Přeskočit na obsah

Doména (biologie)

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
(přesměrováno z Nadříše)
The various levels of the scientific classification system.DruhRodČeleďŘádTřídaKmenŘíšeDoménaŽivot
The various levels of the scientific classification system.
Hierarchie biologické klasifikace znázorňující 8 základních taxonomických kategorií.
Fylogenetický strom
zachycující tři domény života

Doména, dříve také nadříše[pozn. 1] (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:

Po objevu domény Archaea hypotézy o původu života a jejich podpůrné analýzy dlouho nedokázaly spolehlivě určit, které z domén lze jednoznačně považovat za fylogeneticky nepřirozené, v žádné z hypotéz však nevznikly z posledního společného předka všechny tři jejich vývojové linie nezávisle na sobě. Postupně však získala převahu hypotéza přirozené skupiny Neomura (sdružující Archaea a Eukaryota),[3] nad přirozeností dříve upřednostňovaných prokaryot (Prokaryota, česky též prvojaderní, jakožto skupina sdružující archea a bakterie, tedy organismy bez pravého buněčného jádra). Fylogenetické analýzy od 20. let 21. století pak ukazují, archea a eukaryota nejsou v rámci Neomura sesterskými skupinami, ale že eukaryota se s vysokou pravděpodobností odvětvují uvnitř archeí, ve skupině (nepřirozené „třídě“) Heimdallarchaeia,[4] a vznikla v souladu s archeální chimérickou hypotézou; Archaea (i Heimdallarchaeia) jsou proto s vysokou pravděpodobností parafyletické skupiny a jako přirozené je možné je považovat pouze rozšířené o eukaryota. Pokud se v daném systému nepřipouštějí fylogeneticky nepřirozené taxony, tvoří živé organismy dvoudoménový systém složený z bakterií a Neomura.[pozn. 3]

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.[5][6][7][8] Existence nové domény je zatím přijímána skepticky.[9][10] Existují i studie naznačující, že dosud neznámých domén (s pozůstatky ve formě virů) by mohlo být více.[11]

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.[12]

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.[13]

Slovo doména pochází z latinského dominium, jež odpovídá významu slov „vlastnictví“, „držení“, ale též „vláda“ a „panství“.[14]

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[14] asi nezávislá skupina blízko k eukaryotům blízko k archeím
rozmnožování[14] nepohlavní nepohlavní nepohlavní i pohlavní
výživa[14] 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[15] často 10× menší než u eukaryot často 10× menší než u eukaryot často 10× větší než u ostatních domén
typ buněk[14] prokaryotický prokaryotický eukaryotický
pravé buněčné jádro[16] NE[pozn. 4] NE ANO
typ ribozomů[14] 70S 70S 80S
stavební látka bičíků flagelin flagelin tubulin
přítomnost membránou obalených organel (systém vnitřních membrán)[16] NE[pozn. 4] NE[pozn. 5] ANO
přítomnost cytoskeletu[21][22] jen v menší míře jen v menší míře[pozn. 5] ANO
peptidoglykan v buněčné stěně[16] ANO NE NE
vazba na lipidech v cytoplazmatické membráně[14][23] esterová vazba etherová vazba esterová vazba


Genom
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
chromozom[16][21] zpravidla cirkulární (vzácně lineární[24]) cirkulární více lineárních
přítomnost intronů (nekódující DNA)[16] zřídka[25][26] u některých genů[27][28][29] ANO
přítomnost nukleozomů a histonů na chromozomech[16] NE[pozn. 6] ANO ANO
přítomnost operonů v genomu[16] ANO ANO NE


Proteosyntéza
znak přítomen u bakterií přítomen u archeí přítomen u eukaryot
přítomnost transkripčního faktoru TBP[16] NE ANO ANO
počet RNA polymeráz[16] jedna více více
mRNA nesoucí informaci pro syntézu více proteinů[16][32] ANO ANO NE
start kodon[14][16] N-formylmethionin methionin methionin (ale v plastidech a mitochondriích formylmethionin)

Poznámky

[editovat | editovat zdroj]
  1. ↑ Jako nadříše se v současných systémech označuje zpravidla úroveň nižší než doména (ale vyšší než říše). Namísto nadříší se však stále častěji používá fylogenetické vymezení mimo klasické taxonomické kategorie do tzv. superskupin.
  2. ↑ Parakaryota, představovaná jediným popsaným druhem Parakaryon myojinensis s unikátní buněčnou strukturou,[2] nelze považovat za samostatnou doménu, ale vzhledem k nedostatku molekulárních dat za buněčný organismus incertae sedis, u kterého mohou budoucí analýzy prokázat příslušnost k jedné ze známých domén
  3. ↑ dokud nebude spolehlivě vyřešeno postavení LUCA k těmto dvěma doménám; je možné, že nakonec budou archea uznána za vnitřní skupinu bakterií či naopak
  4. ↑ 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).[17][18][19]
  5. ↑ a b Archea skupiny Asgard obsahují primitivní endomembránový systém i primitivní aktinový cytoskelet. Jsou to vedle molekulárních analýz genomu další podpůrné argumenty pro hypotézu, považující prvního eukaryotického předka za chiméru vzniklou tím, že archeální jedinec blízký skupině Lokiarchaeota se spojil s bakteriálním partnerem, ze kterého vznikla mitochondrie. Doména Archaea by tak byla parafyletická.[20]
  6. ↑ I u bakterií byly objeveny histony využívané ke zkompaktnění DNA, ovšem způsobem naprosto odlišným od archeí a eukaryot.[30][31]

