Lect7 Protists Fungi Notes PDF

Preview

Summary

Lect7 Protists Fungi Notes...

Description

Bi o Sc i1 5 2 Le c t ur e7 :Pr o t i s t sa ndFung i Re a d i n g s -p p40 1 4 18 , p p4 5 0 4 6 8 Th ePr o t i s t s Th et e r m‘ Pr o t i s t ’i sus e dt od e s c r i b ea l lo ft h ee u k a r y o t e st h a ta r en o tp l a n t s , a n i ma l sor f un gi . Ag l a n c ea tt h ep h y l o g e n e t i ct r e ema k e si tob v i o u st h a t pr o t i s t sa r eno ta l l c l o s e l y r e l a t e dt oo nea no t h e r .Thet e r m Pr o t i s ti sn o tana t ur a lph y l o g e n e t i cgr o u p i n g , a n dd o e s n o td e fin ea‘ mo n o p h y l e t i c ’gr o u p .Amo no phy l e t i cg r oupc o nt a i nsa l loft he de s c e nde nt so fac o mmo na nc e s t o r , a ndnot hi nge l s e( s e efig1 6. 1 2 ) .I fy o ue x a mi n e t h ep h y l o g e ne t i ct r e eo fl i f ey o uwi l ls e et h a ty o uc a n n o tc on s t r u c tamo n o p h y l e t i cg r ou p t h a ti n c l u de sa l lp r o t i s t sa n dd o e sn o ta l s oi n c l u dep l a n t s ,a n i ma l sa n df u n g i . Mo s tp r o t i s t sa r emi c r o o r g a ni s ms( d i a t o msa n dpa r a me c i u mf o re x a mpl e ) , b u ts o mea r e l a r g emu l t i c e l l u l a ro r g a ni s msl i k et h eb r o wna l g a e‘ s e a we e d s ’kn o wna sk e l p . Th ep r ot i s t s a r es od i v e r s et h a ti ti si mp o s s i b l et of u l l yc o v e rt h e mi non ec o u r s e , l e ta l on eo n el e c t u r e . Th e yr e p r e s e n tb yf a rt h ema j o r i t yo fe u k a r y o t i cg e n e t i ca n dme t a b o l i cd i v e r s i t y , a nd i n c l u d ef r e e l i v i n gs p e c i e s , p a r a s i t i cs p e c i e s , s y mb i o t i cs pe c i e s , a e r ob i cs p e c i e s , a n a e r o b i c s p e c i e s , p ho t o s y nt h e t i cs p e c i e s , a ndh e t e r o t r o ph i cs p e c i e s . Li k et h er e s t o ft h emi c r o b i a l wo r l d , s c i e nt i s t sh a v en o ty e tde s c r i b e dma n yo ft h e s emi c r ob i a le u ka r y ot e s , a ndt h e yc a n o n l yc u l t u r ear e l a t i v e l ys ma l ln u mb e ro ft h e m. Th emi c r o bi a le u k a r y o t e sp l a ya ni mp o r t a n tr o l ei ng l o b a le c o l o gy .Fore x a mp l e , p h o t os y n t h e t i cp r o t i s t sc o n v e r tal a r g ea mo u n to fc a r b o nd i o x i d ei n t oc e l l sa ndp r o d u c ea l a r g ea mo u ntofO2.Pr o t i s t ss i tn e a rt h eb ot t o m ofma n yf o o dc h a i n s .Amo n gt h e p h o t os y n t h e t i cp r o t i s t s ,t h emo s tn u me r i c a l l ya b u n d a nta r ep r o b a b l yt h ed i a t o ms , wi t h t h e i re l a b o r a t es i l i c ar i c hs h e l l s . Ho wPr o t i s t sGe tCar bo na ndEne r gy Pr o t i s t se x h i b i tc o ns i d e r a b l ed i v e r s i t yi nme c h a ni s mso fo b t a i ni n gc a r b o na n de n e r g y .So mep r o t i s t sa r e ph o t o a u t o t r o p h s , o t h e r sa r ec he mo o r g a n o h e t e r o t r o p h s , a n ds t i l lo t h e r sh a v eb o t hc a pa b i l i t i e s .Amo n g t h ec h e mo o r g a n o h e t e r o t r o p h s , s o mea b s o r bs o l u bl eo r g a n i cn u t r i e n t s( s i mi l a rt oh o w c he mo o r g a n oh e t e r o t r o ph i cp r o k a r y o t e sg e tor g a ni cn u t r i e n t s ) .Ot h e r si n g e s tp a r t i c u l a t ef oo db y ph a g o c y t o s i s , ap r o c e s st h a twa si n v e n t e db yt h ep r o t i s t sa n di sn o tf o u n di nb a c t e r i ao ra r c h a e a . Ph o t o s yn t he t i cp r o t i s t sh a v ec h l o r o p l a s t st h a ta r et h o u g h tt oh a v eb e e na c q u i r e db y‘ e n d o s y mb i o s i s ’a s wed i s c us s e de a r l i e r .So mep r o t i s t se v e na c q u i r e dt h e i rc h l or o p l a s t sb ye n g ul fin ga n o t h e rp h o t o s yn t he t i c pr ot i s t , apr o c e s sc a l l e ds e c o nd a r ye n d o s y mb i o s i s . So mec o mmonp ho t o s y n t h e t i cp r o t i s t si nc l u deEu g l e n as p e c i e s ,d i a t o msa n dd i no fla g e l l a t e s . Mo t i l i t y Ma n ys i n g l e c e l l e dp r ot i s t sa r emo t i l e .Amo e b a sc r a wlo v e rs u r f a c e s , wh e r e a sfla g e l l a t e sa n dc i l i a t e s us efla g e l l aorc i l i ar e s p e c t i v e l yt os wi mt h r o u g hl i q u i d .Ame bo i dc r a wl i n gi n v o l v e smo v e me n to ft h e

