Archaea -domein

Archaeas illustratie

Wat is Archaea -domein?

Hij Archaea -domein o Archaea Kingdom vertegenwoordigt een van de drie levensdomeinen. Het bestaat uit zeer vergelijkbare microscopische eencellige organismen en tegelijkertijd heel anders dan bacteriën en eukaryoten in veel aspecten.

Het bestaan ​​van deze groep werd onlangs aangetoond, min of meer in de late 1970 -bogen, ook wel archeobacteriën genoemd.

Woee- en medewerkersstudies waren gebaseerd op vergelijkende fylogenetische analyses tussen de sequenties van ribosomale RNA's van alle levende wezens, en het idee van de drie domeinen wordt gehandhaafd, ondanks de enorme hoeveelheid sequenties die nog steeds worden toegevoegd aan catalogi van ribosomaal RNA (databases).

Deze studies zijn erin geslaagd om een ​​glimp op te vangen van de mogelijkheid dat de bogen een broedergroep van de eukaryoten zijn, ondanks hun overeenkomsten met hun prokaryoten (bacteriën), zodat ze de "verloren link" tussen prokaryoten en eukaryoten konden vertegenwoordigen.

Er wordt aangenomen dat deze micro -organismen meer dan 20% van alle bestaande prokaryoten in oceanische wateren vertegenwoordigen, tussen 1 en 5% in de bodem, en de meest dominante groep in mariene sedimenten en geothermische habitats.

De bogen worden gekenmerkt door te bewonen in "extreme" omstandigheden zoals hete bronnen, salinas, omgevingen met zeer hoge temperaturen en zeer zure pH, onherbergzame plaatsen waar zuurstofconcentratie zeer verminderd of nul is, enz.

Evolutionaire oorsprong en rFylogenetische elaties

Er zijn drie theorieën over de mogelijke oorsprong van de drie domeinen van het leven voorgesteld door Woese en medewerkers:

1. Bacteriën liepen eerst uiteen en vormden een afkomst die bogen en eukaryoten produceerde
2. Een "proto-eubariotic" -lijn wijkde af van een volledig probotische afstamming (die van bacteriën en bogen)
3. De bogen liepen uiteen van een afkomst die later aanleiding gaf tot eukaryoten en bacteriën

In 1989 stelden twee onderzoekers, Gogarten en Iwabe, onafhankelijk een manier voor om alle levende organismen fylogenetisch te analyseren (een onmogelijke ding om te doen uit de studies van unieke gensequenties).

Iwabe gebruikte de analyse van de sequenties van genen geproduceerd in "vroege" gebeurtenissen van genduplicatie, "rooten" de boom van het leven uit de vergelijking van de sequentie van de papegaaigenen die voor verlengingsfactoren coderen.

Verlengfactoren zijn GTP -bindende eiwitten die deelnemen aan de translatie, met name in de Unie van overdracht RNA -moleculen amioacileerd tot ribosomen en bij de translocatie van de peptidil -overdracht.

Volgens de resultaten van de vergelijkingen tussen de sequenties van de drie groepen zijn de genen die coderen voor de verlengingsfactoren in de bogen meer vergelijkbaar met die van eukaryotische organismen dan met die van bacteriën.

De levensboom

Gogarten daarentegen vergeleken de sequenties van andere genen geproduceerd door duplicatiegebeurtenissen, met name die die coderen voor type V en type F -subeenheden van het ATPase -enzym die worden gevonden in bogen/eukaryoten en in bacteriën, respectievelijk.

De door Gogarten verkregen resultaten, zoals die hierboven aangegeven, tonen aan dat deze genen in de bogen (die naar verluidt zijn voortgekomen uit genetische duplicatie -gebeurtenissen) nauwer gerelateerd zijn aan eukaryoten dan met hun bacteriële tegenhangers.

Deze argumenten werden ook ondersteund door de analyse van andere onderzoekers vele jaren later, die sequenties uit een andere familie van dubbele genen gebruikten, die van de aminoacil synthesase -overdracht, waardoor de conceptie van de "nabijheid" tussen bogen en eukaryoten werd versterkt.