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. ↑ YAMAGUCHI, Masashi; MORI, Yuko; KOZUKA, Yoshimichi; OKADA, Hitoshi; UEMATSU, Katsuyuki; TAME, Akihiro; FURUKAWA, Hiromitsu. Prokaryote or eukaryote? A unique microorganism from the deep sea. S. 423–431. Journal of Electron Microscopy [online]. The Japanese Society of Microscopy in Oxford University Press, 2012-09-28 [cit. 2021-09-30]. Svazek 61, čís. 6, s. 423–431. Dostupné online. ISSN 2050-5701. DOI 10.1093/jmicro/dfs062. PMID 23024290. (anglicky) 
  3. ↑ RAYMANN, Kasie; BROCHIER-ARMANET, Céline; GRIBALDO, Simonetta. The two-domain tree of life is linked to a new root for the Archaea. S. 6670–6675. Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS) [online]. 11. květen 2015 [cit. 2021-09-30]. Svazek 112, čís. 21, s. 6670–6675. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2015-05-29. ISSN 1091-6490. DOI 10.1073/pnas.1420858112. (anglicky) 
  4. ↑ EME, Laura; TAMARIT, Daniel; CACERES, Eva F.; STAIRS, Courtney W.; DE ANDA, Valerie; SCHÖN, Max E.; SEITZ, Kiley W. Inference and reconstruction of the heimdallarchaeial ancestry of eukaryotes. S. 992–999. Nature [online]. 2023-06-29 [cit. 2024-11-25]. Roč. 618, čís. 7967, s. 992–999. Dostupné online. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/s41586-023-06186-2. PMID 37316666. (anglicky) 
  5. ↑ 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) 
  6. ↑ 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) 
  7. ↑ 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. S. 1–34. BMC Evolutionary Biology [online]. 24. srpen 2012 [cit. 2012-08-31]. Svazek 12, čís. 156, s. 1–34. Dostupné online. PDF [3]. ISSN 1471-2148. DOI 10.1186/1471-2148-12-156. (anglicky) 
  8. ↑ Study of giant viruses shakes up tree of life (popularizační článek k předchozí referenci). PhysOrg, 13. září 2012. PDF: [4] (anglicky)
  9. ↑ http://www.rense.com/general58/dorth.htm
  10. ↑ 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 [5]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0021080. (anglicky) 
  11. ↑ 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 [6]. ISSN 1932-6203. DOI 10.1371/journal.pone.0018011. (anglicky) 
  12. ↑ http://www.mansfield.ohio-state.edu/~sabedon/black09.htm Archivováno 7. 9. 2008 na Wayback Machine. – neplatný odkaz !
  13. ↑ 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. 
  14. ↑ a b c d e f g h ROSYPAL, Stanislav. Nový přehled biologie. [s.l.]: Scientia, 2003. S. 797. 
  15. ↑ Journey into the Cell; Eukaryotic and Prokaryotic Cells [online]. [cit. 2008-09-05]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2009-02-17. 
  16. ↑ a b c d e f g h i j k THE BACTERIAL CELL (Bacteriology, Chapter one) [online]. University of South Carolina. Dostupné online. 
  17. ↑ 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.  Archivováno 30. 5. 2020 na Wayback Machine.
  18. ↑ 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. [nedostupný zdroj]
  19. ↑ 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 [7]. ISSN 1545-7885. DOI 10.1371/journal.pbio.1000281. (anglicky) 
  20. ↑ EME, Laura; ETTEMA, Thijs J. G. The eukaryotic ancestor shapes up. S. 352–353. Nature [online]. Springer Nature Limited, 3. říjen 2018. Svazek 562, čís. 7727, s. 352–353. Dostupné online. ISSN 1476-4687. (anglicky) 
  21. ↑ a b Archivovaná kopie. www.ucmp.berkeley.edu [online]. [cit. 2008-09-05]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-02-05. 
  22. ↑ 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.  Archivováno 6. 6. 2020 na Wayback Machine.
  23. ↑ 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. 
  24. ↑ 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. 
  25. ↑ 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)  Archivováno 30. 5. 2020 na Wayback Machine.
  26. ↑ MOHR, G.; GHANEM, E.; LAMBOWITZ, A. M. Mechanisms Used for Genomic Proliferation by Thermophilic Group II Introns. E1000391. PLoS Biology [online]. 8. červen 2010 [cit. 2010-06-09]. Svazek 8, čís. 6. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-10-23. PDF [8]. DOI 10.1371/journal.pbio.1000391. (anglicky) 
  27. ↑ 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. 
  28. ↑ 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. 
  29. ↑ 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. 
  30. ↑ Leiden University. Not wrapping but folding: Bacteria also organize their DNA, but they do it a bit differently. Phys.Org [online]. 2024-06-13 [cit. 2024-06-17]. Dostupné online. (anglicky) 
  31. ↑ HU, Yimin; SCHWAB, Samuel; DEISS, Silvia; ESCUDEIRO, Pedro; VAN HEESCH, Thor; JOINER, Joe D; VREEDE, Jocelyne. Bacterial histone HBb from Bdellovibrio bacteriovorus compacts DNA by bending. Nucleic Acids Research [online]. Oxford University Press, 2024-06-12 [cit. 2024-06-17]. Dostupné online. preprint [9]. ISSN 1362-4962. DOI 10.1093/nar/gkae485. PMID 38864377. (anglicky) 
  32. ↑ 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. 

Externí odkazy

[editovat | editovat zdroj]
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Doména_(biologie)&oldid=24423101“