Archaebacteria vs Eubacteria: Sự khác biệt và so sánh

Vi khuẩn cổ, khác biệt về khả năng phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt như suối nước nóng và miệng phun dưới biển sâu, biểu hiện những đặc điểm di truyền và sinh hóa độc đáo giống như cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Ngược lại, Eubacteria, bao gồm các dạng đa dạng từ mầm bệnh thông thường đến cộng sinh có lợi, chủ yếu sống trong môi trường ôn hòa và có liên quan chặt chẽ hơn với vi khuẩn điển hình, thể hiện khả năng trao đổi chất đa dạng rất quan trọng cho cân bằng sinh thái.

Các nội dung chính

1. Archaebacteria được biết đến với khả năng sống trong môi trường khắc nghiệt như suối nước nóng, trong khi Eubacteria thường được tìm thấy trong đất, nước và các sinh vật sống.
2. Archaebacteria có thành tế bào duy nhất thiếu peptidoglycan, trong khi Eubacteria có thành tế bào chứa peptidoglycan.
3. Archaebacteria đóng vai trò thiết yếu trong chu trình carbon và nitơ, trong khi Eubacteria tác động đáng kể đến sức khỏe con người và môi trường.

Archaebacteria so với Eubacteria

Archaebacteria, hay Archaea, là những vi sinh vật đơn bào khác biệt với vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Chúng phát triển mạnh trong những môi trường khắc nghiệt như suối nước nóng, hồ nước mặn và lỗ thông hơi dưới biển sâu. Eubacteria, hay vi khuẩn, là những vi sinh vật đơn bào, được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi trên Trái đất với nhiều hình dạng và kích cỡ.

Eubacteria, còn được gọi là “vi khuẩn thực sự”, là vi sinh vật nhân sơ đơn bào ở nhiều khu vực khác nhau trên toàn thế giới. Chúng không có nhân liên kết với màng và thành tế bào của chúng bao gồm các peptidoglycan theo kiểu chuỗi liên kết ngang.

Cấu trúc này giúp chúng duy trì hình dạng và kích thước của chúng. Có ba loại vi khuẩn. Họ có những đặc điểm khác nhau. Archaebacteria, hay "vi khuẩn cổ đại", cũng là vi sinh vật nhân sơ đơn bào.

Chúng được tìm thấy ở độ sâu đại dương. Chúng có khả năng sống sót trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Archaebacteria được coi là dạng hiện đại của một số vi khuẩn lâu đời nhất được tìm thấy trên Trái đất. 

Bảng so sánh

Đặc tính	Vi khuẩn cổ	Vi khuẩn
miền	Archaea	Vi khuẩn
Tên khác	Vi khuẩn cổ đại	Vi khuẩn thực sự
Habitat	Môi trường khắc nghiệt (suối nước nóng, đầm lầy mặn, v.v.)	Môi trường đa dạng (đất, nước, bên trong sinh vật)
Tường ô	Pseudopeptidoglycan	Peptidoglycan (với axit muramic)
Lipid màng	Chuỗi phân nhánh, liên kết với Ether	Chuỗi thẳng, liên kết este
Sinh sản	Phân hạch nhị phân, phân mảnh, nảy chồi	Phân hạch nhị phân, liên hợp, biến đổi, tải nạp
Các ví dụ	Methanogens, Halophiles, Thermophiles	E. coli, Salmonella, Lactobacillus
Chú thích	Phức tạp hơn vi khuẩn thực sự	Đa dạng hơn vi khuẩn cổ

Vi khuẩn Eubacteria là gì?

Eubacteria, còn được gọi đơn giản là vi khuẩn, là một trong hai lĩnh vực chính của vi sinh vật nhân sơ, cùng với Archaea. Chúng có mặt khắp nơi và đa dạng, sinh sống ở nhiều môi trường khác nhau trên Trái đất, từ đất, nước đến cơ thể con người. Eubacteria đóng vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái khác nhau, đóng vai trò là sinh vật phân hủy, sản xuất và đối tác cộng sinh, đồng thời chúng có tác động đáng kể đến sức khỏe con người, nông nghiệp và công nghiệp.

