Domeen bioloogias – määratlus, kolm domeeni ja taksonoomia
Bioloogilises taksonoomias on domeen (mõnikord nimetatud ka superregnum, superkingkond või impeerium) kõrgeim taksonoomiline aste, mis asub kuningriigist kõrgemal. Domeenid grupeerivad organisme väga laialdaste evolutsiooniliste ja geneetiliste sarnasuste alusel ning kujutavad endast bioloogiliste rühmituste kõige laiaulatuslikumat ja fundamentaalset jaotust.
Miks domeenid on olulised
Domeenide tasand kajastab genoomide ja põhistruktuuride sügavamaid erinevusi, mis tulenevad pikaajalisest evolutsioonist. Taksonite paigutus püüab peegeldada nende organismide sugulussuhteid ja evolutsioonilist päritolu. Domeenide eristamine aitab mõista põhilisi raku- ja geneetilisi erinevusi ning suunata uurimusi rakkude, geneetika, ökoloogia ja evolutsiooni alal.
Peamised klassifikatsioonisüsteemid
On mitmeid alternatiivseid süsteeme, kuidas elu ülempiiri jaotada. Tuntuimad variandid on järgmised:
- Kahe impeeriumi süsteem — ülemise tasandi rühmitused on Prokaryota (tuntud ka kui Monera) ja Eukaryota.
- Kuue kuningriigi süsteem — tipptasemel rühmad on Protista, Archaebacteria, Eubacteria, Fungi, Plantae ja Animalia.
- Carl Woese 1990. aastal esitatud kolme domeeni süsteem, mille tipptasemel on Archaea, Bacteria ja Eukaryota.
Kolme domeeni (Woese) süsteem
Pärast seda, kui Woese ja tema kolleegid näitasid, et teatud rRNA järjestuste põhjal eristuvad kaks väga erinevat rühma prokarüootidest, kirjeldas ta Archaea-d eraldi domeenina ning ümber korraldatud taksonoomilise puu. Tema süsteem põhineb peamiselt geneetilistel (eriti ribosomaalse RNA) suhetel ja jagab elu kolmeks peamiseks domeeniks: Bacteria (bakterid), Archaea (arheed) ja Eukaryota (eukarüoodid).
Oluline tähelepanek: arheaorganismid ei ole bakterid ega eukarüoodid — kuigi nad on prokarüoodid (rakkudelt lihtsamad kui enamik eukarüoote), on nende geneetilised ja molekulaarsed tunnused piisavalt erinevad, et nad moodustavad eraldi filogeneetilise harki.
Kriteeriumid, meetodid ja kaasaegsed uuendused
Domeenide eristamiseks kasutatakse tänapäeval mitmeid meetodeid:
- Ribosomaalse RNA (16S/18S rRNA) järjestuste võrdlus — Woese algne lähenemine.
- Fülogeneetika, mis kasutab paljude geenide või kogu genoomi (phylogenomics) võrdlust.
- Rakustruktuuri ja biokeemiliste tunnuste (nt lipiidide struktuur, transkriptsioon- ja translatsioonimasinavärk) analüüs.
Kaasaegsed uuringud on toonud esile mitmeid nüansse ja vaidlusi: näiteks Asgard-arheide avastused näitavad, et eukarüoodid võivad olla tugevalt seotud teatud arhealaste rühmadega, mis toetab mõningaid kahe-domeeni hüpoteese eukarüootide päritolust. Samas tekitab geenide vahetus (horisontaalne geeniülekanne) bakterite ja arhede vahel ning endosümbioosi sündmused (nt mitokondrite ja kloroplastide päritolu bakteritest) keerukust taksonoomilises tõlgenduses.
Praktilised näited ja tähendus
Kolme domeeni jaotuse praktiline väärtus seisneb selles, et see selgitab fundamentaalseid erinevusi raku tasandil (näiteks ribiomoomi organelle ja transkriptsioonimasinavärki), mistõttu see mõjutab nii evolutsioonilisi teooriaid kui ka mikrobioloogiat, ökoloogiat ja meditsiini.
Oluline on märkida, et viirused domeenide kaardistamise süsteemi tavaliselt ei hõlma, sest neil puudub sõltumatu elutegevus ja nad ei oma kogu isereguleeruvat genoomi kujul, mida taksonoomilised domeenid nõuavad.
Järeldus
Domeen on kõrgeim taksonoomiline jaotus, mis aitab mõista elu põhilisi jaotusi evolutsioonilisel ja molekulaarsel tasandil. Kuigi traditsioonilised mudelid (kaks impeeriumit, kuus kuningriiki jne) on ajaloos olnud kasulikud, on tänapäevane geneetikal põhinev lähenemine — eriti Woese kolme domeeni kontseptsioon — oluliselt kujundanud meie arusaama eluvormide põhistruktuurist. Samas jääb taksonoomia dünaamiliseks valdkonnaks: uued geneetilised andmed ja analüüsimeetodid võivad edaspidi täpsustada või ümber hinnata domeenidevahelisi suhteid.
Lisaks loe edasi: taksonoomiline, genoomide, sünonüümid ja elu kohta, et saada põhjalikum ülevaade terminoloogiast ja klassifikatsiooni ajaloost.
Kolm valdkonda
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Mis on domeen bioloogilises taksonoomias?
V: Bioloogilises taksonoomias on domeen organismide kõrgeima astme takson, mis on kõrgem kui kuningriik. See on bioloogilistest rühmitustest kõige ulatuslikum ja kajastab genoomide põhilisi evolutsioonilisi erinevusi.
K: Kui palju on tänapäevaseid alternatiivseid domeenide liigitusi?
V: On olemas mitu kaasaegset alternatiivset elu domeenide klassifikatsiooni, sealhulgas kahe kuningriigi, kuue kuningriigi ja kolme domeeni süsteem.
K: Mis on kahe impeeriumi süsteem?
V: Kahe impeeriumi süsteemis on ülemise tasandi rühmitused Prokaryota (või Monera) ja Eukaryota impeeriumid.
K: Mis on kuue kuningriigi süsteem?
V: Kuue kuningriigi süsteemis on tipptasemel rühmitused Protista, Archaebacteria, Eubacteria, Fungi, Plantae ja Animalia.
K: Milline on Carl Woese kolme domeeni süsteem?
V: Carl Woese kolme domeeni süsteem jagab elu 23 peajagu kolme domeeni - Bakterid, Arhea ja Eukarüa -, mis põhinevad geneetilistel suhetel. Pärast arheaidea määratlemist uue domeenina joonistas ta taksonoomilise puu ümber.
Küsimus: Kas arheoidid on bakterid või eukarüoodid?
V: Arheoidid ei ole ei bakterid ega eukarüoodid; nad on prokarüoodid, mis ei ole bakterid.
