Archaea sunt un grup de organisme despre care se credea inițial că sunt bacterii (ceea ce explică numele inițial de „archaeabacteria”), datorită asemănărilor lor fizice. Analiza genetică mai fiabilă a arătat că Archaea sunt distincte atât de bacterii, cât și de eucariote, câștigându-le propriul domeniu în clasificarea celor trei domenii propusă inițial de Woese în 1977, alături de Eukarya și bacterii.

asemănări cu bacteriile

deci, de ce s-a crezut inițial că archaea este bacterie? Poate cel mai important, le lipsește un nucleu sau alte organite legate de membrană, punându-le în categoria procariotă (dacă utilizați schema tradițională de clasificare). Cele mai multe dintre ele sunt unicelulare, au ribozomi de dimensiuni de 70 de ani, au de obicei dimensiuni de câțiva micrometri și se reproduc doar asexuat. Se știe că au multe dintre aceleași structuri pe care le pot avea bacteriile, cum ar fi plasmidele, incluziunile, flagelii și pili. Capsulele și straturile de nămol au fost găsite, dar par a fi rare în archaea.în timp ce archaea a fost inițial izolată de medii extreme, cum ar fi locuri bogate în acid, sare sau căldură, câștigându-le numele de „extremofili”, au fost mai recent izolați de toate locurile bogate în bacterii: apa de suprafață, Oceanul, pielea umană, solul etc.

diferențe cheie

membrana plasmatică

există mai multe caracteristici ale membranei plasmatice care sunt unice pentru Archaea, diferențiindu-le de alte domenii. O astfel de caracteristică este chiralitatea legăturii glicerolului dintre capul phopholipid și lanțul lateral. În archaea este în forma L-izomerică, în timp ce bacteriile și eucariotele au forma d-izomerică. O a doua diferență este prezența unei legături eterice între glicerol și lanțul lateral, spre deosebire de lipidele legate de ester găsite în bacterii și eucariote. Legătura eterică asigură mai multă stabilitate chimică membranei. O a treia și a patra diferență sunt asociate cu lanțurile laterale în sine, acizii grași neramificați din bacterii și eucariote, în timp ce lanțurile izoprenoide se găsesc în archaea. Aceste lanțuri izoprenoide pot avea lanțuri laterale ramificate.

În cele din urmă, membrana plasmatică a Archaea poate fi găsită ca monostraturi, unde lanțurile izoprenice ale unui fosfolipid se conectează cu lanțurile izoprenice ale unui fosfolipid de pe partea opusă a membranei. Bacteriile și eucariotele au doar bistraturi lipidice, unde cele două părți ale membranei rămân separate.

peretele celular

la fel ca bacteriile, peretele celular archaeal este o structură semi-rigidă concepută pentru a oferi protecție celulei de mediu și de presiunea celulară internă. În timp ce pereții celulari ai bacteriilor conțin de obicei peptidoglican, acea substanță chimică particulară lipsește în archaea. În schimb, archaea prezintă o mare varietate de tipuri de pereți celulari, adaptate pentru mediul organismului. Unele arhee nu au un perete celular cu totul.

deși nu este universal, un număr mare de Arhee au un strat proteic s Care este considerat a face parte din peretele celular în sine (spre deosebire de bacterii, unde un strat S este o structură în plus față de peretele celular). Pentru unele Arhee, stratul S este singura componentă a peretelui celular, în timp ce în altele este alăturat de ingrediente suplimentare (vezi mai jos). Stratul s archaeal poate fi format fie din proteine, fie din glicoproteină, adesea ancorat în membrana plasmatică a celulei. Proteinele formează o matrice cristalină bidimensională cu o suprafață exterioară netedă. Câteva straturi S sunt compuse din două proteine diferite ale stratului S.în timp ce archaea nu are peptidoglican, câteva conțin o substanță cu o structură chimică similară, cunoscută sub numele de pseudomureină. În loc de NAM, conține acid N-acetilalosaminuronic (NAT) legat de NAG, cu interbride peptidice pentru a crește rezistența.

