Archaea

Ilustrácia archaeas

Čo je doména Archaea?

On Archaea o Archaea Kingdom predstavuje jednu z troch oblastí života. Skladá sa z veľmi podobných mikroskopických jednobunkových organizmov a zároveň sa veľmi líši od baktérií a eukaryotov v mnohých aspektoch.

Existencia tejto skupiny bola demonštrovaná nedávno, viac -menej na konci 1970 oblúky, tiež nazývané archeobaktérie.

Štúdie WOEE a COLOBOLORÁTORY boli založené na porovnávacích fylogenetických analýzach medzi sekvenciami ribozomálnych RNA všetkých živých bytostí a zachovávajú sa pojem troch domén, napriek obrovskému množstvu sekvencií, ktoré sa naďalej pridávajú do katalógov ribozomálnych RNA (databázy).

Tieto štúdie dokázali nahliadnuť do možnosti, že oblúky sú bratskou skupinou eukaryotov, napriek ich podobnostiam s ich prokaryotesmi (baktériami), aby mohli predstavovať „stratené spojenie“ medzi prokaryotes a eukaryotes.

Predpokladá sa, že tieto mikroorganizmy predstavujú viac ako 20% všetkých existujúcich prokaryotov v oceánskych vodách, medzi 1 a 5% v pôdach a najdominantnejšou skupinou v morských sedimentoch a geotermálnych biotopoch.

Oblúky sa vyznačujú obývaním v „extrémnych“ podmienkach, ako sú horúce pramene, salinas, prostredia s veľmi vysokými teplotami a veľmi kyslé pH, nehostinné miesta, kde je koncentrácia kyslíka veľmi znížená alebo nulová atď.

Evolučný pôvod a rFylogenetické elacie

Existujú tri teórie o možnom pôvode troch oblastí života, ktoré navrhli Woese a spolupracovníci:

1. Baktérie sa najskôr rozbiehali a vytvorili rodokmeň, ktorá produkovala oblúky a eukaryoty
2. „Proto-eukariotická“ línia sa odlišovala od úplne probotickej línie (baktérie a oblúky)
3. Oblúky sa rozbiehali od línie, ktorá neskôr vyvolala eukaryoty a baktérie

V roku 1989 dvaja vedci, Gogarten a Iwabe, nezávisle navrhli spôsob, ako fylogeneticky analyzovať všetky živé organizmy (nemožné zo štúdií jedinečných génových sekvencií).

Iwabe použila analýzu sekvencií génov produkovaných v „skorej“ udalostiach duplikácie génov, „zakorenenie“ stromu života z porovnania sekvencie papagájových génov, ktoré kódujú predlžovacie faktory.

Elongačné faktory sú GTP väzobné proteíny, ktoré sa zúčastňujú na translácii, konkrétne na spojení prenosových molekúl RNA amioacilovaných na ribozómy a pri translokácii prenosu peptidílu.

Podľa výsledkov porovnania medzi sekvenciami troch skupín sú gény, ktoré kódujú predlžovacie faktory v oblúkach.

Strom života

Gogarten, na druhej strane, porovnával sekvencie iných génov produkovaných duplicitnými udalosťami, konkrétne tie, ktoré kódujú podjednotky typu V a typu F ATPázového enzýmu, ktoré sa nachádzajú v oblúkoch/eukaryotoch a v baktériách.

Výsledky získané Gogartenom, ako sú uvedené vyššie uvedené, ukazujú, že tieto gény v oblúkoch (ktoré údajne vyplynuli z genetických duplicitných udalostí) sú viac príbuzné s eukaryotmi ako s ich bakteriálnymi náprotivkami.

Tieto argumenty boli tiež podporené analýzou vykonaných ďalšími vedcami o mnoho rokov neskôr, ktorí používali sekvencie z inej rodiny duplikátov duplikátov, aminoacil prenosu syntezízy, čím posilňujú koncepciu „blízkosti“ medzi oblúkmi a eukaryotes.

Môže vám slúžiť: Selenito Both: Čo je, základ, príprava, používa

Woese Tree

Woeseho životný strom

Woese použili analýzy, ktoré vykonali Gogarten a Iwabe a ďalšie štúdie týkajúce sa ribozomálnych RNA sekvencií Aj keď ribozomálne RNA sekvencie medzi oblúkmi a baktériami sú navzájom viac podobné.

