Diferencia entre protistas y hongos

Introducción

Protistes y hongos comprenden dos reinos únicos de la vida. Los protistas demuestran una variación robusta en los rasgos que complican su taxonomía. Los hongos son mucho más simples de caracterizar. Los hongos divergieron de los protistas alrededor de 1.Hace 5 mil millones de años [1] un evento que implicaba la pérdida de flagelo durante la transición de un hábitat acuático a terrestre con el desarrollo concomitante de nuevos mecanismos de dispersión de esporas no acuáticas [2]. Los hongos han adaptado un conjunto reconocible de características que ayudan a aclarar sus diferencias de los protistas.

Diferencias celulares

Los protistas son organismos unicelulares. La mayoría de los hongos son multicelulares y estructurados en un sistema filamentoso de hifas alargados ramificados [1] [1]. Las estructuras de hifas ramificadas consisten en una o (generalmente) más células encerradas dentro de una pared celular tubular [1]. La mayoría de los protistas son de forma esférica, que es subóptima para obtener oxígeno por difusión. Los grandes protistas tienen una forma alargada para acomodar su mayor necesidad de difusión de oxígeno [3].

Tamaño celular

Los protistas unicelulares son en su mayoría microscópicos, pero se han encontrado ejemplos raros miles de metros cuadrados en el área [3]. Los hongos son comúnmente lo suficientemente grandes como para ser observados a simple vista, pero existen una gran cantidad de especies microscópicas [1].

Membrana celular

Los protistas pueden contener paredes celulares en forma de planta, paredes celulares similares a animales e incluso pellículas que proporcionan protección contra el entorno externo [3]. Muchos protistas no tienen una pared celular [3]. A diferencia de la variedad de membrana de células protistas, una característica definitoria de los hongos es la presencia ubicua de una pared celular quitinosa [14].

Organización intracelular

Los hongos están compuestos por un sistema contorneado de hifas compartimentadas por un sistema de partición de SEPTA [1]. Septos no se han encontrado en ningún protista [3]. Las hifas de división de septos fúngicos en compartimentos permeables [1]. La perforación de los septos permite la translocación de orgánulos, incluidos ribosomas, mitocondrias y núcleos entre las células [3]. Los orgánulos protistas existen en un citoplasma no compartimentado [3].

Apéndices celulares

A diferencia de los hongos en su mayoría estacionarios, los protistas son móviles [1,3] y esta motilidad diferencia a los protistas morfológicamente de los hongos mediante la adición de apéndices celulares. Los protistas con frecuencia contienen apéndices como cilios, flagelos y pseudopodia [3]. Los hongos generalmente no tienen apéndices celulares, aunque existen ejemplos raros de apéndices conidiales en hongos [4].

Respiración

Respiración protista

i) respiración aeróbica protista

Los protistas obtienen oxígeno por difusión y esto limita su capacidad de crecimiento celular [3]. Algunos protistas como los fitoflagelados llevan a cabo el metabolismo heterotrófico autótrófico y oxidativo [3]. El metabolismo protista funciona de manera óptima a través de una amplia gama de temperaturas y cantidades de consumo de oxígeno. Este es un subproducto de la gran cantidad de nichos que habitan, que tienen una amplia gama de temperaturas y disponibilidad de oxígeno [3].

ii) respiración anaeróbica protista

La respiración anaeróbica obligatoria existe entre los protistas parásitos, una rareza para los eucariotas [3]. Muchos protistas de anaerobe obligados carecen de citocromo oxidasa, lo que resulta en mitocondrias atípicas [3].

iii) respiración fúngica

La mayoría de los hongos respiran aeróbicamente utilizando cadenas respiratorias ramificadas para transferir electrones de NADH a oxígeno [5]. Las nadh deshidrogenasas fúngicas se usan para catalizar la oxidación de la matriz nadh y son capaces de hacerlo incluso en presencia de algunos inhibidores como la rotenona [5]. Los hongos también usan oxidasas alternativas para respirar en presencia de inhibidores para ubiquinol: citocromo c oxidorreductasa y citocromo c oxidasa [5]. Las oxidasas alternativas probablemente permiten una patogenicidad efectiva en presencia de mecanismos de defensa de huéspedes basados ​​en óxido nítrico [5].