Đặc điểm của Eubacteria

• Cấu trúc tế bào: Vi khuẩn Eubacteria được đặc trưng bởi tổ chức tế bào nhân sơ của chúng, thiếu nhân thực sự và các bào quan có màng bao bọc. Vật liệu di truyền của chúng được tổ chức thành một nhiễm sắc thể tròn, đơn nằm trong vùng nucleoid.
• Thành phần vách tế bào: Thành tế bào của vi khuẩn eubacteria chứa peptidoglycan, một loại polymer độc đáo giúp hỗ trợ cấu trúc và bảo vệ chống lại áp suất thẩm thấu. Điều này phân biệt chúng với Archaea, loại vi khuẩn thiếu peptidoglycan trong thành tế bào.
• Đa dạng trao đổi chất: Eubacteria thể hiện sự đa dạng trao đổi chất đáng chú ý, cho phép chúng sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau và phát triển mạnh trong các môi trường đa dạng. Chúng có thể hiếu khí, cần oxy để hô hấp hoặc kỵ khí, có khả năng sống sót trong điều kiện thiếu oxy.
• Sinh sản: Vi khuẩn Eubacteria sinh sản vô tính thông qua phân hạch nhị phân, trong đó một tế bào đơn lẻ phân chia thành hai tế bào con giống hệt nhau. Một số loài cũng có thể trao đổi vật liệu di truyền thông qua các cơ chế chuyển gen ngang như liên hợp, biến nạp hoặc tải nạp.
• Vai trò sinh thái: Eubacteria thực hiện các chức năng sinh thái thiết yếu, chẳng hạn như chu trình dinh dưỡng, cố định đạm và phân hủy. Chúng hình thành mối quan hệ tương hỗ với thực vật, động vật và các sinh vật khác, góp phần hấp thu chất dinh dưỡng, kháng bệnh và ổn định hệ sinh thái tổng thể.

Phân loại Eubacteria

• Vi khuẩn Proteobacteria: Ngành đa dạng này bao gồm nhiều vi khuẩn gây bệnh và cộng sinh, bao gồm Escherichia coli, Salmonella và Helicobacter pylori.
• Firmicutes: Firmicutes bao gồm cả vi khuẩn có lợi, như Lactobacillus, và các loài gây bệnh như Staphylococcus vàng và Clostridium difficile.
• xạ khuẩn: Actinobacteria được biết đến với sự phát triển dạng sợi và bao gồm các chi quan trọng như Streptomyces, được biết đến với chức năng sản xuất kháng sinh và Mycobacteria, bao gồm các tác nhân gây bệnh lao và bệnh phong.

Vi khuẩn cổ là gì?

Archaebacteria, được gọi là Archaea, tạo thành một trong ba lĩnh vực của sự sống, cùng với Vi khuẩn và Eukarya. Ban đầu được cho là tương tự như vi khuẩn do tổ chức tế bào nhân sơ của chúng, các nghiên cứu phân tử và sinh hóa gần đây đã tiết lộ rằng Archaea đại diện cho một dòng tiến hóa riêng biệt với các đặc điểm di truyền, sinh lý và sinh thái độc đáo. Vi khuẩn cổ được biết đến với khả năng phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt và đóng vai trò quan trọng trong các hệ sinh thái khác nhau.

Đặc điểm của Archaebacteria

• Cấu trúc tế bào: Vi khuẩn cổ là các vi sinh vật nhân sơ có cấu trúc tế bào tương tự như vi khuẩn, thiếu nhân thực sự và các bào quan có màng bao bọc. Tuy nhiên, chúng thể hiện những đặc điểm độc đáo ở màng tế bào và thành tế bào giúp phân biệt chúng với cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn.
• Thành phần màng tế bào: Không giống như vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn, màng tế bào của Archaebacteria bao gồm các lipid liên kết với ether và các chuỗi hydrocarbon phân nhánh. Những thành phần lipid độc đáo này giúp chúng chịu được nhiệt độ và độ pH khắc nghiệt, góp phần nâng cao khả năng sống trong môi trường khắc nghiệt.
• Thành phần vách tế bào: Mặc dù một số vi khuẩn cổ có thành tế bào nhưng chúng lại thiếu peptidoglycan, một thành phần quan trọng của thành tế bào vi khuẩn. Thay vào đó, thành tế bào của chúng có thể chứa các chất khác như pseudopeptidoglycan hoặc lớp S chứa protein.
• Đa dạng trao đổi chất: Vi khuẩn cổ thể hiện các con đường trao đổi chất đa dạng, cho phép chúng sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau, bao gồm các hợp chất hữu cơ, ánh sáng và các chất vô cơ như hydro, lưu huỳnh và metan. Một số vi khuẩn Archaebacteria là những vi khuẩn cực đoan, phát triển mạnh trong môi trường có nhiệt độ, độ mặn, độ axit hoặc áp suất khắc nghiệt.
• Đặc điểm di truyền và phân tử: Các phân tích phân tử đã tiết lộ rằng Archaebacteria biểu hiện các đặc điểm di truyền và phân tử khác biệt với cả vi khuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Bộ máy phiên mã và dịch mã cũng như cơ chế sao chép DNA của chúng cho thấy những điểm tương đồng với sinh vật nhân chuẩn ở một số khía cạnh.