Het kan u van dienst zijn: Selenito Bouillon: wat is, fundering, voorbereiding, gebruik

De Woese boom

Woese's levensboom

Woese gebruikte de analyses die werden uitgevoerd door Gogarten en Iwabe en andere studies met betrekking tot de ribosomale RNA -sequenties om zijn "versie" van de boom van het leven voor te stellen, waar het duidelijk is dat bogen en eukaryoten "broers" -groepen vormen, gescheiden van de bacteriën zelfs Hoewel de ribosomale RNA -sequenties tussen bogen en bacteriën meer op elkaar lijken.

Archaea -domeinfuncties

De bogen staan ​​bekend om enkele zeer specifieke (eigen) kenmerken en ook voor het presenteren van "combinaties" van kenmerken waarvan ooit werd gedacht dat ze exclusief waren voor bacteriën of voor eukaryotische organismen.

- Zoals bacteriën, bogen Het zijn prokaryotische agentschappen, Dat wil zeggen, binnen het genetische materiaal wordt niet vergrendeld door een membraan (ze hebben geen kern) en er zijn geen cytoplasmatische membraneuze organellen.

- Het zijn over het algemeen micro -organismen vergelijkbaar met dat van bacteriën, hun DNA heeft de vorm van een Cirkelvormig chromosoom en enkele kleinere cirkelvormige fragmenten bekend als Plasmiden.

- Ze delen met bacteriën de aanwezigheid van Topoisomerase en tours -enzymen Vergelijkbaar, dat "indirect" bewijs vertegenwoordigt van de "nabijheid" in termen van de chromosomale structuur van beide groepen organismen.

- Archaeas -genen tonen echter een geweldige Homologie met veel eukaryoten, Vooral bij degenen wier ontdekking afkomstig is van studies met antibiotica.

- Het machines van replicatie, transcriptie En vertaling van eukaryoten en bogen is zeer vergelijkbaar, vooral met betrekking tot het enzym ADN -polymerase.

- Zijn coderende genen voor eiwitten Ze hebben geen introns (Maar anderen), in tegenstelling tot eukaryotische genen. Bovendien hebben bogen eiwitten vergelijkbaar met histonen geassocieerd met hun DNA, aanwezig in eukaryoten en afwezig in bacteriën.

- Ze worden gekenmerkt door de aanwezigheid van Ether-lipiden van isoprenil In zijn celmembranen, evenals door de afwezigheid van acyl-soler lipiden en een vetzuursynthesase.

- Een van de subeenheden van zijn RNA -polymerase -enzym is verdeeld en zijn messenger -RNA's, evenals in bacteriën, hebben geen "kapucijnen" (uit het Engels kerel) Aan zijn uiteinden 5 '.

- Ze hebben een zeer specifiek assortiment antibiotica -gevoeligheid en hebben Type II Beperkingsenzymen Zeer vergelijkbaar met die beschreven voor bacteriën.

- Een ander belangrijk kenmerk heeft te maken met het feit dat veel van de bogen hebben cellulaire muur, Maar in tegenstelling tot bacteriën bestaat dit niet uit peptidoglycan.

Kenmerken van zijn membraanlipiden

Archaïsche membraanlipiden verschillen aanzienlijk van die gevonden in bacteriën en eukaryotische organismen, en dit is beschouwd als een zeer belangrijk differentiaal kenmerk.

Het belangrijkste verschil tussen deze amfipatische moleculen (met een hydrofiel polair uiteinde en een hydrofobe apolar) is dat de vereniging tussen het gedeelte van glycerol en de ketens van vetzuren in de lipiden van bogen door een etherlink is, terwijl in de bacteriën en eukaryoten is komt overeen met een esterlink.

Een ander belangrijk verschil is dat de bogen lipiden hebben met vetzuren die worden gekenmerkt door de aanwezigheid van sterk vertakte isoprenielketens met methylgroepen, in de tussentijd eukaryoten en bacteriën hebben voornamelijk vetzuren van niet -gebogen ketens.

De lipiden van eukaryoten en bacteriën worden "geconstrueerd" op een glycerol -skelet waaraan de vetzuurketens worden versterkend in de posities die overeenkomen met koolstofatomen 1 en 2, maar in de bogen bevatten de glycerolethers zuren bevatten zuren in posities 2 en 3.

Kan u dienen: Flora en Fauna van Río Negro: Representative Soorten

Een ander verschil met betrekking tot membraanlipiden heeft te maken met zijn biosynthetische route, omdat sommige enzymen ook verschillen in de bogen.