Osmorregulación

Los protistas que habitan el entorno acuoso tienen una amplificación de las estructuras celulares que no se encuentran en los hongos. Esta amplificación permite un mayor grado de osmorregulación. Las vacuolas contráctiles son orgánulos protistas que permiten la osmorregulación y evitan la hinchazón y la ruptura celular [3]. Las vacuolas contráctiles están rodeadas por un sistema de túbulos y vesículas llamadas colectivamente el espongioma que ayuda a la expulsión de las vacuolas contráctiles de la célula [3]. Las vacuolas contráctiles son significativamente menos abundantes en los hongos [1,3].

Diferencias mitocondriales

Genomas mitocondriales protistas

A diferencia de los hongos, los genomas de protistas mitocondriales (MT) han conservado una serie de elementos genómicos proto-mitocondrianos ancestrales. Esto es evidente por la reducción del gen en los hongos mtgenomas [6]. Protist Mtgenomes rango en tamaño desde el genoma de 6 kb de Plasmodium falciparum al genoma de 77 kb del choanoflagelate Monosiga brevicollis, un rango más pequeño que los hongos [6]. El tamaño promedio de mtgenomo de protista es de 40 kb significativamente menor que el tamaño promedio del genoma mitocondrial fúngico [6].

Los mtgenomas protistas son compactos, ricos en exón y a menudo se componen de regiones de codificación superpuestas [6]. El espacio intrónico no codificante representa menos del 10% del tamaño total de mtgenomo de protista [6]. Una gran parte del ADNmt Protist no tiene intrones del Grupo I o Grupo II [6]. El contenido de A+T es mayor en Mtgenomes protist en comparación con los hongos [6].El contenido génico de los mtgenomas protistes se asemeja a los mtgenomas de la planta más que a los mtgenomas fúngicos [6]. A diferencia de los hongos, los mtgenomas protist se codifican para ARN de subunidades grandes y pequeños [6].

Genomas mitocondriales fúngicos

Los hongos evolucionaron de los protistas y su divergencia se caracteriza por la reducción de genes y la adición de intrones [6]. En comparación con los mtgenomas protistas ricos en genes, los mtgenomas fúngicos contienen una gran cantidad de regiones intergénicas compuestas por repeticiones e intrones no codificantes que son principalmente intrones del grupo I [7]. La variación en el tamaño de mtgenoma fúngico se explica principalmente por regiones intrón en lugar de la varianza basada en genes que se encuentra en los mtgenomas protistas [7]. Las regiones intergénicas representan hasta 5 kb de longitud en mtgenomas fúngicos [7].

Aunque los mtgenomas protist contienen más genes, los mtgenomas fúngicos contienen una cantidad significativamente mayor de genes codificantes de ARNt [6,7]. Los tamaños de mtgenoma fúngico abarcan un rango más grande en comparación con los mtgenomas protist. El fúngico más pequeño conocido mtgenome es de 19 kbp, que se encuentra en Schizosaccharomyces pombe [6]. El fúngico mtgenoma más grande conocido es de 100 kbp, que se encuentra en Podospora anserina [6]. A diferencia de los mtgenomas protist, el contenido génico del ADNmt fúngico es relativamente consistente entre los organismos [6].

Fuentes de nutrientes y estrategias de adquisición de nutrientes

Adquisición de nutrientes de hongos

Los hongos usan micelio, su colección de hifas, para adquirir y transportar nutrientes a través de la membrana plasmática de sus células [2]. Este proceso depende en gran medida del pH del entorno del que se adquieren los nutrientes [2]. Los hongos son saprotrophs, adquiriendo sus nutrientes principalmente de la materia orgánica disuelta de descomponer plantas y animales muertos [1] [1]. Cualquier digestión requerida de nutrientes ocurre extracelularmente mediante la liberación de enzimas que descomponen los nutrientes en monómeros a ingerir por difusión facilitada [1]

Adquisición de nutrientes protistas

Los protistas, por el contrario, obtienen sus nutrientes a través de una variedad de estrategias. Un intento de clasificar las estrategias de adquisición de nutrientes protistas define seis categorías [3]:

1. Productores primarios foto-eutotróficos - Use la luz solar para sintetizar nutrientes de CO2 y H2O.
2. Bacti y detritívoros - Alimentarse de bacterias o detritos.
3. Saprotrofs - Alimentarse de la materia no viva digerida extracelular y posteriormente.
4. Algas - Alimentarse principalmente en algas.
5. Omnívoros no selectivos - Alimentarse no selectivamente en algas, detritos y bacterias.
6. Depredadores rapaces - Alimentarse principalmente en protozoos y organismos de niveles tróficos más altos.