Vlastnosti domény Archaea

Oblúky sú známe niektorými veľmi konkrétnymi (vlastnými) charakteristikami a tiež prezentáciou „kombinácií“ charakteristík, ktoré sa kedysi považovali za výhradné pre baktérie alebo pre eukaryotické organizmy.

- Ako baktérie, oblúky Sú to prokaryotické agentúry, To znamená, že vo vnútri genetického materiálu nie je zamknutý membránou (nemajú jadro) a neexistujú žiadne cytoplazmatické membránové organely.

- Všeobecne sú to mikroorganizmy podobné ako u baktérií, ich DNA je vo forme a Kruhový chromozóm a niektoré menšie kruhové fragmenty známe ako Plazmidy.

- Zdieľajú s baktériami prítomnosť Enzýmy topoizomerázy a zájazdov Podobné, ktoré predstavuje „nepriamy“ dôkaz „blízkosti“ z hľadiska chromozomálnej štruktúry oboch skupín organizmov.

- Archaasové gény však ukazujú skvelé Homológia s mnohými eukaryotesmi, najmä u tých, ktorých objavy pochádzajú zo štúdií s antibiotikami.

- Strojové zariadenie replikácia, prepis a preklad eukaryotov a oblúkov je veľmi podobný, najmä vzhľadom na enzým ADN polymerázu.

- Jeho kódujúce gény pre proteín Nemajú intróny (Ale iní áno), na rozdiel od eukaryotických génov. Okrem toho majú oblúky proteíny podobné histónom spojeným s ich DNA, prítomné v eukaryotoch a chýbajú v baktériách.

- Sú charakterizované prítomnosťou Éter-lipidy izoprenil Vo svojich bunkových membránach, ako aj neprítomnosti acyl-shoobových lipidov a syntezázy mastných kyselín.

- Jedna z podjednotiek svojho enzýmu RNA polymerázy je rozdelená a jeho messenger RNA, ako aj v baktériách, nemajú „kapucky“ (z angličtiny chump) Na svojich koncoch 5 '.

- Majú veľmi špecifickú škálu citlivosti na antibiotiká a majú Reštrikčné enzýmy typu II Veľmi podobné tým opísaným pre baktérie.

- Ďalšia dôležitá vlastnosť súvisí s tým, že väčšina oblúkov má bunková stena, Ale na rozdiel od baktérií to nie je zložené z peptidoglykánu.

Charakteristiky jeho membránových lipidov

Archaeanské membránové lipidy sa značne líšia od tých, ktoré sa nachádzajú v baktériách a eukaryotických organizmoch, a to sa považovalo za veľmi dôležitú diferenciálnu charakteristiku.

Hlavný rozdiel medzi týmito amfipatickými molekulami (s hydrofilným polárnym koncom a hydrofóbnym apolárnym) je to, že spojenie medzi časťou glycerolu a reťazcami mastných kyselín v lipidoch oblúkov je cez éterové spojenie, zatiaľ čo v baktériách a eukaryotoch zodpovedá odkazu esteru.

Ďalším dôležitým rozdielom je to, že oblúky majú lipidy s mastnými kyselinami charakterizovanými prítomnosťou vysoko rozvetvených izoprenilských reťazcov s metylovými skupinami, medzitým majú eukaryoty a baktérie prevažne mastné kyseliny neocenovaných reťazcov.

Lipidy eukaryotov a baktérií sú „skonštruované“ na kostre glycerolu, do ktorej sú reťazce mastných kyselín esterifikované v polohách zodpovedajúcich atómom uhlíka 1 a 2, ale v oblúkoch glycerolové étery obsahujú kyseliny kyseliny mastné v polohách 2 a 3 v polohách 2 a 3.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Río Negro: Reprezentatívne druhy

Ďalší rozdiel vzhľadom na membránové lipidy súvisí s jeho biosyntetickou cestou, pretože niektoré enzýmy sa tiež líšia v oblúkoch.

Napríklad, niektoré druhy oblúkov majú bifunkčný prenosový enzým, ktorý je zodpovedný za poskytnutie prekurzorov tak za syntézu escalene, ako aj pre syntézu glycel-lipidových izaprensoidov. V baktériách a eukaryotoch sa tieto funkcie vykonávajú samostatnými enzýmami.