Phân loại vi khuẩn cổ

• Euryarchaeota: Ngành này bao gồm các sinh vật methanogen, tạo ra khí metan như một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất, cũng như các sinh vật ưa mặn, phát triển mạnh trong môi trường có hàm lượng muối cao và các sinh vật ưa nhiệt, sống trong môi trường sống có nhiệt độ cao.
• Crenarchaeota: Crenarchaeota bao gồm các sinh vật ưa nhiệt và ưa axit được tìm thấy trong suối nước nóng, môi trường núi lửa và đất chua. Nhiều crenarchaeotes có khả năng chuyển hóa lưu huỳnh và tham gia vào chu trình lưu huỳnh trong hệ sinh thái.
• Korarchaeota: Korarchaeota là một nhóm Archaebacteria tương đối ít được nghiên cứu được tìm thấy trong môi trường địa nhiệt, đại diện cho một dòng dõi phân nhánh sâu trong lãnh thổ Archaea.

Sự khác biệt chính giữa Eubacteria và Archaebacteria

• Thành phần vách tế bào:
  • Eubacteria có thành tế bào được làm bằng peptidoglycan.
  • Vi khuẩn cổ có thành tế bào được làm từ các vật liệu khác nhau như pseudopeptidoglycan hoặc protein, thiếu peptidoglycan.
• Lipid màng:
  • Vi khuẩn Eubacteria có lipid màng bao gồm các axit béo liên kết với glycerol bằng liên kết este.
  • Vi khuẩn cổ có lipid màng bao gồm các chuỗi hydrocarbon phân nhánh liên kết với glycerol bằng liên kết ether.
• Thành phần màng:
  • Eubacteria có lipid màng với cấu trúc hai lớp.
  • Vi khuẩn cổ có lipid màng với cấu trúc đơn lớp, khiến chúng ổn định hơn trong môi trường khắc nghiệt.
• RNA polymerase:
  • Eubacteria có một loại RNA polymerase.
  • Vi khuẩn cổ có nhiều loại RNA polymerase, tương tự như sinh vật nhân chuẩn.
• Biểu hiện gen:
  • Eubacteria có operon để điều hòa biểu hiện gen.
  • Vi khuẩn cổ có cơ chế điều hòa biểu hiện gen khác nhau so với vi khuẩn eubacteria.
• Đường trao đổi chất:
  • Eubacteria bao gồm các con đường trao đổi chất đa dạng để tạo ra năng lượng, chẳng hạn như lên men, quang hợp và hô hấp hiếu khí.
  • Vi khuẩn cổ phát triển mạnh trong môi trường khắc nghiệt và có thể sử dụng các con đường trao đổi chất độc đáo, chẳng hạn như quá trình methanogen hoặc hóa thạch dưỡng.
• hốc sinh thái:
  • Eubacteria sống ở nhiều môi trường khác nhau bao gồm đất, nước và cơ thể con người.
  • Vi khuẩn cổ được tìm thấy trong môi trường khắc nghiệt như suối nước nóng, bãi muối và miệng phun dưới biển sâu.
• Liên quan đến Di truyền:
  • Eubacteria có liên quan chặt chẽ hơn với các sinh vật trong miền Eukarya hơn là Archaebacteria.
  • Archaebacteria được coi là cổ xưa hơn và khác biệt về mặt tiến hóa với cả Eubacteria và Eukarya.
• Nhạy cảm với kháng sinh:
  • Eubacteria rất nhạy cảm với kháng sinh thường được sử dụng trong y học.
  • Vi khuẩn cổ thiếu nhạy cảm với kháng sinh nhắm vào thành tế bào vi khuẩn do sự khác biệt trong cấu trúc thành tế bào của chúng.

dự án

1. https://www.pnas.org/content/86/23/9355.short
2. https://link.springer.com/article/10.1007/BF00270794