Doména (biologie)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
The various levels of the scientific classification system. Druh Rod Čeleď Řád Třída Kmen Říše Doména Život
Magnify-clip.png
Hierarchie biologické klasifikace znázorňující 8 základních taxonomických kategorií.
Fylogenetický strom
zachycující tři domény života

Doména nebo také nadříše (či zřídka impérium[1]) je obvykle nejvyšší používaná taxonomická kategorie (vyjma někdy užívané superdomény Neomura).

Počet domén[editovat | editovat zdroj]

Podle třídoménového systému se rozeznávají tři domény, základní větve života:

  • archea (Archaea, postaru Archaebacteria)
  • bakterie (Bacteria, postaru Eubacteria)
  • eukaryota (Eukaryota, též Eukarya, česky též někdy jaderní).

Přibližně od r. 2010 se mluví (zatím hypoteticky) o čtvrté doméně. Tvoří ji (nebo pozůstatek po ní) skupina jaderně-cytoplazmatických virů s velkou DNA označovaná NCLDV (z anglického nucleocytoplasmic large DNA viruses). Velký genom virů rodu Mimivirus jako typických zástupců skupiny umožnil provést molekulárně biologické srovnání s ostatními doménami, poskytující indicie pro fylogenetické vyčlenění této domény.[2][3][4][5] Existence nové domény je zatím přijímána skepticky.[6][7] Existují i studie naznačující, že dosud neznámých domén (s pozůstatky ve formě virů) by mohlo být více.[8]

Někdy se pojem domény používá jako formální kategorie bez fylogenetického obsahu, což umožňuje do čtvrté domény zařazovat např. hypotetické předky eukaryotické buňky („Urkaryotes“), z nichž vznikla eukaryotická buňka teprve endosymbiózou mitochondrie.[9]

Původ názvu[editovat | editovat zdroj]

Taxon „doména“ poprvé zavedli v roce 1990 vědci Carl Woese, Otto Kandler a Mark Wheelis, a to ve své studii Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya.[10]

Slovo doména pochází z latinského dominium, jež odpovídá významu slov „vlastnictví“, „držení“, ale též „vláda“ a „panství“.[11]

Srovnání tří domén života[editovat | editovat zdroj]

Tři základní domény života některé své rysy sdílejí a některé se naopak liší. Následující tabulky uvádí některé významné rozdíly a podobnosti mezi třemi fundamentálními skupinami života.

Základní znaky
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
fylogenetické postavení[11] asi nezávislá skupina blízko k eukaryotům blízko k archeím
rozmnožování[11] nepohlavní nepohlavní nepohlavní i pohlavní
výživa[11] autotrofie (foto či chemo), heterotrofie (foto či chemo) chemoautotrofní či chemoheterotrofní obligátně chemoheterotrofní či obligátně fotoautotrofní


Buňka
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
velikost buněk[12] často 10× menší než u eukaryot často 10× menší než u eukaryot často 10× větší než u ostatních domén
typ buněk[11] prokaryotický prokaryotický eukaryotický
pravé buněčné jádro[13] NE[p 1] NE ANO
typ ribozomů[11] 70S 70S 80S
stavební látka bičíků flagelin flagelin tubulin
přítomnost membránou obalených organel (systém vnitřních membrán)[13] NE[p 1] NE ANO
přítomnost cytoskeletu[17][18] jen v menší míře jen v menší míře ANO
peptidoglykan v buněčné stěně[13] ANO NE NE
vazba na lipidech v cytoplazmatické membráně[11][19] esterová vazba etherová vazba esterová vazba


Genom
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
chromozom[13][17] zpravidla cirkulární (vzácně lineární[20]) cirkulární více lineárních
přítomnost intronů (nekódující DNA)[13] zřídka[21][22] u některých genů[23][24][25] ANO
přítomnost nukleozomů a histonů na chromozomech[13] NE ANO ANO
přítomnost operonů v genomu[13] ANO ANO NE