Metanocondroitina este un polimer de perete celular găsit în unele celule arheale, similar în compoziție cu componenta țesutului conjunctiv condroitină, găsită la vertebrate.

unele arhee au o teacă proteică compusă dintr-o structură de zăbrele similară cu un strat S. Cu toate acestea, aceste celule se găsesc adesea în lanțuri filamentoase, iar teaca proteică cuprinde întregul lanț, spre deosebire de celulele individuale.

diversitatea structurală a peretelui celular.

ribozomi

în timp ce archaea au ribozomi cu dimensiuni de 70 de ani, la fel ca bacteriile, diferențele nucleotidice ale ARNr au oferit oamenilor de știință dovezi concludente pentru a susține că archaea merita un domeniu separat de bacterii. În plus, ribozomii archaeali au o formă diferită de ribozomii bacterieni, cu proteine care sunt unice pentru archaea. Acest lucru le oferă rezistență la antibiotice care inhibă funcția ribozomală în bacterii.

structuri

multe dintre structurile găsite în bacterii au fost descoperite și în archaea, deși uneori este evident că fiecare structură a evoluat independent, pe baza diferențelor de substanță și construcție.

canule

canule, o structură unică pentru archaea, au fost descoperite în unele tulpini marine archaeal. Aceste structuri tubulare apar să conecteze celulele după divizare, ducând în cele din urmă la o rețea densă compusă din numeroase celule și tuburi. Acest lucru ar putea servi ca mijloc de ancorare a unei comunități de celule la o suprafață.

Hamus (pl. hami)

o altă structură unică pentru archaea este hamus, un tub elicoidal lung cu trei cârlige la capătul îndepărtat. Hami par să permită celulelor să se atașeze atât una de cealaltă, cât și de suprafețe, încurajând formarea unei comunități.

Pilus (pl. pili)

Pili au fost observate în archaea, compuse din proteine cel mai probabil modificate din pilina bacteriană. Structurile tubulare rezultate s-au dovedit a fi utilizate pentru atașarea la suprafețe.

flagel (pl. flagella)

flagelul arheal, deși este utilizat pentru motilitate, diferă atât de semnificativ de flagelul bacterian încât s-a propus să-l numim „arhael”, pentru a-l diferenția de omologul său bacterian.

Ce este similar între flagelul bacterian și flagelul arheal? Ambele sunt utilizate pentru mișcare, unde celula este propulsată prin rotirea unui filament rigid care se extinde din celulă. După aceea, asemănările se termină.

care sunt diferențele? Rotația unui flagel arhaic este alimentată de ATP, spre deosebire de forța motrice a protonilor utilizată în bacterii. Proteinele care alcătuiesc flagelul arheal sunt similare cu proteinele găsite în Pili bacterieni, mai degrabă decât cu flagelul bacterian. Filamentul de flagel archaeal nu este gol, astfel încât creșterea are loc atunci când proteinele de flagelină sunt inserate în baza filamentului, mai degrabă decât să fie adăugate la capăt. Filamentul este alcătuit din mai multe tipuri diferite de flagelină, în timp ce un singur tip este utilizat pentru filamentul flagelic bacterian. Rotația în sensul acelor de ceasornic împinge o celulă arheală înainte, în timp ce rotația în sens invers acelor de ceasornic trage o celulă arheală înapoi. Nu se observă o alternanță de alergări și căderi.

clasificare

În prezent, există două filele recunoscute de archaea: Euryarchaeota și Proteoarchaeota. Au fost propuse mai multe filuri suplimentare (Nanoarchaeota, Korarchaeota, Aigarchaeota, Lokiarchaeota), dar nu au fost încă recunoscute oficial, în mare parte datorită faptului că dovezile provin doar din secvențe de mediu.