Klasifikácia oblúkov

Podľa údajov sekvencií malých podjednotiek ribozomal oblúkov bola táto skupina rozdelená hlavne na dve „hrán“, ktoré sú známe ako okraj Crenarchaeota a hrana Euryarchaeta, ktorých členovia sú predovšetkým kultivované oblúky In vitro.

Mnohé z oblúkov opísaných nedávno neboli kultivované In vitro A sú vzdialene spojené so sekvenciami, ktoré boli izolované od druhov udržiavaných v laboratóriách.

Hrana Crenarchaeota

Termofilné baktérie, hrana Crenarchaeota

Táto skupina pozostáva hlavne z druhov hypertermofilových a termakidofilných oblúkov, to znamená, že pohlavia oblúkov, ktoré obývajú nehostinné prostredie s tepelnými podmienkami a extrémnymi pH.

Skladá sa z jednej taxonomickej triedy, ktorá je známa ako Themoprotei, v ktorých sú nasledujúcich päť taxonomických objednávok: Acidilobales, Desulfurokokový, Hrudivo, Sulfolobaly a Termoprotealy.

Príkladom niektorých žánrov patriacich do týchto tried môžu byť žánre Sulfolobus, Desulforococcus, Pyrodikcia, Themoproteus a Themofilum.

Hrana Euryarchaeta

Metanosarcina Barkeri Fusaro, Euryarchaota Filo

Členovia tejto skupiny majú mierne širší ekologický rozsah, ktorý je schopný nájsť nejaký hypertermofilový, metenogénny, halofilový a dokonca termofilný meter, nimidálne oblúky, reduktor síry, železné oxidády a niektoré organrofily a niektoré organotrofily a niektoré organotropily.

Taxonomické triedy opísané pre euriaquooty sú osem a sú známe ako Metanopyri, Metanokoky, Metanobacteria, Metanomykrobia, Archeglobi, Halobaktéria, Termocok a Themoplazmata.

Mnohé z oblúkov patriacich do tejto skupiny sú široko distribuované, sú v pôdach, sedimentoch a morských vodách, ako aj v opísaných extrémnych prostrediach.

Hrana Thaumarchaeota

Axinella Polypoids, Thaumarchaeota Filo. Zdroj: Liné1, CC BY-SA 3.0, cez Wikimedia Commons

Táto hrana bola definovaná relatívne nedávno a len veľmi málo druhov, ktoré k nemu patrili In vitro, O týchto organizmoch je tak málo známe.

Všetci členovia Edge získavajú svoju energiu z oxidácie amoniak a sú celosvetovo distribuované do útvarov sladkej vody, pôdy, sedimentov a horúcich prameňov.

Filos Korachaeota, Aigachaeota a Garchaeota

Korachaeota

Niektorí odborní vedci v tejto oblasti na základe analýzy genomických sekvencií nedávno určili existenciu troch ďalších hrán v archaeaskom kráľovstve, hoci druhy navrhnuté pre tieto hrany ešte neboli izolované v laboratóriu.

Vo všeobecnosti boli členovia patriaci k týmto okrajom nájdení pod povrchom mnohých pôdnych a morských ekosystémov, ale aj v tepelných vodách a v hlbokomorských hydrotermálnych systémoch.

Výživa

Väčšina archaovských druhov s chimiórophovými organizmami, to znamená, že je schopná použiť vysoko redukované anorganické zlúčeniny na získanie energie, ktorú potrebujú na „presunutie“ svojich metabolických strojov, najmä toho, čo má robiť dýchanie.

„Špecifickosť“ anorganickými molekulami, ktoré používajú ako substráty na výrobu energie, závisí od prostredia, v ktorom sa každý konkrétny druh vyvíja.

Ostatné oblúky, ako aj rastliny, riasy, briofyty a cyanobaktérie sú schopné vykonávať fotosyntézu, to znamená, že používajú a premieňajú svetelnú energiu solárnych lúčov na užitočnú chemickú energiu.