Proteosyntéza
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
přítomnost transkripčního faktoru TBP[13] NE ANO ANO
počet RNA polymeráz[13] jedna více více
mRNA nesoucí informaci pro syntézu více proteinů[13][26] ANO ANO NE
start kodon[11][13] N-formylmethionin methionin methionin (ale v plastidech a mitochondriích formylmethionin)

Poznámky[editovat | editovat zdroj]

  1. a b Existují však výjimky: U planktomycet a poribakterií byly nalezeny membránové struktury (kompartmenty), některé připomínají eukaryotické buněčné jádro (u rodu Gemmata má dokonce toto jádro dvojitou membránu a póry).[14][15][16]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. KALINA, Tomáš; VÁŇA, Jiří. Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné organismy v současné biologii. Praha : Karolinum, 2005. 606 s. ISBN 80-246-1036-1.  
  2. BOYER, Mickaël; MADOUI, Mohammed-Amine; GIMENEZ, Gregory, Bernard La Scola, Didier Raoult. Phylogenetic and Phyletic Studies of Informational Genes in Genomes Highlight Existence of a 4th Domain of Life Including Giant Viruses. PLoS One [online]. , 2. prosinec 2010, svazek 5, čís. 12 [cit. 2011-05-03], e15530. Dostupné online. PDF: [1].ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0015530.  (anglicky) 
  3. COLSON, Philippe; GIMENEZ, Gregory; BOYER, Mickaël, Ghislain Fournous, Didier Raoult. The Giant Cafeteria roenbergensis Virus That Infects a Widespread Marine Phagocytic Protist Is a New Member of the Fourth Domain of Life. PLoS One [online]. , 29. duben 2011, svazek 6, čís. 4 [cit. 2011-05-03], e18935. Dostupné online. PDF: [2].ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0018935.  (anglicky) 
  4. NASIR, Arshan; Kyung Mo Kim; CAETANO-ANOLLES, Gustavo. Giant viruses coexisted with the cellular ancestors and represent a distinct supergroup along with superkingdoms Archaea, Bacteria and Eukarya. BMC Evolutionary Biology [online]. , 24. srpen 2012, svazek 12, čís. 156 [cit. 2012-08-31], s. 1–34. Dostupné online. PDF: [3].ISSN 1471-2148. DOI:10.1186/1471-2148-12-156.  (anglicky) 
  5. Study of giant viruses shakes up tree of life (popularizační článek k předchozí referenci). PhysOrg, 13. září 2012. PDF: [4] (anglicky)
  6. http://www.rense.com/general58/dorth.htm
  7. WILLIAMS, Tom A.; EMBLEY, T. Martin; HEINZ, Eva. Informational Gene Phylogenies Do Not Support a Fourth Domain of Life for Nucleocytoplasmic Large DNA Viruses. PLoS ONE [online]. , 16. červen 2011, svazek 6, čís. 6, s. 1–11, e21080. Dostupné online. PDF: [5].ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0021080.  (anglicky) 
  8. WU, Dongying; WU, Martin; HALPERN, Aaron, Douglas B. Rusch, Shibu Yooseph, Marvin Frazier, J. Craig Venter, Jonathan A. Eisen. Stalking the Fourth Domain in Metagenomic Data: Searching for, Discovering, and Interpreting Novel, Deep Branches in Marker Gene Phylogenetic Trees. PLoS One [online]. , 18. březen 2011, svazek 6, čís. 3 [cit. 2011-05-03], e18011. Dostupné online. PDF: [6].ISSN 1932-6203. DOI:10.1371/journal.pone.0018011.  (anglicky) 
  9. http://www.mansfield.ohio-state.edu/~sabedon/black09.htm – neplatný odkaz !
  10. Woese CR, Kandler O, Wheelis ML. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1990, roč. 87, čís. 12, s. 4576–9. Dostupné online. PMID 2112744.  
  11. a b c d e f g h ROSYPAL, Stanislav. Nový přehled biologie. [s.l.] : Scientia, 2003. S. 797.  
