We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
- 22.0: Pendahuluan untuk Prokariota
- Berdasarkan perbedaan struktur membran sel dan rRNA, Woese dan rekan-rekannya mengusulkan bahwa semua kehidupan di Bumi berevolusi sepanjang tiga garis keturunan, yang disebut domain. Domain Bakteri terdiri dari semua organisme di kingdom Bakteri, domain Archaea terdiri dari sisa prokariota, dan domain Eukarya terdiri dari semua eukariota—termasuk organisme di kingdom Animalia, Plantae, Fungi, dan Protista.
- 22.1: Keanekaragaman Prokariotik
- Prokariota ada di mana-mana. Mereka menutupi setiap permukaan yang bisa dibayangkan di mana ada kelembaban yang cukup, dan mereka hidup di dalam dan di dalam makhluk hidup lainnya. Dalam tubuh manusia yang khas, sel prokariotik melebihi jumlah sel tubuh manusia sekitar sepuluh banding satu. Mereka terdiri dari mayoritas makhluk hidup di semua ekosistem. Beberapa prokariota berkembang di lingkungan yang tidak ramah bagi sebagian besar makhluk hidup.
- 22.2: Struktur Prokariota
- Ada banyak perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik. Namun, semua sel memiliki empat struktur umum: membran plasma, yang berfungsi sebagai penghalang bagi sel dan memisahkan sel dari lingkungannya; sitoplasma, zat seperti jeli di dalam sel; asam nukleat, materi genetik sel; dan ribosom, tempat berlangsungnya sintesis protein.
- 22.3: Metabolisme Prokariotik
- Prokariota adalah organisme yang beragam secara metabolik. Ada banyak lingkungan yang berbeda di Bumi dengan berbagai sumber energi dan karbon, dan kondisi yang bervariasi. Prokariota telah mampu hidup di setiap lingkungan dengan menggunakan energi dan sumber karbon apa pun yang tersedia. Prokariota mengisi banyak relung di Bumi, termasuk terlibat dalam siklus nutrisi seperti siklus nitrogen dan karbon, organisme mati yang membusuk, dan berkembang di dalam organisme hidup, termasuk manusia.
- 22.4: Penyakit Bakteri pada Manusia
- Penyakit dan malapetaka yang disebabkan oleh patogen yang menghancurkan, baik yang bersifat virus maupun bakteri, telah mempengaruhi manusia sejak awal sejarah manusia. Penyebab sebenarnya dari penyakit ini tidak dipahami pada saat itu, dan beberapa orang berpikir bahwa penyakit adalah hukuman spiritual. Seiring waktu, orang-orang menyadari bahwa menjauh dari orang-orang yang menderita, dan membuang mayat dan barang-barang pribadi korban penyakit, mengurangi kemungkinan mereka sendiri untuk sakit.
- 22.5: Prokariota yang Bermanfaat
- Tidak semua prokariota bersifat patogen. Sebaliknya, patogen hanya mewakili persentase yang sangat kecil dari keragaman dunia mikroba. Faktanya, hidup kita tidak akan mungkin tanpa prokariota. Pikirkan saja tentang peran prokariota dalam siklus biogeokimia.
- 22.E: Prokariota - Bakteri dan Archaea (Latihan)
Thumbnail: Memindai mikrograf elektron neutrofil yang menelan bakteri Staphylococcus aureus yang resisten methicillin. (Domain Publik; NIAID/NIH).
