Domain Archaea

Ilustrasi Archaeas

Apa itu Domain Archaea?

Dia Domain Archaea o Kerajaan Archaea mewakili salah satu daripada tiga domain kehidupan. Ia terdiri daripada organisma uniselular mikroskopik yang sangat serupa dan pada masa yang sama sangat berbeza dari bakteria dan eukariota dalam banyak aspek.

Kewujudan kumpulan ini ditunjukkan baru -baru ini, lebih kurang pada akhir 1970 gerbang, yang juga dikenali sebagai Archeobacteria.

Kajian Woee dan kolaborator didasarkan pada analisis filogenetik perbandingan antara urutan RNA ribosom semua makhluk hidup, dan tanggapan tiga domain dikekalkan, walaupun jumlah urutan yang sangat besar yang terus ditambah kepada katalog RNA ribosom (pangkalan data).

Kajian -kajian ini berjaya melihat kemungkinan bahawa gerbang adalah kumpulan saudara eukariota, walaupun persamaan mereka dengan prokariot mereka (bakteria), sehingga mereka dapat mewakili "pautan yang hilang" antara prokariot dan eukariota.

Adalah dipercayai bahawa mikroorganisma ini mewakili lebih daripada 20% daripada semua prokariot sedia ada di perairan lautan, antara 1 dan 5% di tanah, dan kumpulan yang paling dominan di sedimen marin dan habitat geoterma.

Gerbang dicirikan dengan mendiami dalam keadaan "melampau" seperti mata air panas, salinas, persekitaran dengan suhu yang sangat tinggi dan pH yang sangat berasid, tapak yang tidak ramah di mana kepekatan oksigen sangat dikurangkan atau null, dll.

Asal evolusi dan rElacies phylogenetic

Terdapat tiga teori tentang asal usul tiga domain kehidupan yang dicadangkan oleh Woese dan kolaborator:

1. Bakteria tersebar pertama, membentuk garis keturunan yang menghasilkan gerbang dan eukariot
2. Keturunan "proto-eucariotik" yang diverif dari keturunan yang benar-benar probotik (bakteria dan gerbang)
3. Gerbang menyimpang dari keturunan yang kemudiannya menimbulkan eukariota dan bakteria

Pada tahun 1989, dua penyelidik, Gogarten dan Iwabe, secara bebas mencadangkan cara untuk menganalisis semua organisma hidup (yang mustahil untuk dilakukan dari kajian urutan gen yang unik).

Iwabe menggunakan analisis urutan gen yang dihasilkan dalam peristiwa "awal" duplikasi gen, "rooting" pokok kehidupan dari perbandingan urutan gen burung nuri yang menyandikan faktor pemanjangan.

Faktor pemanjangan adalah protein mengikat GTP yang mengambil bahagian dalam terjemahan, khususnya dalam kesatuan pemindahan molekul RNA amioacilated ke ribosom dan dalam pemindahan pemindahan peptidil.

Menurut hasil perbandingan antara urutan tiga kumpulan, gen yang menyandarkan faktor pemanjangan di gerbang lebih mirip dengan organisma eukariotik daripada bakteria.

Pokok kehidupan

Gogarten, sebaliknya, membandingkan urutan gen lain yang dihasilkan oleh peristiwa duplikasi, khususnya yang mengodkan untuk jenis V dan jenis F subunit enzim ATPase yang terdapat dalam gerbang/eukariot dan dalam bakteria, masing -masing.

Keputusan yang diperoleh oleh Gogarten, seperti yang ditunjukkan di atas, menunjukkan bahawa gen -gen ini di gerbang (yang didakwa muncul dari peristiwa duplikasi genetik) lebih dekat dengan eukariota daripada dengan rakan -rakan bakteria mereka.

Hujah -hujah ini juga disokong oleh analisis yang dijalankan oleh penyelidik lain bertahun -tahun kemudian, yang menggunakan urutan dari keluarga lain gen pendua, iaitu pemindahan sintesis aminoacil, mengukuhkan konsepsi "kedekatan" antara gerbang dan eukariota.

Ia boleh melayani anda: sup selenito: apa, asas, penyediaan, kegunaan

Pokok Woese

Pokok Kehidupan Woese

Woese menggunakan analisis yang dijalankan oleh Gogarten dan Iwabe dan kajian -kajian lain yang berkaitan dengan urutan RNA ribosom untuk mencadangkan "versi" nya dari pokok kehidupan, di mana jelas bahawa gerbang dan eukariot membentuk kumpulan "saudara", dipisahkan dari bakteria walaupun Walaupun urutan RNA ribosom antara gerbang dan bakteria lebih serupa antara satu sama lain.

