Archaea
Această intrare sau secțiune pe tema microbiologiei nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
| Archaea | |
|---|---|
 | |
| Clasificare științifică | |
| Domeniu | Prokaryota |
| Regatul | Archaea |
| Phylum și Classi | |
Archèi sau archèobacteria , denumire științifică Archaea (din greaca veche ἀρχαῖα, adică veche) sau Archaeobacteria care înseamnă „bacterii antice”, sunt o subdiviziune sistematică a vieții celulare . Ele pot fi considerate regat sau domeniu în conformitate cu schemele de clasificare, dar prezintă structuri biochimice, astfel încât să fie considerate o ramură de bază, în curând desprinsă de alte forme de ființe vii [1] . În ciuda numelui atribuit acestui taxon, archaea nu sunt cele mai vechi procariote care au apărut vreodată pe Pământ, ci au fost precedate de eubacterii . [ fără sursă ]
Fiind alcătuite din celule unice lipsite de un nucleu, de formă și dimensiune foarte asemănătoare cu bacteriile, în trecut au fost clasificate ca procariote sau monere împreună cu ele. Au fost inițial găsite în cele mai extreme medii, dar ulterior au fost găsite în toate habitatele , inclusiv în intestinul uman, în cazul Methanobrevibacter smithii .
Deși filogenia grupului nu este pe deplin sigură, archaea este, prin urmare, (împreună cu eucariote și eubacterii ) unul dintre cele trei grupuri fundamentale de ființe vii din clasificarea lui Woese . Tezele recente propun să se considere Archea și Eukaryota ca un singur regat, spre deosebire de bacterii, deoarece originea eucariotelor ar fi endosimbioza mitocondrială . [2] .
Istorie
În 1977 , Carl Woese și George Fox de la Universitatea din Illinois au efectuat o analiză filogenetică comparativă, bazată pe secvențele ADN și ARN ale subunității ribozomale mici (subunitatea 16S), care a permis distincția procariotelor în două domenii diferite: Eubacteria și Archaebacteria , modificat ulterior în 1990 în Bacteria și Archaea .
Ulterior, Thomas Cavalier-Smith a propus (între 2002 și 2004 ) o clasificare alternativă [3] conform căreia toate bacteriile coboară din organisme gram-negative , cu o a doua membrană în peretele celular. Din acestea, bacteriile gram-pozitive , cu o singură membrană celulară , ar fi derivat în primul rând, și numai din acestea arheele și eucariotele . Pe baza acestei controversate clasificări, Archaea și Bacteria ar fi reunite într-un singur domeniu, cel al Procaryota .
Ulterior și în anii mai recenți, în lumina noilor analize ale genomilor și proteomilor, importanța distincției dintre Archaea și Bacterii a fost crescută prin trasarea caracteristicilor din Archaea care le ipotezează la originea nașterii celulelor eucariote , domeniul vieții care include toate organismele multicelulare complexe [2]
Evoluție și clasificare
Filogenia și relația evolutivă dintre arhee, bacterii și eucariote rămân neclare. În afară de diferențele în structura celulară, mulți factori genetici unesc arheile și eucariotele în funcție. Factorii complicați sunt constatarea că relația dintre eucariote și filumul Euryarchaeota (archaea) este mai strânsă decât relația dintre Euryarchaeota și filumul Crenarchaeota (archaea), precum și prezența genelor archaea la unele bacterii, cum ar fi Thermotoga maritima , de către transfer orizontal de gene.
Principala ipoteză este endosimbioza , adică strămoșul eucariotelor a diferit în prealabil de arhee și că eucariotele își au originea prin fuziunea dintre arhee și eubacterii, care devin respectiv nucleul și citoplasma: această explicație este singura plauzibilă. unul și considerat un fapt verificat de comunitatea științifică [4] .
Transcrierea și traducerea în archaea seamănă mai mult cu procesele analoage în eucariote decât în bacterii, datorită comportamentului archaea-ARN polimerazei și ribozomilor foarte asemănător cu cel al echivalenților lor în eucariote. Deși arheele au un singur tip de ARN polimerază, structura și funcția sa în transcripție pare a fi apropiate de cea a ARN polimerazei eucariote II, unde factorii de transcripție generală direcționează legarea ARN polimerazei la un promotor de gene. Cu toate acestea, alți factori de transcripție archaea sunt mai apropiați de cei găsiți în bacterii. Editarea post-transcripțională este mai simplă decât în eucariote, deoarece majoritatea genelor archaea nu au introni , deși există multe introni în gene pentru t-ARN și r-ARN, iar intronii pot fi observați în unele gene care codifică proteinele [ fără sursă ] .