Gunakan tombol panah KIRI dan KANAN untuk bernavigasi di antara kartu flash
Gunakan tombol panah ATAS dan BAWAH untuk membalik kartu
H untuk menunjukkan petunjuk
A membaca teks ke ucapan
53 Kartu dalam Set ini
organisme dengan pH pertumbuhan optimal tiga atau di bawah
organisme dengan pH pertumbuhan optimal sembilan atau lebih
proses dimana amonia dilepaskan selama dekomposisi senyawa organik yang mengandung nitrogen
mengacu pada organisme yang tumbuh tanpa oksigen
zat biologis yang dalam konsentrasi rendah bersifat antagonis terhadap pertumbuhan prokariota
komunitas mikroba yang disatukan oleh matriks bertekstur bergetah
konversi nitrogen atmosfer menjadi amonia secara eksklusif dilakukan oleh prokariota
penggunaan metabolisme mikroba untuk menghilangkan polutan
setiap aplikasi teknologi yang menggunakan organisme hidup, sistem biologis, atau turunannya untuk menghasilkan atau memodifikasi produk lain
pandemi yang menghancurkan yang diyakini sebagai wabah pes yang disebabkan oleh bakteri Yersinia pestis
penyakit yang dihasilkan oleh toksin bakteri anaerob Clostridium botulinum
MRSA diperoleh di masyarakat daripada di rumah sakit
struktur eksternal yang memungkinkan prokariota untuk menempel pada permukaan dan melindunginya dari dehidrasi
organisme yang memperoleh energi dari senyawa kimia
proses di mana prokariota memindahkan DNA dari satu individu ke individu lain menggunakan pilus
bakteri yang berevolusi dari fototrof awal dan mengoksidasi atmosfer yang juga dikenal sebagai ganggang biru-hijau
organisme yang melakukan dekomposisi organisme mati
transformasi nitrat dari tanah menjadi senyawa nitrogen gas seperti N2O, NO dan N2
penyakit yang muncul pertama kali dalam suatu populasi atau yang meningkat dalam insiden atau jangkauan geografis
penyakit yang selalu ada, biasanya dengan insiden rendah, dalam suatu populasi
organisme yang tumbuh di bawah kondisi ekstrim atau keras
penyakit apa pun yang diakibatkan oleh konsumsi makanan yang terkontaminasi, atau bakteri patogen, virus, atau parasit lain yang mencemari makanan
Bakteri yang dinding selnya mengandung sedikit peptidoglikan tetapi memiliki membran luar
organisme yang membutuhkan konsentrasi garam minimal 0,2 M
celah di permukaan bumi yang melepaskan air panas bumi
organisme yang tumbuh pada suhu antara 80-122 °C
lembar prokariota berlapis-lapis yang mungkin termasuk bakteri dan archaea
Strain Staphylococcus aureus yang sangat berbahaya resisten terhadap beberapa antibiotik juga dikenal sebagai Staphylococcus aureus yang resisten methicillin
konversi amonium menjadi nitrit dan nitrat dalam tanah
proses di mana nitrogen gas diubah, atau "difiksasi" menjadi bentuk yang lebih mudah tersedia seperti amonia
struktur baru pada akar tanaman tertentu (kacang-kacangan) yang dihasilkan dari interaksi simbiosis antara tanaman dan bakteri tanah, adalah tempat fiksasi nitrogen
zat penting untuk pertumbuhan, seperti karbon dan nitrogen
organisme yang tumbuh dalam konsentrasi gula yang tinggi
penyakit epidemik yang tersebar luas, biasanya di seluruh dunia
bahan yang terdiri dari rantai polisakarida yang terikat silang dengan peptida yang tidak biasa
organisme yang mampu membuat makanannya sendiri dengan mengubah energi matahari menjadi energi kimia
pelengkap permukaan dari beberapa prokariota yang digunakan untuk menempel pada permukaan termasuk prokariota lainnya
komponen dinding sel archaea yang morfologinya mirip dengan peptidoglikan tetapi mengandung gula yang berbeda
organisme yang tumbuh pada suhu -15 °C atau lebih rendah
organisme yang tumbuh pada tingkat radiasi yang tinggi
proses dimana prokariota yang berada dalam keadaan VBNC kembali ke viabilitas
protein lapisan permukaan yang ada di bagian luar dinding sel archaea dan bakteri
strain bakteri yang membawa satu set antigen serupa pada permukaan selnya, seringkali banyak pada spesies bakteri
struktur sedimen berlapis yang dibentuk oleh pengendapan mineral oleh prokariota dalam tikar mikroba
polimer yang berasosiasi dengan dinding sel bakteri Gram-positif
organisme yang hidup pada suhu antara 60–80 °C
proses dimana bakteriofag memindahkan DNA dari satu prokariota ke prokariota lainnya
proses dimana prokariota mengambil DNA yang ditemukan di lingkungannya yang ditumpahkan oleh prokariota lain
mekanisme kelangsungan hidup bakteri yang menghadapi kondisi stres lingkungan juga dikenal sebagai VBNC
penyakit yang terutama menginfeksi hewan yang ditularkan ke manusia
penyakit yang terjadi pada jumlah individu yang luar biasa tinggi dalam suatu populasi pada waktu yang sama
22: Prokariota - Bakteri dan Archaea - Biologi
- Anda di sini:
- Rumah
- Dan lebih dari Buku Pelajaran Biologi
- Openstax Biology for AP Courses (buku teks untuk urutan Bio58x)
- Bio582
- Bab 22 Prokariota: Bakteri dan Archaea
Teks ini didasarkan pada Openstax Biology for AP Courses, Penulis Kontributor Senior Julianne Zedalis, The Bishop's School di La Jolla, CA, John Eggebrecht, Cornell University Contributing Authors Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Institut Teknologi Georgia, Jean DeSaix , University of North Carolina di Chapel Hill, Vladimir Jurukovski, Suffolk County Community College, Connie Rye, East Mississippi Community College, Robert Wise, University of Wisconsin, Oshkosh
Karya ini dilisensikan di bawah Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License, tanpa batasan tambahan
Evolusi Prokariota
Bagaimana para ilmuwan menjawab pertanyaan tentang evolusi prokariota? Berbeda dengan hewan, artefak dalam catatan fosil prokariota memberikan informasi yang sangat sedikit. Fosil prokariota purba terlihat seperti gelembung kecil di batu. Beberapa ilmuwan beralih ke genetika dan prinsip jam molekuler, yang menyatakan bahwa semakin baru dua spesies menyimpang, semakin mirip gen mereka (dan dengan demikian protein). Sebaliknya, spesies yang menyimpang sejak lama akan memiliki lebih banyak gen yang berbeda.