Ciri -ciri domain Archaea

Gerbang terkenal dengan ciri -ciri yang sangat khusus (sendiri) dan juga untuk menyampaikan "kombinasi" ciri -ciri yang pernah dianggap eksklusif untuk bakteria atau untuk organisma eukariotik.

- Seperti bakteria, lengkungan Mereka adalah agensi prokariotik, Iaitu, di dalam bahan genetik tidak dikunci oleh membran (mereka tidak mempunyai teras) dan tidak ada organel membran sitoplasma.

- Mereka biasanya mikroorganisma yang serupa dengan bakteria, DNA mereka dalam bentuk a Kromosom bulat dan beberapa serpihan bulat yang lebih kecil yang dikenali sebagai Plasmids.

- Mereka berkongsi dengan bakteria kehadiran Enzim topoisomerase dan lawatan serupa, yang mewakili "tidak langsung" bukti "kedekatan" dari segi struktur kromosom kedua -dua kumpulan organisma.

- Walau bagaimanapun, gen archaeas menunjukkan yang hebat Homologi dengan banyak eukariota, Terutama dengan mereka yang penemuannya berasal dari kajian dengan antibiotik.

- Jentera replikasi, transkripsi dan terjemahan eukariot dan gerbang sangat serupa, terutamanya berkenaan dengan enzim ADN polimerase.

- Gen pengekodannya untuk protein Mereka tidak mempunyai intron (Tetapi yang lain), bertentangan dengan gen eukariotik. Di samping itu, gerbang mempunyai protein yang serupa dengan histon yang berkaitan dengan DNA mereka, yang terdapat dalam eukariota dan tidak hadir dalam bakteria.

- Mereka dicirikan oleh kehadiran Ether-lipid Isoprenil dalam membran selnya, serta dengan ketiadaan lipid acyl-soler dan sintesis asid lemak.

- Salah satu subunit enzim polimerase RNA dibahagikan dan RNA utusannya, serta bakteria, tidak mempunyai "capuchas" (dari bahasa Inggeris Bab) Di hujungnya 5 '.

- Mereka mempunyai kepekaan antibiotik yang sangat spesifik dan mempunyai Enzim sekatan jenis II sangat serupa dengan yang diterangkan untuk bakteria.

- Satu lagi ciri penting ada kaitan dengan fakta bahawa banyak gerbang mempunyai dinding selular, Tetapi tidak seperti bakteria, ini tidak terdiri daripada peptidoglycan.

Ciri -ciri lipid membrannya

Lipid membran Archaean berbeza jauh dari yang terdapat dalam bakteria dan organisma eukariotik, dan ini dianggap sebagai ciri pembezaan yang sangat penting.

Perbezaan utama antara molekul amphipatic ini (dengan hujung kutub hidrofilik dan apolar hidrofobik) adalah bahawa kesatuan antara bahagian gliserol dan rantai asid lemak di lipid lengkungan adalah melalui pautan eter, sementara dalam bakteria dan eukariotes sepadan dengan pautan ester.

Satu lagi perbezaan penting ialah gerbang mempunyai lipid dengan asid lemak yang dicirikan oleh kehadiran rantai isoprenil yang sangat bercabang dengan kumpulan metil, sementara itu eukariota dan bakteria kebanyakannya mempunyai asid lemak rantai bukan bercabang.

Lipid eukariota dan bakteria "dibina" pada rangka gliserol yang mana rantai asid lemak diasingkan dalam kedudukan yang sepadan dengan atom karbon 1 dan 2, tetapi di dalam gerbang ether gliserol mengandungi asid mengandungi lemak dalam kedudukan 2 dan 3.

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Río Negro: Spesies Perwakilan

Perbezaan lain berkenaan dengan lipid membran mempunyai kaitan dengan laluan biosintetiknya, kerana beberapa enzim juga berbeza dalam gerbang.

Sebagai contoh, sesetengah spesies gerbang mempunyai enzim prenil pemindahan bifunctional, yang bertanggungjawab untuk menyediakan prekursor baik untuk sintesis escualene dan untuk sintesis gliseril-lipid isaprensoids. Dalam bakteria dan eukariota fungsi -fungsi ini dijalankan oleh enzim berasingan.