  12. Journey into the Cell; Eukaryotic and Prokaryotic Cells [online]. . Dostupné online.  
  13. a b c d e f g h i j k THE BACTERIAL CELL (Bacteriology, Chapter one) [online]. University of South Carolina. Dostupné online.  
  14. FUERST, John A. Intracellular Compartmentation in Planctomycetes. Annual Review of Microbiology. 2005-05-23, roč. 59, s. 299–328. Dostupné online. DOI:10.1146/annurev.micro.59.030804.121258.  
  15. LINDSAY, Margaret R., Richard I. Webb, Marc Strous, Mike S. Jetten, Margaret K. Butler, Rebecca J. Forde, John A. Fuerst Cell compartmentalisation in planctomycetes: novel types of structural organisation for the bacterial cell. Archives of Microbiology. 2004-02-19, roč. 175, čís. 6, s. 413–429. Dostupné online. DOI:10.1007/s002030100280.  
  16. SANTARELLA-MELLWIG, Rachel; FRANKE, Josef; JAEDICKE, Andreas, Matyas Gorjanacz, Ulrike Bauer, Aidan Budd, Iain W. Mattaj, Damien P. Devos The Compartmentalized Bacteria of the Planctomycetes-Verrucomicrobia-Chlamydiae Superphylum Have Membrane Coat-Like Proteins. PLoS Biology [online]. , 19. leden 2010, svazek 8, čís. 1 [cit. 2010-01-21], s. e1000281. Dostupné online. PDF: [7].ISSN 1545-7885. DOI:10.1371/journal.pbio.1000281.  (anglicky) 
  17. a b http://www.ucmp.berkeley.edu/alllife/eukaryotamm.html
  18. SHIH, Yu-Ling, Lawrence Rothfield The Bacterial Cytoskeleton. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2006-09, roč. 70, čís. 3, s. 729–754. Dostupné online [cit. 2008-08-29]. DOI:10.1128/MMBR.00017-06.  
  19. DE ROSA, M, A Gambacorta, A Gliozzi Structure, biosynthesis, and physicochemical properties of archaebacterial lipids. Microbiological Reviews. 1986-03, roč. 50, čís. 1, s. 70–80. Dostupné online. ISSN 0146-0749. PMID 3083222.  
  20. CASJENS, Sherwood, Wai Mun Huang Linear chromosomal physical and genetic map of Borrelia burgdorferi, the Lyme disease agent. Molecular Microbiology. 1993, roč. 8, čís. 5, s. 967–980. Dostupné online [cit. 2008-08-30]. DOI:10.1111/j.1365-2958.1993.tb01641.x.  
  21. Belfort M, Reaban ME, Coetzee T, Dalgaard JZ. Prokaryotic introns and inteins: a panoply of form and function. J. Bacteriol. 1995, roč. 177, čís. 14, s. 3897–903. Dostupné online. (anglicky) 
  22. MOHR, G.; GHANEM, E.; LAMBOWITZ, A. M. Mechanisms Used for Genomic Proliferation by Thermophilic Group II Introns. PLoS Biology [online]. , 8. červen 2010, svazek 8, čís. 6, e1000391. Dostupné online. PDF: [8]. DOI:doi:10.1371/journal.pbio.1000391.  (anglicky) 
  23. Lykke-Andersen J., Aagaard C., Semionenkov M., Garrett R. A. Archaeal introns: splicing, intercellular mobility and evolution. Trends Biochem. Sci. September 1997, roč. 22, čís. 9, s. 326–31. PMID 9301331.  
  24. Watanabe Y., Yokobori S., Inaba T., et al. Introns in protein-coding genes in Archaea. FEBS Lett. January 2002, roč. 510, čís. 1–2, s. 27–30. PMID 11755525.  
  25. Yoshinari S., Itoh T., Hallam S. J., et al. Archaeal pre-mRNA splicing: a connection to hetero-oligomeric splicing endonuclease. Biochem. Biophys. Res. Commun. August 2006, roč. 346, čís. 3, s. 1024–32. DOI:10.1016/j.bbrc.2006.06.011. PMID 16781672.  
  26. Kozak, M. Comparison of initiation of protein synthesis in procaryotes, eucaryotes, and organelles. Microbiological Reviews. March 1983, roč. 47, čís. 1, s. 1–45. Dostupné online [PDF]. PMID 6343825.