Muchas de las estrategias mencionadas son mixotróficas. Por ejemplo, los productores primarios foto-autótróficos incluyen organismos marinos que pueden emplear niveles variables de heterotrofia que permiten la adquisición de nutrientes que no requieren energía de la luz solar cuando la luz solar no está disponible [3].

Diferencias reproductivas

Los protistas y los hongos incluyen especies que se reproducen sexualmente y aosexualmente. Los protistas son únicos porque incluyen organismos capaces de reproducción tanto aesexual como sexual dentro de la misma vida [8]. La complejidad de algunos ciclos de vida protistas da como resultado impresionantes variaciones morfológicas dentro de la vida del organismo que permite distintos métodos de reproducción [8]. Los cambios morfológicos relacionados con la reproducción no se observan en los hongos en la medida en que se encuentran en los protistas.

Diferencias reproductivas aisexuales

La reproducción aisexual de los hongos ocurre a través de la descripción de las esporas que emanan de los cuerpos de la fruta que se encuentran en el micelio o a través de la fragmentación del micelio o a través de la incrustación [9]. La reproducción aosexual de los protistas ocurre a través de una variedad de métodos. La fisión binaria (división nuclear individual) y la fisión múltiple (múltiples divisiones nucleares) son dos métodos reproductivos aisexuales comunes entre los protistas [8]. Otra estrategia reproductiva específica de protistas es la plasmotomía [8]. La plasmotomía ocurre entre los protistas multinucleados y implica la división citoplasmática sin división nuclear [8].

Diferencias reproductivas sexuales

La reproducción sexual se implementa más comúnmente por hongos [8,9]. También es más complejo que la reproducción aesxual y, por lo tanto, requiere una descripción más detallada para establecer una comprensión de cómo el proceso difiere entre los protistas y los hongos.

Reproducción sexual fúngica

Durante la reproducción sexual fúngica, la membrana nuclear y el nucleolo (generalmente) permanecen intactos durante todo el proceso [9]. La plasmogamia, la cariogamia y la meiosis comprenden las tres etapas secuenciales de la reproducción sexual fúngica [9]. La plasmogamia implica la fusión protoplásmica entre las células de apareamiento que lleva los distintos núcleos haploides a la misma célula [9]. La fusión de estos núcleos haploides y la formación de un núcleo diploide ocurre en la etapa de cariogamia [9]. Cerca del final de la cariogamia existe un cigoto y la meiosis se realiza mediante la formación de fibras del huso dentro del núcleo. Esto restablece el estado haploide a través de la separación del cromosoma diploide [9].

Las estrategias fúngicas para la interacción de los núcleos haploides durante la reproducción sexual son más variadas en los hongos en comparación con los protistas. Estas estrategias incluyen la formación de gametos y la liberación de Gametangia (órganos sexuales), la interacción gametangia entre dos organismos e interacción somática de hifas [9].

Reproducción sexual protista

Las estrategias de reproducción sexual protista son casi completamente diferentes a las empleadas por hongos. Estas estrategias implican procesos únicos que difieren como resultado de la estructura celular, particularmente los apéndices celulares disponibles para el contacto con otros protistas [8]. La formación y el lanzamiento de Gamete es un método reproductivo sexual entre los protistas flagelados altamente móviles [8]. La conjugación es un método utilizado por protistas ciliados que implica la fusión de núcleos gaméticos en lugar de la formación y liberación de gametos independientes [8]. La autogamia, un proceso de autofertilización que todavía se considera una forma de reproducción sexual, produce homocigosidad entre la progenie de una célula padre autofirtilizada [8].

Tabla de resumen

Como se resumió anteriormente, las diferencias entre los protistas y los hongos son vastas y se pueden observar en todos los niveles de estructura y en todas sus interacciones conductuales con sus entornos. Esta revisión es simplemente un resumen de las diferencias. Las referencias citadas proporcionan explicaciones más profundas para aquellos interesados ​​en aprender más.