Klasifikasi gerbang

Mengikut data urutan subunit kecil ribosomales gerbang, kumpulan ini telah dibahagikan terutamanya kepada dua "tepi", yang dikenali sebagai kelebihan Crenarchaeota Dan kelebihannya Euryarchaeta, yang ahli -ahlinya, di atas semua, gerbang yang ditanam In vitro.

Walau bagaimanapun, banyak gerbang yang diterangkan baru -baru ini belum ditanam In vitro Dan mereka hanya jauh berkaitan dengan urutan yang telah diasingkan dari spesies yang dikekalkan di makmal.

Hujung Crenarchaeota

Bakteria Thermophilic, kelebihan Crenarchaeota

Kumpulan ini terdiri terutamanya daripada spesies gerbang hyperthermophile dan thermacidophilic, iaitu, jantina gerbang yang mendiami persekitaran yang tidak ramah dengan keadaan terma dan pH yang melampau.

Ia terdiri daripada kelas taksonomi tunggal, yang dikenali sebagai Themoprotei, Di dalamnya adalah lima perintah taksonomi berikutnya: Acidilobales, Desulfurococcal, Fervidicoccales, Sulfolobales dan Thermoproteales.

Contoh beberapa genre yang dimiliki oleh kelas ini boleh menjadi genre Sulfolobus, Desulforococcus, Pyrodicium, Themoproteus dan Themofilum.

Hujung Euryarchaeta

Methanosarcina Barkeri Fusaro, Euryarchaota Filo

Ahli -ahli kumpulan ini mempunyai pelbagai ekologi yang lebih luas, dapat mencari beberapa hyperthermophile, metenogenic, halophile dan bahkan meter thermophilic, gerbang nimidal, reducer sulfur, oksida besi dan beberapa organrofil dan beberapa organotrophils.

Kelas taksonomi yang diterangkan untuk Euriiarqueotas adalah lapan dan dikenali sebagai Methanopyri, Methanococci, Methanobacteria, Methanomycrobia, Archaeglobi, Halobacteria, Thermococci dan Themoplasmata.

Banyak gerbang yang dimiliki oleh kumpulan ini diedarkan secara meluas, berada di dalam tanah, sedimen dan perairan laut, serta dalam persekitaran yang melampau yang diterangkan.

Hujung Thaumarchaeota

Polypoid Axinella, Thaumarchaeota Filo. Sumber: Liné1, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Kelebihan ini ditakrifkan agak baru -baru ini dan sangat sedikit spesies yang dimiliki olehnya telah ditanam In vitro, Begitu sedikit yang diketahui mengenai organisma ini.

Semua ahli kelebihan memperoleh tenaga mereka dari pengoksidaan ammonium dan diedarkan secara global di badan air tawar, tanah, sedimen dan mata air panas.

Philos Korachaeota, Aigachaeota dan Garchaeota

Korachaeota

Beberapa penyelidik pakar dalam bidang ini, berdasarkan analisis urutan genomik, baru -baru ini telah menentukan kewujudan tiga tepi tambahan di kerajaan Archaea, walaupun spesies yang dicadangkan untuk tepi ini belum terasing di makmal.

Secara umum, ahli -ahli yang dimiliki oleh tepi ini telah dijumpai di bawah permukaan banyak ekosistem tanah dan laut, tetapi juga di perairan haba dan sistem hidroterma laut dalam.

Pemakanan

Majoriti spesies Archaean dengan organisma chimiórophos, iaitu, dapat menggunakan sebatian tak organik yang sangat berkurangan untuk mendapatkan tenaga yang mereka perlukan untuk "memindahkan" jentera metabolik mereka, terutama yang berkaitan dengan pernafasan.

"Kekhususan" oleh molekul bukan organik yang mereka gunakan sebagai substrat untuk menghasilkan tenaga bergantung kepada persekitaran di mana setiap spesies tertentu berkembang.

Gerbang lain, serta tumbuh -tumbuhan, alga, briophytes dan cyanobacteria, mampu melakukan fotosintesis, iaitu, mereka menggunakan dan menukar tenaga cahaya sinar matahari menjadi tenaga kimia yang berguna.