c yt o s k e l e t o n( i npa r t i c u l a ra c t i nfil a me n t s )o ft h ec e l lt h a tr e s ul t si nt h ef o r ma t i o no fc e l le x t e n s i on s c a l l e dp s e u d o p o d s . Weh a v ea l r e a d yd i s c u s s e dh o we uka r y o t i cfla g e l l aa ndc i l i af u n c t i o n.Fl a g e l l aa n d c i l i aa r ec o mp o s e do fmi c r o t u b l e s . Wh e nt h emi c r o t u b u l e ss l i d epa s te a c ho t h e r( ap r o c e s st h a ti sd r i v e n b yt h emo t o rp r o t e i nd y n e i n ,wh i c hu s e sATPa se ne r g ys o u r c e )t h e s emo t i l i t yo r g a n e l l e sb e a tl i k eat a i l . Se x Pr o t i s t si n v e n t e dme i o s i sa n ds e x u a lr e p r od u c t i o n.( Pr o t i s t sa l s or e p r o d u c ea s e x u a l l y ,a sd ob a c t e r i aa n d a r c h a e a . I nf a c t , mo s to ft h et i mep r o t i s t sr e p r o d uc ea s e x ua l l y . )Se x u a lr e p r od u c t i o na l l o wst h e g e ne r a t i o nofo ffs p r i n gt h a tdi ffe rf r o mt hep a r e n t sa n dc a nr e s u l ti ni mp r o v e dc h a nc e so fs u r v i v a lf o r t h ei n di v i du a la n dt h es p e c i e s . Th e r ei sc o n s i d e r a bl ed i v e r s i t yi nt h el i f ec y c l e so fpr o t i s t .Pr ot i s t sma y beh a p l o i d( s i n gl ec o p yo fg e n o me ) ,d i p l o i d( 2c o p i e s ) , o rp o l y p l o i d( mor et h a n2c o p i e s ) . Th e yma yb e ha p l o i da to n es t a g eo fl i f ec y c l e , a ndd i p l o i da ta n o t h e r . I ns o mes p e c i e sh a p l o i da n dd i pl oi df o r mso f t h eo r g a n i s ma r es i mi l a ri na p p e a r a nc e , wh e r e a si no t h e rs p e c i e st h eh a p l oi da n dd i pl o i df o r msa r e dr a ma t i c a l l yd i ffe r e n t . Di s e a s e s( Wewi l lnotc o v e rt hi si nl e c t ur ea ndi two n’ tbeo nt hee x am. I ’ v ei nc l ude dt hi she r ef o r i nt e r e s t . ) Ofn e a r l y2 0 , 0 0 0p r o t i s ts p e c i e skn o wn ,o n l yaf e wc a us eh u ma nd i s e a s e s , b u tt he s ef e wa r ei mp o r t a n t wor l d wi de . I n f e c t i o u sd i s e a s e sc a u s e db yp r o t i s t si n c l ud e : Ma l a r i a -c a u s e db yPl a s mo d i ums pe c i e s .Atl e a s t1 5 0mi l l i o nne wc a s e se a c hy e a r .Ab o ut1 00 0pe r y e a ri nt h eUS.Da n g e r o usd i s e a s et r a n s mi t t e db yas pe c i ficki