Doména (biologie)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
The various levels of the scientific classification system.DruhRodČeleďŘádTřídaKmenŘíšeDoménaŽivot
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

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 velkých jaderně-cytoplazmatických DNA virů 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] Existence nové domény je zatím přijímána skepticky.[4][5] Existují i studie naznačující, že dosud neznámých domén (s pozůstatky ve formě virů) by mohlo být více.[6]

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.[7]

Původ názvu

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.[8]

Slovo doména pochází z latinského dominium, jež odpovídá významu slov „vlastnictví“, „držení“, ale též „vláda“ a „panství“.[9]

Srovnání tří domén života

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[9] asi nezávislá skupina blízko k eukaryotům blízko k archeím
rozmnožování[9] nepohlavní nepohlavní nepohlavní i pohlavní
výživa[9] 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[10] často 10× menší než u eukaryot často 10× menší než u eukaryot často 10× větší než u ostatních domén
typ buněk[9] prokaryotický prokaryotický eukaryotický
pravé buněčné jádro[11] NE[p 1] NE ANO
typ ribozomů[9] 70S 70S 80S
stavební látka bičíků flagelin flagelin tubulin
přítomnost membránou obalených organel (systém vnitřních membrán)[11] NE[p 1] NE ANO
přítomnost cytoskeletu[15][16] jen v menší míře jen v menší míře ANO
peptidoglykan v buněčné stěně[11] ANO NE NE
vazba na lipidech v cytoplazmatické membráně[9][17] esterová vazba etherová vazba esterová vazba


Genom
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
chromozom[11][15] zpravidla cirkulární (vzácně lineární[18]) cirkulární více lineárních
přítomnost intronů (nekódující DNA)[11] zřídka[19][20] u některých genů[21][22][23] ANO
přítomnost nukleozomů a histonů na chromozomech[11] NE ANO ANO
přítomnost operonů v genomu[11] ANO ANO NE


Proteosyntéza
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
přítomnost transkripčního faktoru TBP[11] NE ANO ANO
počet RNA polymeráz[11] jedna více více
mRNA nesoucí informaci pro syntézu více proteinů[11][24] ANO ANO NE
start kodon[11][9] N-formylmethionin methionin methionin (ale v plastidech a mitochondriích formylmethionin)

Poznámky

  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).[12][13][14]

Reference

  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. E15530. PLoS One [online]. 2. prosinec 2010 [cit. 2011-05-03]. Svazek 5, čís. 12. 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. E18935. PLoS One [online]. 29. duben 2011 [cit. 2011-05-03]. Svazek 6, čís. 4. Dostupné online. PDF [2]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0018935. (anglicky) 
  4. http://www.rense.com/general58/dorth.htm
  5. WILLIAMS, Tom A.; EMBLEY, T. Martin; HEINZ, Eva. Informational Gene Phylogenies Do Not Support a Fourth Domain of Life for Nucleocytoplasmic Large DNA Viruses. S. 1-11, e21080. PLoS ONE [online]. 16. červen 2011. Svazek 6, čís. 6, s. 1-11. Dostupné online. PDF [3]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0021080. (anglicky) 
  6. 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. E18011. PLoS One [online]. 18. březen 2011 [cit. 2011-05-03]. Svazek 6, čís. 3. Dostupné online. PDF [4]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0018011. (anglicky) 
  7. http://www.mansfield.ohio-state.edu/~sabedon/black09.htm
  8. 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. 
  9. a b c d e f g h ROSYPAL, Stanislav. Nový přehled biologie. [s.l.]: Scientia, 2003. S. 797. 
  10. Journey into the Cell; Eukaryotic and Prokaryotic Cells [online]. Dostupné online. 
  11. a b c d e f g h i j k THE BACTERIAL CELL (Bacteriology, Chapter one) [online]. University of South Carolina. Dostupné online. 
  12. 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. 
  13. 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. 
  14. 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. S. e1000281. PLoS Biology [online]. 19. leden 2010 [cit. 2010-01-21]. Svazek 8, čís. 1, s. e1000281. Dostupné online. PDF [5]. ISSN 1545-7885. DOI 10.1371/journal.pbio.1000281. (anglicky) 
  15. a b http://www.ucmp.berkeley.edu/alllife/eukaryotamm.html
  16. 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. 
  17. 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. DOI 3083222. 
  18. 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. 
  19. 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) 
  20. MOHR, G.; GHANEM, E.; LAMBOWITZ, A. M. Mechanisms Used for Genomic Proliferation by Thermophilic Group II Introns. E1000391. PLoS Biology [online]. 8. červen 2010. Svazek 8, čís. 6. Dostupné online. PDF [6]. DOI doi:10.1371/journal.pbio.1000391. (anglicky) 
  21. 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. 
  22. 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. 
  23. 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. 
  24. 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.