Pe baza analizei ADN , Archaea sunt grupate în trei phylums : Crenarchaeota , Euryarchaeota și Korarchaeota . Euryarcheota este cea mai cunoscută și include producători de metan și halofili. Crenarchaeota include microorganisme termofile, în timp ce Korarchaeota este încă puțin cunoscută, deoarece doar ADN-ul este cunoscut, dar până acum nu au fost izolate microorganisme. Filul Nanoarchaeota a fost creat ca o încercare de a descrie unele specii ciudate, cum ar fi Nanoarchea equitans . [ fără sursă ]
Habitat
Deși se găsesc în medii mai ospitaliere, cum ar fi planctonul , archaea sunt locuitorii celor mai extreme și inospitaliere medii de pe Pământ. Termofilii se pot dezvolta la temperaturi mult peste 100 ° C, psihrofilele la temperaturi sub -10 ° C, în timp ce acidofilii și alcalofilii cresc respectiv în medii extrem de acide sau alcaline; în cele din urmă, halofilii preferă medii de salinitate foarte ridicate, cu concentrații de NaCl chiar și de 6 mol / L. [ fără sursă ]
Caracteristicile arheilor
Deși păstrează caracteristicile procariotelor (absența unui nucleu distinct și a unor organite citoplasmatice acoperite cu membrană, structuri de căptușeală mai complexe decât celula eucariotă), având în vedere condițiile extreme în care se pot dezvolta, arheile prezintă o compoziție biochimică unică a structurilor lor de acoperire , care le conferă o impermeabilitate remarcabilă și care îi diferențiază atât de bacterii cât și de eucariote.
Peretele celular al arheilor este compus din proteine , polizaharide sau molecule de pseudopeptidoglican , care în loc de acid muramic conțin acid talosaminuronic , lipsind în același timp D-aminoacizii caracteristici ai bacteriilor.
Archaea se caracterizează printr-o membrană citoplasmatică , în care diacil-fosfogliceridele (care reprezintă schela fundamentală a membranelor eucariotelor și bacteriilor) sunt înlocuite cu lipide care conțin glicerol și izoprenoizi . Spre deosebire de diacil-fosfogliceride , în care glicerina este unită cu legături esterice la doi acizi grași , în archaea, glicerina este unită cu o legătură eterică cu doi izoprenoizi. Izoprenoizii sunt lipide formate din unități repetate de 5 atomi de carbon (izopren), care formează lanțuri lungi saturate. Cei mai frecvenți izoprenoizi din arhee sunt fitanolul (C 20 ) și bifitanolul (C 40 ).
Sunt recunoscute două tipuri de bază de lipide : glicerol-di-eteri sau di-fentanil-glicerol-dietici (numiți arheolipide), care formează membrane tipice cu strat dublu, cu un strat lipidic extern și un strat intern, similar cu celelalte două regate; glicerol-tetra-eteri sau di-bifitanil-di-glicerol-tetraeteri, (caldarcheolipide) în care ambele capete ale moleculelor izoprenoide sunt legate de o moleculă de glicerol. Glicerolul-tetra-eterii formează, unic printre ființele vii, membrane monostrat, formate dintr-o singură foaie, compusă dintr-o parte hidrofobă internă, reprezentată de lanțurile hidrocarbonate ale izoprenoizilor și o parte hidrofilă, în contact cu mediile apoase intra- și extracelular, reprezentat de moleculele de glicerol . Deoarece izoprenoizii glicerol-tetra-eterilor constau din bifitanol, grosimea membranelor cu un singur strat rămâne similară cu cea a membranelor cu dublu strat. Majoritatea glicerol-tetraeterilor conțin la un capăt unul sau mai multe reziduuri de glucoză legate de glicerol (de obicei capătul extracelular) și la celălalt capăt o grupare fosfat esterificată la o altă moleculă de glicerol (de obicei citoplasmatică).