n d so fmo s q u i t o e s .Ma l a r i ai smo s t c o mmo ni nt r o p i c a lr e g i o ns .I ns o mep a r t so fAf r i c aa n dI n d i an e a r l ya l la d u l t sh a v eb e e ni n f e c t e d . ( Wh i l eno tc o mmo nt o d a yi nt h eUS,b e f or e1 90 0ma l a r i awa smu c hmo r ec ommo n ,e v e ni ns o u t h e r n WI . )Sy mp t o msi n c l ud er e c u r r i n gb o u t so ff e v e ra n dc hi l l s . Pl a s mo d i um h a sac o mp l e xl i f ec y c l e i n v o l v i n gmo s q u i t o e sa ndh uma n s .De v e l o pme n to fp r o t i s t c e l l sa r es yn c h r o ni z e di nh u ma n.On es t a g e i nhu ma n sr e s u l t si nl y s i so fr e dbl o o dc e l l s , wh i c hg i v e sr i s et ot h er e c u r r i n gf e v e r s . Co n t r o lo f mo s q u i t oi so n ewa yt oc o nt r o ls p r e a doft h ed i s e a s e .So mea n t i ma l a r i a ld r u g sa l s oa v a i l a b l e . Qu i n i n e wa sd e v e l o p e da sa na n t i ma l a r i a ld r u gh u n d r e d so fy e a r sa g o .I ti si s o l a t e df r o mt h eb a r ko faS. Ame r i c a nt r e e .Ne wd r u g sa r ebe i n gs o u g h tt h a twi l l t a r g e tt hePl a s mo d i um ' p l a s t i d ' .Th ep l a s t i d a p p e a r st ob ead e g e n e r a t ec h l o r o p l a s t t h a ti snol on g e rc a p a b l eo fp ho t o s y n t h e s i sb u th a so t h e r i mp or t a n tr o l e si nt h i sp r o t i s t .An c e s t o r so fPl a s mo di u ma r et h o u g htt oh a v ebe e np h o t o s y n t h e t i c . Si nc e hu ma n sd o n' t h a v ep l a s t i d s , a n t i bi o t i c st h a tt a r g e tt h e m mi g h tb eus e f u lt ot r e a tma l a r i a . Gi a r d i a s i s Gi a r d i as p e c i e sc a u s e si nt e s t i n a li n f e c t i on si np e o p l ea n da n i ma l s .Ba c k p a c k e r ss o me t i me s be c o mei n f e c t e db yd r i n ki n gwh a tt h e yt hi n ki sp r i s t i newa t e r ,b e c a u s ea n i ma lf e c e sma yc o n t a i nt h e pa t ho g e n .Da y c a r ec e n t e r sa l s oh a v eo u t b r e a k so ft hi sd i s e a s e .Sy mp t o msi n c l ud ed i a r r h e a . Cr y p t o s p o r i d i o s i s -d i a r r he a ld i s e a s ec a u s e db yCr y pt o s p o r i d i u mp ar v u m. Ma j ore pi d e mi ci nMi l wa u k e ei nAp r i l1 99 3t h a ta ffe c t e d1 / 4o fMi l wa u k e epo p u l a t i o n .Thema j o r s ymp t o mi sd i a r r h e a .