Para ilmuwan di Institut Astrobiologi NASA dan di Laboratorium Biologi Molekuler Eropa berkolaborasi untuk menganalisis evolusi molekuler dari 32 protein spesifik yang umum bagi 72 spesies prokariota. [2] Model yang mereka peroleh dari data mereka menunjukkan bahwa tiga kelompok penting bakteri—Actinobacteria, Deinococcus, dan Cyanobacteria (yang penulis sebut Terrabacteria)—adalah yang pertama menjajah tanah. (Ingat itu Deinococcus adalah genus prokariota—bakteri—yang sangat tahan terhadap radiasi pengion.) Cyanobacteria adalah fotosintesis, sedangkan Actinobacteria adalah kelompok bakteri yang sangat umum yang mencakup spesies penting dalam dekomposisi limbah organik.
Garis waktu divergensi menunjukkan bahwa bakteri (anggota domain Bakteri) menyimpang dari spesies nenek moyang yang sama antara 2,5 dan 3,2 miliar tahun yang lalu, sedangkan archaea menyimpang lebih awal: antara 3,1 dan 4,1 miliar tahun yang lalu. Eukarya kemudian menyimpang dari garis Archaean. Pekerjaan lebih lanjut menunjukkan bahwa stromatolit yang terbentuk sebelum munculnya cyanobacteria (sekitar 2,6 miliar tahun yang lalu) berfotosintesis dalam lingkungan anoksik dan karena modifikasi Terrabacteria untuk tanah (ketahanan terhadap pengeringan dan kepemilikan senyawa yang melindungi organisme dari kelebihan cahaya), fotosintesis menggunakan oksigen mungkin terkait erat dengan adaptasi untuk bertahan hidup di darat.
Menggunakan Prokariota untuk Membersihkan Planet Kita: Bioremediasi
Salah satu contoh yang paling berguna dan menarik dari penggunaan prokariota untuk tujuan bioremediasi adalah pembersihan tumpahan minyak. Pentingnya prokariota untuk bioremediasi minyak bumi telah ditunjukkan dalam beberapa tumpahan minyak dalam beberapa tahun terakhir, seperti tumpahan Exxon Valdez di Alaska (1989) (Gambar), tumpahan minyak Prestige di Spanyol (2002), tumpahan ke Mediterania dari a Pembangkit listrik Lebanon (2006), dan baru-baru ini, tumpahan minyak BP di Teluk Meksiko (2010). Dalam kasus tumpahan minyak di laut, bioremediasi alami yang sedang berlangsung cenderung terjadi, karena ada bakteri pemakan minyak di laut sebelum tumpahan. Selain bakteri pendegradasi minyak yang terjadi secara alami ini, manusia memilih dan merekayasa bakteri yang memiliki kemampuan yang sama dengan peningkatan kemanjuran dan spektrum senyawa hidrokarbon yang dapat diproses. Bioremediasi ditingkatkan dengan penambahan nutrisi anorganik yang membantu bakteri untuk tumbuh.