Sommige soorten bogen hebben bijvoorbeeld een bifunctioneel overdracht prenil-enzym, dat verantwoordelijk is voor het leveren van voorlopers zowel voor de synthese van het escuualeen als voor de synthese van glyceril-lipide isaprensoïden. In bacteriën en eukaryoten worden deze functies uitgevoerd door afzonderlijke enzymen.

Classificatie van bogen

Volgens de gegevens van de sequenties van de kleine subeenheden van de ribosomales van de bogen, is deze groep voornamelijk verdeeld in twee "randen", die bekend staan ​​als de rand Crenarchaeota en de rand Euryarchaeta, wiens leden bovenal gecultiveerde bogen zijn In vitro.

Veel van de recent beschreven bogen zijn echter niet gecultiveerd In vitro En ze zijn alleen verre gerelateerd aan de sequenties die zijn geïsoleerd van de soort die in de laboratoria wordt gehandhaafd.

Rand Crenarchaeota

Thermofiele bacteriën, Crenarchaeota -rand

Deze groep bestaat voornamelijk uit soorten hyperthermofiele en thermacidofiele bogen, dat wil zeggen die geslachten van bogen die onherbergbare omgevingen bewonen met thermische omstandigheden en extreme pH.

Het bestaat uit een enkele taxonomische klasse, die bekend staat als Themoprotei, waarin de volgende vijf taxonomische bestellingen zijn: Acidilobales, Desulfurococcaal, Fervidicoccales, Sulfolobales En Thermoproteales.

Voorbeeld van enkele van de genres die tot deze klassen behoren, kunnen de genres zijn Sulfolobus, Desulforococcus, Pyrodictium, Themoproteus En Themofilum.

Rand Euryarchaeta

Methanosarcina Barkeri Fusaro, Euryarchaota Filo

De leden van deze groep hebben een iets breder ecologisch bereik, dat in staat is om wat hyperthermofiele, metenogene, halofiele en zelfs thermofiele meter, nimidale bogen, zwavelreducer, ijzeroxidades en sommige organotrofielen te vinden.

Taxonomische klassen beschreven voor Euriarqueotas zijn acht en staan ​​bekend als Methanopyri, Methanokokken, Methanobacterie, Methanomycrobia, Archeeglobi, Halobacterie, Thermokokken En Themoplasmata.

Veel van de bogen die tot deze groep behoren, zijn wijd verspreid, in de bodem, sedimenten en mariene wateren, evenals in de beschreven extreme omgevingen.

Rand Thaumarchaeota

Axinella Polypoids, Thaumarchaeota Filo. Bron: Liné1, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Deze rand werd relatief recent gedefinieerd en zeer weinig van de soorten die erbij horen, zijn gecultiveerd In vitro, Er is zo weinig bekend over deze organismen.

Alle edge -leden verkrijgen hun energie uit ammoniumoxidatie en worden wereldwijd verdeeld in zoetwaterlichamen, bodems, sedimenten en warmwaterbronnen.

Filos Korachaeota, Aigachaeota En Garchaeota

Korachaeota

Sommige deskundige onderzoekers in het veld, gebaseerd op de analyse van genomische sequenties, hebben onlangs het bestaan ​​van drie extra randen in het Archaea -koninkrijk bepaald, hoewel de voorgestelde soort voor deze randen nog niet in een laboratorium was geïsoleerd.

Over het algemeen zijn leden van deze randen gevonden onder het oppervlak van veel land- en mariene ecosystemen, maar ook in thermische wateren en in de diepzee hydrothermische systemen.

Voeding

De meerderheid van de archaean -soorten met chimiórophos -organismen, dat wil zeggen, zijn in staat om sterk verminderde anorganische verbindingen te gebruiken om de energie te krijgen die ze nodig hebben om hun metabole machines te "verplaatsen", vooral degene die te maken heeft met ademhaling.

De "specificiteit" door de anorganische moleculen die ze als substraten gebruiken om energie te produceren, hangt af van de omgeving waar elke specifieke soort zich ontwikkelt.

Andere bogen, evenals planten, algen, briophytes en cyanobacteriën, zijn in staat om fotosynthese uit te voeren, dat wil zeggen dat ze de lichte energie van zonnestralen gebruiken en omzetten in nuttige chemische energie.

