává nevyřešenou otázkou. Na Zemi žily před 4 miliardami let.

SINICE
Jsou prokaryontní , autotrofní organismy. Vchlípením a odškrcením od cytoplasmatické membrány vznikl systém tylakoidů s chlorofylem , volně ale víceméně koncentricky uspořádaných okolo jaderné hmoty. Kromě chlorofylu obsa hují sinice další asymilační barviva, beta- karoten a proteidová barviva, z nichž jsou nejvýznamnější : Fytocyan a fytoeritrin.Množství barviv se u jednotlivých druhů sinic liší a tak vzniká jejich kombinací zbarvení žlutozelené, modré, až červené.Zásobní látkou je sinicový škrob.Buˇmky jsou uloženy ve slizové pochvě.Jednobuněčné sinice,které jsopu vývojově starší , zůstávají po dělení často pohromadě,spojené vrstvami slizových obalů. U vláknitých sinic,vývojově mladších,je vyvinuta pochva , v níž jsou uloženy buňky za sebou. Některé druhy mají vmezeřené heterocysty / tvarově odlišené buňky schopné vázat vzdušný dusík / .
Jednobuněčné sinice se rozmnožují dělením , vláknité pomocí Hormogonií, což jsou několikabuňěčná vlákna, která se odlišují od mateřského vlákna a dorůstají v nová. Kromě toho vytvářejí klidové spory - akinety , které vzniknou spojením několika vegetativních buněk a vytvořením tlusté buněčné stěny. Akinety klíčí tak, že se jejich obsah přemění v hormogonii která protrhne stěnu .
Sinice rostou ve vodě ve vlhké půdě, na skalách , na kůře stromů. V rybnících a jezerech se někdy v parném létě tak pomnoží, že hladinu vody zbarvují a tvoří tak tzv. vodní květ. Zástupci rodu Jednořadka tvoří s houbovými vlákny stélky lišejníků. Sinice jsou první vegetací, osidlující holé skály a připravující podmínky pro pozdější uchycení jiných organismů. Na Zemi se vyskytovaly již před 3 miliardami let a podílely se na sycení praatmosféry kyslíkem.

VIRY
Jsou nebuněčné organismy schopné rozmnožování pouze v hostitelských buňkách. Viry jsou nitrobuňěční parazité. Nemají vlastní aparát pro syntézu bílkovin, ribosomy a T- RNA a ani vlastní metabolický aparát. Virus je holý genetický program a bývá také označován jako infekční nukleová kyselina, jejíž biologické chování je úzce spjato s biologií hostitelské buňky. Viry bakterií se nazývají bakteriofágy. Jednotlivá částice viru schopná infikovat buňku a množit se v ní se nazává virion. Velikost virionu je 20- 300 nm. Uvnitř virionu se nachází mnukleová kyselina buď RNA nebo DNA. Podle toho rozlišujemeRNA viry (většina rostlinných virů) a DNA viry (většina živočišných virů.) Okolo nukleové kyseliny je bílkovinný obal, kapsid, sestávající z makromolekul bílkovin- kapsomeru. Struktura kapsidu je geometricky pravidelná. Některé viriony mají uvnitř kapsidů kromě nukleové kyseliny ještě jeden, nebo několik enzymů, potřebných k zahájení své reprodukce uvnitř hostitelské buňky. Některé viriony mají okolo kapsidu ještě membránový obal tvořený bílkovinami a fosfolipidy. Viropvé bílkoviny jsou vždy specifické a udělují viru antigenitu.

Rozmnožování viru.
Virus prochází základním životním cyklem: l) Jako klidová forma mimo hostitelskou buňku v neživém prostředí.
2) Infikuje hostitelskou buňku a rozmnožuje se v ní. 3) Jako virion je po rozpadu buňky uvolňopván do prostředí.1) Přilnutí viru na povrchu buňky je specifický proces. Aby se virus mohl přichytit, musí mít hostitelská buňka na svém povrchu specifické receptory buňka je citlivá na viurus. U virů je nositelem specifity membránový obal a u virů bez obalu kapsid.Některé viry, převážně rostlinné, pronikají do buňky i nespecificky mechanicky. Kromě citlivosti k viru rozlišujeme ještě permisivitu buňky schopnost bnuňky uskutečnit genetický program nukleové kyseliny viru poté, kdy vnikla do buňky.
2) Vniknutí viru do buňky- buď vniká jen nukleová kyselina (u bakteriofágů), nebo celý virus u živočišných buněk. V tomto případě je membránový obal a kapsid rozložen hydrolytickými enzymy buňky.
3/Podle genetických informací obsažených v nukleové kyselině viru se v hostitelské buňce začnou syntetizovat enzymy, z nichž jeden způsobí rozpad chromozomů hostitelské buňky. Virová nukleová kyselina se replikuje 100x až 1000x. Okolo každé nukleové kyseliny se vytvoří ochranný kapsid. Hostitelská buňka praskne (lyzuje) a viriony se uvolní do prostředí.
4) Nukleové kyseliny viru se někdy včleňují do nukleové kyseliny (chromozomu) hostitelské buňky, stanou se její součástí.Tento tzv. virový chromozom je předáván dceřinnými buňkami jako tzv. provirus. Za určitých podmínek (chemických, fyzikálních) může provirus udělit hostitelské buňce nové vlastnosti- buňka se stává nejčastěji buňkou nádorovou. Podvirové infekční jednotky jsou ještě jednodušší než viry protože jsou původci závažných infekčních chorob rostlin a živočichů, jsou předmětem intezivního zkoumání současné biologie. Nové objevy vedou mimojiné k hlubšímu porozumění biologických jevů na molekulární úrovni. Mezi subvirové jednotky patří viroidy a priony.
Viroidy jsou tvořeny jednořetězcovou molekulou RNA, neobklopenou bílkovinným kapsidem. Jsou původci onemocnění rostlin (bledost okurek, zakrmělost chmele, vřetenovitost bramborových hlíz.) Priony jsou tvořené pravděpodobně pouze makromolekulami bílkovin. Jsou původci smrtelných onemocnění ústřední nervové soustavy savců. (Scarpie- drbavka ovcí a koz, šílenství krav, nemoc Creutzfeldt- Jacobova, onemocnění Kuru.)

