Archaea domena

Ilustracija Archaeas

Kaj je domena Archaea?

On Archaea domena O Archaea kraljestvo predstavlja eno od treh domen življenja. Sestavljen je iz zelo podobnih mikroskopskih enoceličnih organizmov in hkrati zelo razlikuje od bakterij in evkariotov v mnogih vidikih.

Obstoj te skupine je bil dokazan pred kratkim, bolj ali manj v poznih lokih 1970, imenovanih tudi Arheobacteria.

Študije WOEE in sodelavcev so temeljile na primerjalnih filogenetskih analizah med sekvencami ribosomalnih RNK ​​vseh živih bitij, pojem treh domen pa se ohranja, kljub ogromni količini sekvenc, ki se še naprej dodajajo v kataloge ribosomalne RNA (baze podatkov).

Te študije je uspelo pogledati možnost, da so loki brata skupina evkariotov, kljub njihovim podobnostim z njihovimi prokarioti (bakterije), zato bi lahko predstavljali "izgubljeno povezavo" med prokarioti in evkarioti.

Verjame se, da ti mikroorganizmi predstavljajo več kot 20% vseh obstoječih prokariotov v oceanskih vodah, med 1 in 5% na tleh in najbolj prevladujoča skupina v morskih sedimentih in geotermalnih habitatih.

Za loke je značilno, da naseljujejo v "ekstremnih" pogojih, kot so vroči izviri, salinas, okolja z zelo visokimi temperaturami in zelo kisli pH, nehoteči mesti, kjer je koncentracija kisika zelo zmanjšana ali nična itd.

Evolucijski izvor in rFilogenetske elacije

Obstajajo tri teorije o možnem izvoru treh domen življenja, ki jih predlagajo Woese in sodelavci:

1. Bakterije so se najprej razhajale in tvorilo rodovnico, ki je proizvajala loke in evkariote
2. "Proto-Eucariotic" linija se je razhajala od popolnoma probotične rodu (bakterije in lokov)
3. Loki so se razhajali od rodu, ki je pozneje povzročila evkariote in bakterije

Leta 1989 sta dva raziskovalca, Gogarten in Iwabe, neodvisno predlagala način, da filogenetsko analizirata vse žive organizme (nemogoče, da bi jih naredili študije edinstvenih genskih sekvenc).

Iwabe je uporabil analizo zaporedja genov, proizvedenih v "zgodnjih" dogodkih podvajanja genov, "ukoreninjenje" drevesa življenja iz primerjave zaporedja genov papige, ki kodirajo faktorji raztezanja.

Faktorji raztezanja so proteini, ki vežejo GTP, ki sodelujejo v prevodu, zlasti v zvezi prenosnih molekul RNA, amioaciliranih na ribosome in pri translokaciji pretoka peptidila.

Glede na rezultate primerjav med sekvencami treh skupin so geni, ki kodirajo za faktorje raztezanja v lokih.

Drevo življenja

Gogarten je na drugi strani primerjal sekvence drugih genov, ki jih proizvajajo dogodki podvajanja, zlasti tiste, ki kodirajo za podenote tipa V in tipa F encima ATPase, ki jih najdemo v lokih/evkariotih in v bakterijah.

Rezultati, ki jih dobijo Gogarten, tako kot zgoraj navedeni, kažejo, da so ti geni v lokih (ki naj bi izhajali iz genetskih dogodkov podvajanja) tesneje povezani z evkarioti kot z njihovimi bakterijskimi kolegi.

Te argumente je bila podprta tudi z analizo, ki so jo drugi raziskovalci izvajali mnogo let pozneje, ki so uporabili sekvence iz druge družine podvojenih genov, ki so bile prenos aminoacilne sintetične.

Lahko vam služi: juha Selenito: kaj je, temelj, priprava, uporaba

Drevo Woese

Življenjsko drevo Woese

Woese je uporabil analize, ki sta jih izvedla Gogarten in Iwabe, in druge študije, povezane z ribosomskimi sekvencami RNA Čeprav so ribosomske sekvence RNA med loki in bakterijami bolj podobne drug drugemu.

Značilnosti domene Archaea

Loki so znani po nekaterih zelo posebnih (lastnih) značilnostih in tudi po predstavitvi "kombinacij" značilnosti, za katere so nekoč mislili, da so izključne za bakterije ali za evkariontske organizme.

- Kot bakterije, loki So prokariontske agencije, To pomeni, da znotraj genetskega materiala ne zaklene membrana (nimajo jedra) in ni citoplazemskih membranskih organel.

- Na splošno so mikroorganizmi, podobni bakterijam, njihov DNK je v obliki a Krožni kromosom in nekaj manjših krožnih fragmentov, znanih kot Plazmidi.

- Z bakterijami delijo prisotnost Topoisomeraza in ogledi encime Podobno, ki predstavlja "posredne" dokaze o "bližini" v smislu kromosomske strukture obeh skupin organizmov.

- Vendar pa geni arhaas kažejo odlično Homologija s številnimi evkarioti, zlasti s tistimi, katerih odkritje izhaja iz študij z antibiotiki.