Het kan u van dienst zijn: eiwitaminozuren

Er is aangetoond dat sommige bogen in de maag leven (pens) van sommige herkauwersdieren (waaronder koeien, schapen, geiten, enz.), deze worden dus beschreven als "wederzijdse bogen", omdat ze een deel van de vezel verbruiken die deze dieren eten en samenwerken met de vertering van sommige van hun componenten.

Reproductie

Net als bacteriën zijn bogen eencellige organismen waarvan de reproductie uitsluitend aseksueel is. De belangrijkste mechanismen die zijn beschreven door de gehouden soort In vitro Zijn:

- Binaire splijting, waarbij elke archea "deel" is in de helft om twee identieke cellen te ontstaan

- Geminatie of "fragmentatie", waarbij cellen "fragmenten" of "porties" van zichzelf afgeven die in staat zijn om nieuwe, genetisch identieke cellen te vormen.

Habitat

De bogen hebben voornamelijk gerelateerd aan "extreme" omgevingen, dat wil zeggen die natuurlijke plaatsen die ernstige beperkingen opleggen voor de normale ontwikkeling van levende wezens, vooral in termen van temperatuur, pH, zoutgehalte, anaerobiose (afwezigheid van zuurstof), enz.; reden waarom je studie buitengewoon interessant is, omdat ze unieke aanpassingen hebben.

De meest recente technieken van moleculaire analyse voor de identificatie van soorten van niet -geacteerde micro -organismen (geïsoleerd en onderhouden In vitro In een laboratorium) ze hebben de aanwezigheid van boog kunnen detecteren.

De meeste bogen die in de natuur zijn geïdentificeerd, worden echter geclassificeerd volgens de habitat die ze bezetten, zijn in de literatuur in de literatuur de termen "hyperthermofielen", "acidophils" en "extreme thermacidofielen", "extreme halofielen" en "metanogenos".

De omgevingen bezet door hyperthermofiele bogen zijn die die worden gekenmerkt door zeer hoge constante temperaturen (ruim boven de "normale" temperaturen waaraan de meeste levende wezens worden onderworpen).

De omgevingen waar extreme acidofielen leven, zijn daarentegen die waar de pH erg laag is en deze ook kunnen worden onderscheiden door hoge temperaturen (extreme thermacidofielen), ondertussen zijn de omgevingen van extreme halofielen die waar de concentratie van zouten zeer hoog is, zeer hoog is zeer hoog hoog.

Metanogene bogen leven in afwezigheid van zuurstof of anaerobiose, in omgevingen waar andere moleculen zoals elektronenacceptoren in hun metabolisme kunnen worden gebruikt en in staat zijn om methaan te produceren als een product van metabolisch "afval".

Voorbeelden van bogen soorten

Er zijn talloze bekende soorten bogen, maar hier zullen er slechts enkele van hen worden gemaakt.

Ignicoccus ziekenhuis En Nanoarchaeum equitans

Ignicoccus ziekenhuis

Je. Ziekenhuis Het behoort tot het geslacht van crenarquota's bekend als Ignicoccus en is een quimiolithotrofisch organisme dat moleculaire waterstof gebruikt als een elektronendonor voor zwavelreductie. Deze soort heeft het kleinste genoom van alle bogen die tot nu toe in vitro zijn beschreven.

Je. Ziekenhuis Het gedraagt ​​zich als een "parasiet" of "symbiote" van een andere soort: Nanoarchaeum equitans. De laatste is niet gecultiveerd In vitro En het genoom is de kleinste van alle niet -onderbroken bogen die zijn beschreven.

Het woont voornamelijk in mariene omgevingen en heeft geen genen voor biosynthese van lipiden, aminozuren, nucleotiden of cofactoren, dus experimenteel bewijs suggereert dat het deze moleculen verkrijgt dankzij de interactie ervan Je. Ziekenhuis.

Acidilobus Saccharovorans

Dit is een soort anaërobe thermacidofiele archea, dat wil zeggen dat leeft in arme of volledig ontbrekende zuurstofomgevingen, met hoge temperaturen en pH extreem laag. Het werd voor het eerst gevonden in lichamen van terrestrische warmwaterbronnen in Kamchatka.

Staphylothermus Hellenicus

Deze archea behoort tot de rand van de crenarquotas, met name in de volgorde van de desulfurococcus. Het is een hyperthermofiele heterotrofe archea (woont in zeer hete omgevingen) en vereist zwavel om energie te verkrijgen.