Beberapa bakteri pendegradasi hidrokarbon memakan hidrokarbon dalam tetesan minyak, memecah hidrokarbon menjadi subunit yang lebih kecil. Beberapa spesies, seperti Alcanivorax borkumensis, menghasilkan surfaktan yang melarutkan minyak (membuatnya larut dalam air), sedangkan bakteri lain mendegradasi minyak menjadi karbon dioksida. Dalam kondisi ideal, telah dilaporkan bahwa hingga 80 persen komponen nonvolatil dalam minyak dapat terdegradasi dalam satu tahun tumpahan. Fraksi minyak lainnya yang mengandung rantai hidrokarbon aromatik dan bercabang tinggi lebih sulit untuk dihilangkan dan tetap berada di lingkungan untuk jangka waktu yang lebih lama.
Prokariota dan bioremediasi. (a) Membersihkan minyak setelah tumpahan Exxon Valdez di Alaska, para pekerja menyemprotkan minyak dari pantai dan kemudian menggunakan boom mengambang untuk menahan minyak, yang akhirnya diambil dari permukaan air. Beberapa spesies bakteri mampu melarutkan dan mendegradasi minyak. (b) Salah satu akibat paling fatal dari tumpahan minyak adalah kerusakan fauna. (kredit a: modifikasi karya NOAA kredit b: modifikasi karya GOLUBENKOV, LSM: Saving Taman)
Penyakit yang Muncul dan Muncul Kembali
Distribusi penyakit tertentu adalah dinamis. Perubahan lingkungan, patogen, atau populasi inang dapat secara dramatis berdampak pada penyebaran penyakit. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), penyakit yang muncul (Gambar) adalah penyakit yang muncul pertama kali dalam suatu populasi, atau yang mungkin telah ada sebelumnya tetapi insiden atau jangkauan geografisnya meningkat dengan cepat. Definisi ini juga termasuk penyakit yang muncul kembali yang sebelumnya terkendali. Sekitar 75 persen penyakit menular yang baru muncul yang menyerang manusia adalah penyakit zoonosis. Zoonosis adalah penyakit yang terutama menginfeksi hewan tetapi dapat ditularkan ke manusia ada yang berasal dari virus dan ada yang berasal dari bakteri. Brucellosis adalah contoh zoonosis prokariotik yang muncul kembali di beberapa daerah, dan fasciitis nekrotikans (umumnya dikenal sebagai bakteri pemakan daging) telah meningkat virulensinya selama 80 tahun terakhir untuk alasan yang tidak diketahui.
Penyakit yang muncul. Peta menunjukkan daerah di mana penyakit bakteri muncul atau muncul kembali. (kredit: modifikasi karya oleh NIH)
Beberapa penyakit yang muncul saat ini sebenarnya bukanlah penyakit baru, tetapi merupakan penyakit yang pernah menjadi bencana di masa lalu (Gambar). Mereka menghancurkan populasi dan menjadi tidak aktif untuk sementara waktu, hanya untuk kembali, kadang-kadang lebih ganas dari sebelumnya, seperti halnya dengan wabah pes. Penyakit lain, seperti tuberkulosis, tidak pernah diberantas tetapi dikendalikan di beberapa wilayah di dunia sampai muncul kembali, sebagian besar di pusat-pusat perkotaan dengan konsentrasi tinggi orang-orang dengan gangguan kekebalan. WHO telah mengidentifikasi penyakit tertentu yang kemunculannya kembali di seluruh dunia harus dipantau. Di antaranya adalah tiga penyakit virus (demam berdarah, demam kuning, dan zika), dan tiga penyakit bakteri (difteri, kolera, dan pes). Perang melawan penyakit menular tidak akan berakhir.