- Stroji replikacija, transkripcija in prevod Eukariote in lokov je zelo podoben, zlasti glede encima ADN polimeraze.

- Njeni kodirni geni za beljakovine Nimajo intronov (Toda drugi) v nasprotju z evkariontskimi geni. Poleg tega imajo loki beljakovine, podobne histoni, povezani z njihovim DNK, prisotni v evkariotih in odsotni v bakterijah.

- Za njih je značilna prisotnost Eter-lipidi izoprenala V svojih celičnih membranah, pa tudi z odsotnostjo lipidov acil-sulerja in sintetične maščobne kisline.

- Ena od podenot njegovega encima RNA polimeraze je razdeljena in njene selske RNA, pa tudi v bakterijah, nimajo "kapuchas" (iz angleščine CHAP) Na svojih koncih 5 '.

- Imajo zelo specifično paleto občutljivosti na antibiotike in imajo Restrikcijski encimi tipa II zelo podobno tistim, opisanim za bakterije.

- Druga pomembna značilnost je povezana z dejstvom, da ima velik del lokov celična stena, Toda za razliko od bakterij to ni sestavljeno iz peptidoglikana.

Značilnosti njegovih membranskih lipidov

Arhavski membranski lipidi se precej razlikujejo od tistih, ki jih najdemo v bakterijah in evkariontskih organizmih, in to je veljalo za zelo pomembno diferencialno značilnost.

Glavna razlika med temi amfispatskimi molekulami (s hidrofilnim polarnim koncem in hidrofobnim apolarom) je v tem, da je združevanje med delom glicerola in verigami maščobnih kislin v lipidih lokov skozi etersko povezavo, medtem ko v bakterijah in evkariotih ustreza ester povezavi.

Druga pomembna razlika je v tem, da imajo loki lipide z maščobnimi kislinami, za katere je značilna prisotnost visoko razvejanih izopreninskih verig z metilnimi skupinami, medtem ko imajo eukariote in bakterije pretežno maščobne kisline ne -spremenjenih verig.

Lipidi evkariotov in bakterij so "zgrajeni" na okostju glicerola, na katerega so verige maščobnih kislin esterificirane v položajih, ki ustrezajo ogljikovim atomom 1 in 2, v lokih.

Vam lahko služi: flora in favna Río Negro: reprezentativna vrsta

Druga razlika v zvezi z membranskimi lipidi je povezana z njegovo biosintetsko potjo, saj so nekateri encimi različni tudi v lokih.

Na primer, nekatere vrste lokov imajo bifunkcionalni prenos prenolni encim, ki je odgovoren za zagotavljanje predhodnikov tako za sintezo escualena kot za sintezo gliceril-lipidnih isaprenzoidov. V bakterijah in evkariotih te funkcije opravljajo ločeni encimi.

Klasifikacija lokov

Glede na podatke sekvenc majhnih podenot ribosomalov lokov je ta skupina razdeljena predvsem na dva "robova", ki sta znana kot Edge Crenarchaeota in rob Euryarchaeta, katerih člani so predvsem gojeni loki In vitro.

Vendar mnogi opisani loki pred kratkim niso bili gojeni In vitro In so le na daljavo povezane z zaporedji, ki so bile izolirane od vrst, vzdrževanih v laboratorijih.

Rob Crenarchaeota

Termofilne bakterije, roba Crenarchaeota

Ta skupina je sestavljena predvsem iz vrst hipertermofilnih in termacidofilnih lokov, to je tisti spoli lokov, ki naseljujejo nehoteča okolja s toplotnimi pogoji in ekstremnim pH.

Sestavljen je iz enega samega taksonomskega razreda, ki je znan kot THEMOPROTEI, znotraj katerih je naslednjih pet taksonomskih odredb: Kislilobale, Desulfurokok, Fervidicoccales, Sulfolobales in Termoproteali.

Primer nekaterih žanrov, ki pripadajo tem razredom, so lahko žanri Sulfolobus, Desulforcoccus, Pyrodictium, TEMOPROTEUS in Temofilum.

Rob Euryarchaeta

Metanosarcina Barkeri Fusaro, Euryarchaota filo

Člani te skupine imajo nekoliko širši ekološki razpon, saj lahko najdejo nekaj hipertermofilskega, metenogenega, halofila in celo termofilnega metra, nimidalnih lokov, reduktorja žvepla, železov in nekaterih organotrofilcev.

Taksonomski razredi, opisani za Euriarqueotas, je osem in so znani kot Metanopiri, Metanokoki, Metanobakterije, Methanomycrobia, Archaeglobi, Halobakterije, Termokoki in Themoplasmata.

Številni loki, ki pripadajo tej skupini.

Rob Thaumarchaeota

Axinella polipoidi, Thaumarchaeota filo. Vir: Liné1, CC BY-SA 3.0, prek Wikimedia Commons

Ta rob je bil definiran relativno nedavno in zelo malo vrst, ki pripadajo, je bilo gojenih In vitro, O teh organizmih je tako malo znanega.

Vsi člani robov pridobijo svojo energijo iz oksidacije amonija in se po vsem svetu porazdelijo v svežih vodnih telesih, tleh, usedlinah in vročih vzmeti.