BAKTERIE
Jsou heterotrofní i autotrofní organismy. Některé mají i schopnost fotosyntésy. Kromě DNA tvořící nukleoid, obsahují v cytoplasmě malé, do kruhu uzavřené molekuly DNA, nazývané plasmidy. V buňce může být jeden i více druhů plasmidů v jedné nebo více kopiích. Plasmidy mají schopnost pronikat z buňky do buňky, mohou existovat nejen samostatně v cytoplasmě ale i včleněné do centrální DNA. Základní složkou buněčné stěny je peptidoglykan. Zásobními látkami přítomnými v cytoplasmě jsou glykokgen a kyselina polybetahydroxymáselná. Jsou zdrojem uhlíku a energie. Nad buněčnou stšnou může být pouzdro, tvořené bílkovinou nebo polysacharidem. Uděluje bakterii odolnost. U některých druhů bakterií vyčnívají pohyblivé fimbrie, u jiných pohyblivé bičíky. Fotosyntetisující bakterie mají cytoplasmatickou membránu na některých místech vchlípenou. Vytvářejí váčky obsahující bakteriochlorofyl, umožňující přeměnu světelné energie slunečního záření na energii chemickou. Za něpříznivých podmínek ztratí bakteriální buňka část vody, cytoplasma se zahustí, vytvoří další vrstvy chránící buňku. Buňka se změní ve sporu, která se nemnoží. Spory jsopu velmi odolné, odolávají až teplotám až 100 °C a podchlazení - 190 °C. Za příznivých podmínek spora přijme vodu, a změní se na buňku s plnou životaschopností. U tvaru těla bakterie rozlišujeme 2 základní typy:
1) Tvar kulatý mají tzv. koky (Kok, diplokok, streptokok, stafylokok, sarcina)
2) Tvar tyčinkový (Vibrio, spirela, spirocheta)
Důležitým taxonomickým kritériem pro klasifikaci bakterií je počet a uspořádání bičíků (monotricha, peritricha, lofotricha, amfitricha.)
Nejtypičtější způsob rozmnožování je dělení. Molekula DNA se zdvojí (replikuje), čímž vzniknou chromozomy dva. Každý přejde k opačnému pólu buňky. Mezi tím roste buňka do délky. Uprostřed mateřské buňky se utvoří přehrádka, tvořená plasmatickou membránou a buněčnou stěnou. Tím se buňka rozdělí na dvě dceřinné buňky. V příznivých podmínkách se dělení může uskutečnit přibližně každých 20 minut.
Bakterie se rozmnožují také pohlavně. Při pohlavním rozmnožování si vyměňují 2 jedinci část genetického materiálu (chromozomu.)
Některé bakterie potřebují kyslík (aerobní bakterie), jiné nemohou v přítomnosti kyslíku existovat (anaerobní).
Existují také bakterie fakultativně anaerobní. (V přítomnosti kyslíku ho dýchají, v jeho nepřítomnosti dýchají jiné látky, např. dusičnany nebo organickou látku zkvašují, fermentují.)

Význam bakterií

Bakterie jsou všudypřítomné. Žijí především v půdě, kde mají nezastupitelný význam. Některé rozkládají odumřelé zbytky a odpadní látky těl živočichů a rostlin na neústrojné, ve vodě nerozpustné látky, které mohou být jako živiny přijímány kořeny vyšších rostlin. Tomuto rozkladu říkáme mineralizace.
Některé aerobní bakterie přeměňují amoniak na dusičnany (nitrifikační bakterie), některé anaerobní bakterie redukují dusičnany na plynný dusík nebo na amoniak unikající z půdy, tzv. denitrifikační bakterie.
Hlízkovité bakterie žijící na kořenech bobovitých rostlin dovedou vázat přímo vzdušný dusík a měnit ho na organickou formu, tzv. vazači dusíku. Některé druhy žijí vestřevech (kvasné a hnilobné bakterie.) Jiné bakterie využívá člověk při přípravě potravin (bakterie mléčného a octového kvašení.) Některé druhy způsobují vážná a přenosná onemocnění člověka a zvířat (patogenní bakterie), např. pneumokoky, streptokoky, stafylokoky, salmonely, vibria, mykobakterie.
Odolnost proti těmto nemocem se získává ochranným očkováním (vakcinací). Nemoci se léčí sulfonamidy nebo antibiotiky.