Penyakit Lyme. Penyakit Lyme sering, tetapi tidak selalu, menyebabkan (a) ruam bullseye yang khas. Penyakit ini disebabkan oleh (b) bakteri spirochete Gram-negatif dari genus Borrelia. Bakteri (c) menginfeksi kutu, yang selanjutnya menginfeksi tikus. Rusa adalah inang sekunder yang disukai, tetapi kutu juga dapat memakan manusia. Jika tidak diobati, penyakit ini menyebabkan gangguan kronis pada sistem saraf, mata, persendian, dan jantung. Penyakit ini dinamai Lyme, Connecticut, di mana wabah terjadi pada tahun 1995 dan kemudian menyebar. Namun, penyakit ini bukanlah hal baru. Bukti genetik menunjukkan bahwa tzi the Iceman, mumi berusia 5.300 tahun yang ditemukan di Pegunungan Alpen, terinfeksi Borrelia. (kredit a: James Gathany, kredit CDC b: data batang skala CDC dari Matt Russell)
Prokariota di Laut Mati
Salah satu contoh lingkungan yang sangat keras adalah Laut Mati, cekungan hipersalin yang terletak di antara Yordania dan Israel. Lingkungan hipersalin pada dasarnya adalah air laut yang terkonsentrasi. Di Laut Mati, konsentrasi natrium 10 kali lebih tinggi daripada air laut, dan airnya mengandung kadar magnesium yang tinggi (sekitar 40 kali lebih tinggi daripada di air laut) yang akan menjadi racun bagi sebagian besar makhluk hidup. Besi, kalsium, dan magnesium, unsur-unsur yang membentuk ion divalen (Fe 2+ , Ca 2+ , dan Mg 2+ ), menghasilkan apa yang biasa disebut sebagai air “keras”. Secara bersama-sama, konsentrasi kation divalen yang tinggi, pH asam (6,0), dan fluks radiasi matahari yang intens membuat Laut Mati menjadi ekosistem yang unik, dan bermusuhan secara unik. Bodaker, I, Itai, S, Suzuki, MT, Feingersch, R, Rosenberg, M, Maguire, ME, Shimshon, B, dan lainnya. Genomik komunitas komparatif di Laut Mati: Lingkungan yang semakin ekstrem. Jurnal ISME 4 (2010): 399–407, doi:10.1038/ismej.2009.141. diterbitkan online 24 Desember 2009. (Angka).
Prokariota macam apa yang kita temukan di Laut Mati? Tikar bakteri yang sangat toleran garam termasuk: Halobakteri, Gunung berapi Haloferax (yang ditemukan di lokasi lain, tidak hanya Laut Mati), Halorubrum sodomens, dan Halobaculum gomorrense, dan archaean Haloarcula marismortui, diantara yang lain.
prokariota halofilik. (a) Laut Mati adalah hipersalin. Namun demikian, bakteri toleran garam tumbuh subur di laut ini. (b) Sel-sel halobacteria ini dapat membentuk lapisan bakteri yang toleran terhadap garam. (kredit a: Julien Menichini kredit b: data batang skala NASA dari Matt Russell)
Tujuan pembelajaran
- Biologi I: I2 &ndash Mengidentifikasi proses evolusi yang mengarah pada adaptasi dan keanekaragaman hayati I3 &ndash Menjelaskan bagaimana kesatuan dan keragaman kehidupan di bumi muncul sebagai hasil pewarisan genetik melalui DNA dan evolusi melalui seleksi alam II8 &ndash Mengenali sel sebagai unit dasar kehidupan di semua organisme hidup membandingkan dan membedakan perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik III3 &ndash Menjelaskan struktur, fungsi, dan reproduksi sel, termasuk virus dan mikroorganisme V3 &ndash Menjelaskan bagaimana mekanisme pengaturan sel memastikan keseimbangan dalam sistem kehidupan yang berinteraksi terus menerus dengan mereka lingkungan V5 &ndash Jelaskan proses transfer energi dari sumbernya (matahari) melalui sistem biologis.
- Biologi II: I3 &ndash Jelaskan bukti bahwa peristiwa endosimbiotik menghasilkan evolusi sel eukariotik dari nenek moyang prokariotik II3 &ndash Mengenali sel sebagai unit dasar kehidupan di semua organisme hidup membandingkan dan membedakan perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik V1 &ndash Jelaskan bagaimana pengaturannya mekanisme pada tingkat keseluruhan organisme memastikan keseimbangan dalam sistem kehidupan yang berinteraksi terus menerus dengan lingkungannya membandingkan mekanisme pengaturan di dalam dan di seluruh spesies V2 &ndash Menjelaskan hubungan antara bentuk kehidupan dan lingkungan dan ekosistemnya V3 &ndash Menjelaskan berbagai jenis hubungan yang ada antara organisme hidup.
Koneksi Seni
Gambar Dibandingkan dengan bakteri yang mengambang bebas, bakteri dalam biofilm sering menunjukkan peningkatan resistensi terhadap antibiotik dan deterjen. Menurut Anda mengapa hal ini bisa terjadi?
Gambar Matriks ekstraseluler dan lapisan luar sel melindungi bakteri bagian dalam. Kedekatan sel juga memfasilitasi transfer gen lateral, suatu proses dimana gen seperti gen resistensi antibiotik ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lainnya. Dan bahkan jika transfer gen lateral tidak terjadi, satu bakteri yang menghasilkan exo-enzim yang menghancurkan antibiotik dapat menyelamatkan bakteri tetangga.