Philos Korachaeota, Aigachaeota in Garchaeota

Korachaeota

Nekateri strokovni raziskovalci na tem področju, ki temeljijo na analizi genomskih sekvenc, so pred kratkim določili obstoj treh dodatnih robov v kraljestvu Archaea, čeprav vrsta, predlagana za te robove.

Na splošno so člani, ki pripadajo tem robom.

Prehrana

Večina arhajskih vrst z organizmi Chimiórophos, torej lahko uporabi zelo zmanjšane anorganske spojine, da dobijo energijo, ki jo potrebujejo za "premikanje" njihove presnovne stroje, še posebej tisto, ki je povezana z dihanjem.

"Specifičnost" z anorganskimi molekulami, ki jih uporabljajo kot substrati za proizvodnjo energije.

Drugi loki, pa tudi rastline, alge, briofiti in cianobakterije, so sposobni izvajati fotosintezo, to je, da uporabljajo in pretvorijo svetlobno energijo sončnih žarkov v uporabno kemično energijo.

Lahko vam služi: beljakovinske aminokisline

Pokazalo se je, da nekateri loki živijo v želodcu (rumen) nekaterih prežvekovalnih živali (med katerimi so krave, ovce, koze itd.), zato so ti opisani kot "medsebojni loki", saj porabijo del vlaknin, ki jih te živali jedo in sodelujejo s prebavo nekaterih njihovih sestavnih delov.

Reprodukcija

Tako kot bakterije so tudi loki enocelični organizmi, katerih razmnoževanje je izključno aseksualno. Glavni mehanizmi, opisani iz vzdrževanih vrst In vitro so:

- Binarna cesija, kjer je vsaka arhea "del" na polovici, da nastane dve enaki celici

- Geminacija ali "fragmentacija", kjer celice oddajajo "fragmente" ali "dele" sebe, ki so sposobni oblikovati nove, gensko enake celice.

Habitat

Loki so bili povezani predvsem z "ekstremnimi" okolji, to je tistih naravnih krajev, ki nalagajo resne omejitve za normalen razvoj živih bitij, zlasti glede na temperaturo, pH, slanost, anaerobiozo (odsotnost kisika) itd.; Razlog, zakaj je vaš študij izjemno zanimiv, saj imajo edinstvene prilagoditve.

Vendar pa najnovejše tehnike molekularne analize za identifikacijo vrst neobdelanih mikroorganizmov (izoliranih in vzdrževanih In vitro V laboratoriju) so dovolili zaznati prisotnost loka.

Vendar je večina lokov, ki so bili v naravi identificirani, razvrščeni po habitatu, ki ga zasedajo, v literaturi pa so sorodniki izrazi "hipertermofili", "acidofili" in "ekstremni termocidofili", "ekstremni halofili" in "metanogenos".

Okolje, ki jih zasedajo hipertermofilni loki, so tista, za katere so značilne zelo visoke konstantne temperature (precej nad "normalnimi" temperaturami, na katere je podvržena večina živih bitij).

Okolje, kjer živijo ekstremni acidofili, so na drugi strani tista, kjer je pH zelo nizek in jih lahko ločimo tudi z visokimi temperaturami (ekstremni termacidofili).

Metanogeni loki živijo v odsotnosti kisika ali anaerobioze, v okoljih, kjer se lahko uporabljajo druge molekule, kot so sprejemniki elektronov v njihovi metabolizmu in so sposobne proizvajati metan kot produkt presnovnih "odpadkov".

Primeri vrst lokov

Obstajajo številne znane vrste lokov, tukaj pa bodo narejene le nekatere od njih.

Ignicoccus hospitalis in Nanoarchaeum Equitans

Ignicoccus hospitalis

Yo. Hospitalis Spada v rod Crenarqueotas, znan kot Ignicoccus, in je kvimiolitotrofni organizem, ki uporablja molekularni vodik kot darovalec elektronov za zmanjšanje žvepla. Ta vrsta ima najmanjši genom vseh lokov, opisanih doslej in vitro.

Yo. Hospitalis Obnaša se kot "parazit" ali "simbiot" druge vrste: Nanoarchaeum Equitans. Slednje ni bilo gojeno In vitro In njegov genom je najmanjši od vseh opisanih lokov, ki so bili opisani.

V glavnem prebiva v morskih okoljih in nima genov za biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov ali kofaktorjev, zato eksperimentalni dokazi kažejo, da te molekule pridobi zaradi svoje interakcije z interakcijo z interakcijo z Yo. Hospitalis.

AcidIlobus saccharovorans

To je nekakšna anaerobna termocidofilna arhea, to je, da živi v slabih ali popolnoma primanjkovanih kisikovih okoljih, z visokimi temperaturami in pH izjemno nizek. Prvič so ga našli v telesih zemeljskih vročih vrelcev v Kamchatki.

Staphylothermus helenicus

Ta arhea pripada robu Crenarqueotasa, zlasti v vrstni red Desulfurokoka. Gre za hipertermofilno heterotrofno arhea (živi v zelo vročem okolju) in zahteva žveplo, da pridobi energijo.