Archaea er en gruppe organismer, der oprindeligt blev anset for at være bakterier (hvilket forklarer det oprindelige navn på “archaeabacteria”) på grund af deres fysiske ligheder. Mere pålidelig genetisk analyse afslørede, at Archaea adskiller sig fra både bakterier og eukaryoter og tjener dem deres eget domæne i den tre Domæneklassifikation, der oprindeligt blev foreslået af vese i 1977 sammen med Eukarya og bakterier.

ligheder med bakterier

så hvorfor blev archaea oprindeligt antaget at være bakterier? Måske vigtigst af alt mangler de en kerne eller andre membranbundne organeller og sætter dem i den prokaryote kategori (hvis du bruger det traditionelle klassificeringsskema). De fleste af dem er encellede, de har ribosomer i 70 ‘ erne, de er typisk et par mikrometer i størrelse, og de reproducerer kun aseksuelt. De er kendt for at have mange af de samme strukturer, som bakterier kan have, såsom plasmider, indeslutninger, flagella og pili. Kapsler og slimlag er fundet, men synes at være sjældne i archaea.mens archaea oprindeligt blev isoleret fra ekstreme miljøer, såsom steder med højt indhold af syre, salt eller varme, der tjener dem navnet “ekstremofiler”, er de for nylig blevet isoleret fra alle de steder, der er rige på bakterier: overfladevand, havet, menneskelig hud, jord osv.

nøgleforskelle

plasmamembran

der er flere karakteristika ved plasmamembranen, der er unikke for Archaea, idet de adskiller dem fra andre domæner. En sådan egenskab er chiralitet af glycerolforbindelsen mellem phopholipidhovedet og sidekæden. I archaea er det i L-isomere form, mens bakterier og eukaryoter har D-isomere form. En anden forskel er tilstedeværelsen af en etherforbindelse mellem glycerol og sidekæden i modsætning til de esterbundne lipider, der findes i bakterier og eukaryoter. Etherbindingen giver mere kemisk stabilitet til membranen. En tredje og fjerde forskel er forbundet med selve sidekæderne, ikke-forgrenede fedtsyrer i bakterier og eukaryoter, mens isoprenoidkæder findes i arkæer. Disse isoprenoidkæder kan have forgrenede sidekæder.

.

endelig kan plasmamembranen af Archaea findes som monolag, hvor isoprenkæderne af et phospholipid forbinder med isoprenkæderne af et phospholipid på den modsatte side af membranen. Bakterier og eukaryoter har kun lipid-dobbeltlag, hvor de to sider af membranen forbliver adskilt.

cellevæg

ligesom bakterier er den arkaeale cellevæg en halvstiv struktur designet til at yde beskyttelse til cellen fra miljøet og fra det indre cellulære tryk. Mens bakteriens cellevægge typisk indeholder peptidoglycan, mangler Det Særlige kemikalie i archaea. I stedet viser archaea en lang række cellevægstyper, der er tilpasset organismens miljø. Nogle archaea mangler en cellevæg helt.

selvom det ikke er universelt, har et stort antal Archaea et proteinholdigt S-lag, der anses for at være en del af selve cellevæggen (i modsætning til i bakterier, hvor et S-lag er en struktur ud over cellevæggen). For nogle Archaea er S-laget den eneste cellevægskomponent, mens det i andre er forbundet med yderligere ingredienser (se nedenfor). Det arkaeale S-lag kan være lavet af enten protein eller glycoprotein, ofte forankret i plasmamembranen i cellen. Proteinerne danner et todimensionelt krystallinsk array med en glat ydre overflade. Et par S-lag er sammensat af to forskellige S-lag proteiner.

mens archaea mangler peptidoglycan, indeholder nogle få et stof med en lignende kemisk struktur, kendt som pseudomurein. I stedet for NAM indeholder den N-acetylalosaminuronsyre (NAT) bundet til NAG med peptidinterbroder for at øge styrken.

Methanochondroitin er en cellevægspolymer, der findes i nogle arkaeale celler, der ligner sammensætningen til bindevævskomponenten chondroitin, der findes hos hvirveldyr.

nogle archaea har en proteinskede sammensat af en gitterstruktur svarende til et S-lag. Disse celler findes dog ofte i trådformede kæder, og proteinkappen omslutter hele kæden i modsætning til individuelle celler.

cellevæg strukturel mangfoldighed.

ribosomer

mens archaea har ribosomer, der er 70 ‘ ere i størrelse, det samme som bakterier, var det rRNA-nukleotidforskellene, der gav forskere det afgørende bevis for at hævde, at archaea fortjente et domæne adskilt fra bakterierne. Derudover har archaeal ribosomer en anden form end bakterielle ribosomer med proteiner, der er unikke for archaea. Dette giver dem resistens over for antibiotika, der hæmmer ribosomal funktion i bakterier.

strukturer

mange af de strukturer, der findes i bakterier, er også blevet opdaget i archaea, skønt det undertiden er indlysende, at hver struktur blev udviklet uafhængigt baseret på forskelle i stof og konstruktion.

Cannulae

Cannulae, en struktur unik for archaea, er blevet opdaget i nogle marine archaeal stammer. Disse hule rørlignende strukturer ser ud til at forbinde celler efter opdeling, hvilket til sidst fører til et tæt netværk sammensat af adskillige celler og rør. Dette kan tjene som et middel til at forankre et samfund af celler til en overflade.

Hamus (pl. hami)

en anden struktur, der er unik for archaea, er hamus, et langt spiralformet rør med tre kroge i den fjerne ende. Hami ser ud til at tillade celler at fastgøre både til hinanden og til overflader, hvilket tilskynder til dannelsen af et samfund.

Pilus (pl. pili)

Pili er blevet observeret i archaea, sammensat af proteiner, der sandsynligvis er modificeret fra den bakterielle pilin. De resulterende rørlignende strukturer har vist sig at være anvendt til fastgørelse til overflader.

Flagellum (pl. flagella)

archaeal flagellum, mens det bruges til motilitet, adskiller sig så markant fra det bakterielle flagellum, at det er blevet foreslået at kalde det et “archaellum” for at differentiere det fra dets bakterielle modstykke.

Hvad er det samme mellem det bakterielle flagellum og det arkaeale flagellum? Begge bruges til bevægelse, hvor cellen fremdrives ved rotation af et stift filament, der strækker sig fra cellen. Derefter slutter lighederne.

Hvad er forskellen? Rotationen af et arkæalt flagellum drives af ATP i modsætning til protonmotorkraften, der anvendes i bakterier. Proteinerne, der udgør archaeal flagellum, ligner proteinerne, der findes i bakteriel pili, snarere end bakteriel flagellum. Det arkaeale flagellumfilament er ikke hult, så vækst opstår, når flagellinproteiner indsættes i bunden af filamentet, snarere end at blive tilsat til enden. Filamentet består af flere forskellige typer flagellin, mens kun en type bruges til det bakterielle flagellumfilament. Uret rotation skubber en archaeal celler fremad, mens mod uret rotation trækker en archaeal celle baglæns. En veksling af kørsler og tumbles observeres ikke.

klassificering

i øjeblikket er der to anerkendte phyla af archaea: Euryarchaeota og Proteoarchaeota. Flere yderligere phyla er blevet foreslået (Nanoarchaeota, Korarchaeota, Aigarchaeota, Lokiarchaeota), men er endnu ikke officielt anerkendt, hovedsageligt på grund af det faktum, at beviset kun kommer fra miljøsekvenser.