Pr o t i s ti n f e c t i o n sc a nb ed i ffic u l t t ot r e a tb e c a u s et h e r ea r er e l a t i v e l yf e wg o o da n t i b i ot i c s a g a i n s tt h e s eo r g a n i s ms .( Th e ya r ee u k a r y o t e s ,s ot h ea n t i b i o t i c st ha tki l lt h epa t ho g e n o f t e nh a v ea d v e r s ea ffe c tont h eh o s ta l s o ) No t et h a tc ha p t e r2 0h a sal otofi n f o r ma t i o nn o tc o v e r e di nt h i sl e c t u r et h a ty o uwi l ln o t b er e s p o n s i b l ef o ro nt hee x a m. Fo re x a mp l e , y o ud o n ' tn e e dt okn o wt h ema j o rl i n e a g e s o fe u k a r y o t i c( Al v e ol a t e s ,e t c . )a n dwh i c hp r o t i s t sb e l o n gi ne a c ho ft h e s egr o u p s . I ti sj u s t t o omu c hi n f o r ma t i onf o ro n el e c t u r e . Kn o wwh a tIc o v e r e di nc l a s sa n di nt h e s en o t e s .

Bi o Sc i1 5 2 Le c t ur e' 7 ' :Fung iSpr i n g2 01 9 Re a d i n g s -p p45 0 4 68 TheFung i Fu n gii nc l u d eu ni c e l l ul a r( y e a s t s )a n dfil a me nt o us( h yp h a l )o r g a n i s ms .Th e ya r emos t c l o s e l yr e l a t e dt ot h ea n i ma l s . Li k ea l le u k a r y o t e s , f u n g a lc e l l sh a v eawe l l d e v e l op e d c y t os k e l e t on , ame mb r a ne e n c l o s e dn u c l e u s , a n dma n yo r g a n e l l e s .Th e yh a v ec e l lwa l l s c o mp r i s e dofc h i t i na n do t h e rp o l y s a c c ha r i de s . Mo s tf u n g ia r en o n mo t i l e , b u taf e w p r o d u c emo t i l e‘ z oo s p o r e s ’ .Fun gia r eh e t e r o t r o p h s . The ys e c r e t ee n z y me st od i g e s t o r g a ni cma t e r i a l a n dt h e na b s o r bt h es o l u bl ep r o d u c t s . Fu n g ia r ei mp o r t a nti nt u r n o v e ro f o r g a ni cma t t e r . So mef u n g ia r es y mb i o t i c .Th e s ei n c l u d ef u n g it h a tf or ml i c h e n swi t ha p h o t os y n t h e t i ca l g a lorc y a no b a c t e r i a lp a r t ne r , a n dmy c or r h i z a lf u n g it ha ti n t e r a c twi t ht h e r o o t so fma n yp l a n t sa ndh e l pt he ma b s o r bi n o r g a n i cmi n e r a l sa n dwa t e r . Fu n g ic a u s e ma n ydi s e a s e so fpl a nt s , a nda l s oc a u s ed i s e a s ei na n i ma l sa n dh u ma n s . Ma n yo ft h e h u ma nd i s e a s e sa r es ki ni n f e c t i o ns ,s uc ha sa t h l e t e ’ sf o o t . Th ef e r me n t a t i v eme t a b ol i s mo f t h ey e a s tS a c c h a r o my c e sc e r e v i s i a ei si mp o r t a n ti nf o o dp r o d uc t i o n( br e a d )a n di n p r o d u c t i ono fwi n e ,b e e r ,a n do t he ra l c o h o l i cb e v e r a g e s .Li k ep r o t i s t s , mo s t( p e r h a psa l l ) f un gic a nr e pr o d u c eb o t ha s e x u a l l ya n ds e x u a l l y . Th e r ea r eawi dev a r i e t yo fd i ffe r e n tl i f e c y c l e sp o s s i bl e ,wi t hd i ffe r e n ts t a g e so ft h es e x u a lc y c l eb e i n ge mp h a s i z e db yd i ffe r e n t g r o u p s . Yo ud on o tn e e dt okno wt h ed e t a i l so ft hel i f ec y c l e so fe a c hgr o u p . Fu n gia r edi v i d e di n t oa tl e a s t 5gr o u p s , bu tweo nl ydi s c u s s e d2 , t h eAs c o my c e t e s( s a c k f un gi )a n dt h eBa s i d i omy c e t e s( c l u bf u n g i ) . As c o my c e t e sp r o d u c es p o r e si nas a c k( a s c us ) wh e r e a sBa s i d i o my c e t e spr o d u c es p o r e so nac l u b( ba s i d i u m) . They e a s tS a c c h a r o my c e s c e r e v i s i a ei sa na s c o my c e t e ,a sa r ema n yfil a me n t o u sf u n gi . Ma n yo ft h ef u n g it ha tc a u s e p l a n ta n da n i ma ld i s e a s e sa r eAs c o my c e t e s .Ba s i d i o my c e t e si n c l ud ema n ymu s h r o o mf o r mi n gf u n g i . Mu c ho ft h eo r g a ni s mi su nd e r g r o un d ,a samy c e l i u mc o mp r i s e doft h e ma n yh y ph a e ,a n dt hemu s h r o o msa r et h es t r u c t u r e sbe a r i n gt h es p o r e st h a tr e s ul tf r o m s e x u a lr e p r o d uc t i on . No t et h a tc ha p t e r2 2h a sal otofi n f o r ma t i o no nf un g it ha twa sn otc o v e r e di nt hi sl e c t u r e , a n dt h a ty o uwi l ln otb er e s p o n s i bl ef o ro nt h ee x a m. F o re x a mp l e , Id i dn o tc o v e r mi c r os po r i d i a , c h y t r i ds , a n dz y g o s po r ef u n g i , s oy o ud o n ’ tn e e dt okn o wa n y t h i n ga b o ut t h e m. Yo uwi l lb er e s po n s i b l ef o rwh a tIc o v e r e di nl e c t u r e ,i nt h epo we r p oi n ts l i d e s , a n d i nt h eno t e sa b o v e ....