Două specii de arhee ( M. jannaschii și Methanococcus igneus ) conțin arhee macrociclice sau glicerol-di-eteri ciclici în membrana lor, în care un singur lanț izoprenoid (C 40 ) este eterificat cu ambele capete la glicerol, formând o structură ciclică.
Majoritatea arheilor care trăiesc în condiții de stres mediu moderat au membrane celulare formate din glicerol-di-eteri ( arhee metanogene și halofile ), în timp ce cei expuși la cele mai extreme condiții au de preferință glicerol-tetra-eteri ( termofili și acidofili). ) . În arheele termofile, una sau mai multe subunități izoprenoide ale glicerol-tetra-eterilor pot forma structuri ciclice saturate cu cinci atomi de carbon ( ciclopentan ).
Spre deosebire de diacil-fosfogliceridele, care la temperaturi ridicate devin remarcabil de permeabile la apă și protoni , lipidele Archea formează un cadru rigid care menține o impermeabilitate remarcabilă chiar și la temperaturi ridicate. Creșterea permeabilității cu temperatura este cauzată de mobilitatea mai mare a lanțurilor de hidrocarburi, în special de frecvența mai mare a izomerizărilor trans-gauche (vezi fosfolipide ), care determină soluții momentane de continuitate în membrana celulară, suficiente pentru trecerea micilor molecule, cum ar fi apa și ionii. Rigiditatea membranei arheelor se datorează unui grad mai mic de mișcare a lanțurilor de hidrocarburi ale lipidelor, care este o consecință a saturației lanțurilor izoprenoidiene și a prezenței eterului, mai degrabă decât a legăturilor esterice (= volumul mai mic al capete, vezi intrările fosfolipidice și ale membranei celulare - fluiditate ) și posibila formare a ciclurilor ciclopentane. Deoarece mobilitatea maximă a lanțurilor de hidrocarburi are loc în centrul straturilor duble lipidice (adică la capetele terminale ale lanțurilor de hidrocarburi), membranele formate dintr-un singur monostrat de glicerol-tetra-eteri sunt de departe cele mai rigide, când ambele capete ale lanțurilor de hidrocarburi ale izoprenoizilor sunt atașate la glicerol, ceea ce limitează mișcările lor.
De asemenea, prezența inelelor ciclopentanice, datorită obstacolului lor steric considerabil, reduce considerabil mobilitatea lanțurilor izoprenoide, cu un efect similar cu cel produs de colesterol în membranele eucariote (vezi fosfolipide ). Din acest motiv, unii termofili pot controla fluiditatea membranei lor variind numărul de inele ciclopentane de la 1 la 8 în lanțurile lipidice. Din aceleași motive de stabilitate, membrana celulară a eubacteriilor termofile, care, ca și Archaea, poate popula medii la temperaturi ridicate (> 60 ° C), cum ar fi apele din apropierea vulcanilor, conține dialchil-di-eter-gliceroli.
Notă
- ^ NR. Ritm, este timpul pentru o schimbare. , în Nature , vol. 441, nr. 7091, mai 2006, p. 289, DOI : 10.1038 / 441289a , PMID 16710401 .
- ^ a b Williams AT (2013). O origine arhaeală a eucariotelor susține doar două domenii primare ale vieții . Natura 504, 231–236. doi: 10.1038 / nature12779 [1]
- ^ T. Cavalier-Smith, Originea neomurană a arheobacteriilor, rădăcina negibacteriană a arborelui universal și megaclasificarea bacteriană. , în Int J Syst Evol Microbiol , vol. 52, Pt 1, ianuarie 2002, pp. 7-76, DOI : 10.1099 / 00207713-52-1-7 , PMID 11837318 .
- ^ Lynn Margulis, Teoria serială endosimbiotică (SET) și individualitatea compusă , în Microbiology Today , 2004, p. 172. Adus la 22 februarie 2015 (arhivat din original la 22 februarie 2015) .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Archaea -
Wikispeciile conțin informații despre Archaea
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 51062 · LCCN (EN) sh86006229 · GND (DE) 4002825-2 · BNF (FR) cb12349885c (data) · NDL (EN, JA) 001 145 941 |
|---|