Môže vám slúžiť: proteínové aminokyseliny

Ukázalo sa, že niektoré oblúky žijú v žalúdku (batéria) niektorých zvierat prežúvavcov (medzi ktorými sú kravy, ovce, kozy atď.), takže sú opísané ako „vzájomné oblúky“, pretože konzumujú časť vlákna, ktorú tieto zvieratá jedia a spolupracujú s trávením niektorých z ich komponentov.

Reprodukcia

Rovnako ako baktérie, oblúky sú jednobunkové organizmy, ktorých reprodukcia je výlučne asexuálna. Hlavné mechanizmy opísané od udržiavaných druhov In vitro sú:

- Binárne štiepenie, kde je každý archea „časť“ v polovici, aby vznikol dve rovnaké bunky

- Geminácia alebo „fragmentácia“, kde bunky vydávajú „fragmenty“ alebo „porcie“, ktoré sú schopné formovať nové, geneticky identické bunky.

Biotop

Oblúky súvisia najmä s „extrémnymi“ prostredím, to znamená, že prírodné miesta, ktoré ukladajú vážne obmedzenia pre normálny vývoj živých bytostí, najmä z hľadiska teploty, pH, slanosti, anaerobiózy (neprítomnosť kyslíka) atď.; Dôvod, prečo je vaša štúdia mimoriadne zaujímavá, pretože majú jedinečné úpravy.

Avšak najnovšie techniky molekulárnej analýzy identifikácie druhov neaplikovaných mikroorganizmov (izolované a udržiavané In vitro V laboratóriu) nechali odhaliť prítomnosť oblúka.

Väčšina oblúkov, ktoré boli identifikované v prírode, je však klasifikovaná podľa biotopu, ktorý zaberajú, a sú príbuznými v literatúre pojmy „hypertermofily“, „kyslé“ a „extrémne termmacidofily“, „extrémne halofily“ a „metanogenos“.

Prostredie zaberané hypertermofilovými oblúkmi sú tie, ktoré sa vyznačujú veľmi vysokými konštantnými teplotami (vysoko nad „normálnymi“ teplotami, ku ktorému je väčšina živých bytostí vystavená).

Na druhej strane prostredia, v ktorých žijú extrémne acidopily, sú prostredia, v ktorých je pH veľmi nízke, a tieto sa dajú rozlíšiť aj vysokými teplotami (extrémne termcaidofily), zatiaľ čo prostredie extrémnych halofilov sú tie, v ktorých je koncentrácia solí veľmi vysoká.

Metanogénne oblúky žijú v neprítomnosti kyslíka alebo anaerobiózy, v prostrediach, kde môžu byť použité iné molekuly, ako sú elektrónové akceptory v ich metabolizme, a sú schopné produkovať metanár ako produkt metabolického „odpadu“.

Príklady druhov oblúkov

Existuje mnoho známych druhov oblúkov, ale tu sa vyrábajú iba niektoré z nich.

Ignicoccus Hospitalis a Nanoarchaeum Equitans

Ignicoccus Hospitalis

Jo. Nemocnica Patrí do rodu Crenarqueotas známy ako Igniccus a je to quimiolitotrofický organizmus, ktorý využíva molekulárny vodík ako darca elektrónov na zníženie síry. Tento druh má doteraz najmenší genóm všetkých oblúkov opísaných in vitro.

Jo. Nemocnica Správa sa ako „parazit“ alebo „symbiote“ iného druhu: Nanoarchaeum Equitans. Ten nebol kultivovaný In vitro A jeho genóm je najmenší zo všetkých opísaných oblúkov.

Prebýva hlavne v morských prostrediach a nemá gény na biosyntézu lipidov, aminokyselín, nukleotidov alebo kofaktorov, takže experimentálne dôkazy naznačujú, že tieto molekuly získava vďaka svojej interakcii s interakciou s interakciou Jo. Nemocnica.

Acidilobus sacharovorans

Je to druh anaeróbnej termakidofilnej archea, to znamená, že žije v slabom alebo úplne chýba kyslíkové prostredie, s vysokými teplotami a pH extrémne nízkym. Bolo to po prvýkrát nájdené v telách suchozemských horúcich prameňov v Kamchatke.

Stafylothermus hellenicus

Táto archea patrí do okraja crenaqueotov, konkrétne do poradia desulfurokokového. Je to hypertermofilový heterotrofický arche (žije vo veľmi horúcich prostrediach) a vyžaduje si síru na získanie energie.