Ia dapat melayani anda: asid amino protein

Telah ditunjukkan bahawa beberapa gerbang hidup di dalam perut (rumen) beberapa haiwan ruminan (di antaranya adalah lembu, kambing, kambing, dll.), jadi ini digambarkan sebagai "gerbang bersama", kerana mereka mengambil sebahagian daripada serat yang dimakan oleh haiwan -haiwan ini dan bekerjasama dengan pencernaan beberapa komponen mereka.

Pembiakan

Sama seperti bakteria, gerbang adalah organisma uniselular yang pembiakannya secara eksklusif. Mekanisme utama yang diterangkan dari spesies yang dikekalkan In vitro adalah:

- Pembelahan binari, di mana setiap arcea adalah "bahagian" separuh hingga berasal dari dua sel yang sama

- Permata atau "pemecahan", di mana sel -sel mengeluarkan "serpihan" atau "bahagian" diri mereka yang mampu membentuk sel -sel yang sama, genetik yang sama.

Habitat

Gerbang ini terutamanya berkaitan dengan persekitaran "melampau", iaitu, tempat -tempat semulajadi yang mengenakan sekatan yang serius untuk perkembangan normal makhluk hidup, terutama dari segi suhu, pH, kemasinan, anaerobiosis (ketiadaan oksigen), dan sebagainya.; Sebab mengapa kajian anda sangat menarik, kerana mereka mempunyai penyesuaian yang unik.

Walau bagaimanapun, teknik analisis molekul terkini untuk mengenal pasti spesies mikroorganisma yang tidak aktif (terpencil dan dikekalkan In vitro Di makmal) mereka telah dibenarkan mengesan kehadiran gerbang.

Walau bagaimanapun, kebanyakan gerbang yang telah dikenalpasti dalam alam diklasifikasikan mengikut habitat yang mereka hadapi, sebagai saudara dalam kesusasteraan istilah "hyperthermophils", "acidophils" dan "thermacidophiles melampau", "halofil yang melampau" dan "metanogenos".

Persekitaran yang diduduki oleh gerbang hyperthermophile adalah yang dicirikan oleh suhu tetap yang sangat tinggi (jauh melebihi suhu "normal" yang kebanyakan makhluk hidup tertakluk).

Persekitaran di mana acidophils yang melampau hidup, sebaliknya, adalah di mana pH sangat rendah dan ini juga boleh dibezakan oleh suhu tinggi (thermacidophils yang melampau), sementara persekitaran halofil yang melampau adalah di mana kepekatan garam sangat tinggi.

Gerbang metanogenik hidup tanpa ketiadaan oksigen atau anaerobiosis, dalam persekitaran di mana molekul lain seperti penerima elektron dalam metabolisme mereka boleh digunakan dan dapat menghasilkan metana sebagai produk "sisa" metabolik.

Contoh spesies gerbang

Terdapat banyak spesies gerbang yang diketahui, tetapi di sini hanya sebahagian daripada mereka akan dibuat.

Ignicoccus Hospitalis dan Nanoarchaeum Equitans

Ignicoccus Hospitalis

Yo. Hospitalis Ia tergolong dalam genus crenarqueotas yang dikenali sebagai ignicoccus dan merupakan organisma quimiolithotrophic yang menggunakan hidrogen molekul sebagai penderma elektron untuk pengurangan belerang sulfur. Spesies ini mempunyai genom terkecil dari semua gerbang yang diterangkan secara in vitro setakat ini.

Yo. Hospitalis Ia bertindak sebagai "parasit" atau "symbiote" spesies lain: Nanoarchaeum Equitans. Yang terakhir belum ditanam In vitro Dan genomnya adalah yang terkecil dari semua gerbang yang tidak disengajakan yang telah digambarkan.

Ia tinggal terutamanya dalam persekitaran laut dan tidak mempunyai gen untuk biosintesis lipid, asid amino, nukleotida atau cofactors, jadi bukti eksperimen menunjukkan bahawa ia memperoleh molekul ini berkat interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan interaksi dengan Yo. Hospitalis.

Acidilobus saccharovorans

Ini adalah sejenis arcea thermacidophilic anaerobik, ia. Ia dijumpai untuk pertama kalinya dalam mayat mata air terestrial di kamchatka.

Staphylothermus hellenicus

Archea ini tergolong dalam pinggir Crenarqueotas, khususnya kepada urutan desulfurokokus. Ia adalah archea heterotropik hiperthermophile (tinggal dalam persekitaran yang sangat panas) dan memerlukan sulfur untuk mendapatkan tenaga.