Archaea: estructura, características y dominio

Archaea es una clasificación de la vida relativamente nueva propuesta inicialmente por Carl Woese, un microbiólogo estadounidense, en 1977.

Encontró que las bacterias, que son células procariotas sin núcleo, podrían dividirse en dos grupos distintos en función de su material genético. Tanto las bacterias como las arqueas son organismos unicelulares, pero las arqueas tienen un aspecto completamente diferente. membrana celular estructura que les permite sobrevivir en ambientes extremos.

Woese sugirió al principio que la vida se agrupara en los tres dominios de Eukarya, Bacteria y Archaebacteria. (Es posible que vea estos tres nombres que comienzan con letras minúsculas, pero cuando habla de los dominios específicos, los términos aparecen en mayúscula).

Cuando más investigaciones revelaron que las células del dominio Archaebacteria eran en realidad bastante diferentes de las bacterias, se eliminó el antiguo término. Los nuevos nombres de dominio son Bacteria, Archaea y Eukarya, donde Eukarya consiste en organismos cuyas células tienen un núcleo.

En el árbol de la vida, las células del dominio arqueas están situadas entre las células de las bacterias y las de los eukarya, que incluyen organismos multicelulares y animales superiores.

Las arqueas se reproducen asexualmente mediante fisión binaria; las células se dividen en dos bacterias similares. En términos de su membrana y estructura química, las células de arqueas comparten características con células eucariotas. Las características únicas de las arqueas incluyen su capacidad para vivir en ambientes extremadamente calientes o químicamente agresivos, y se pueden encontrar en toda la Tierra, donde sea que bacterias sobrevivir.

Las arqueas que viven en hábitats extremos, como fuentes termales y respiraderos de aguas profundas, se denominan extremófilos. Debido a su identificación bastante reciente como un dominio separado en el árbol de la vida, fascinante La información sobre las arqueas, su evolución, su comportamiento y su estructura aún está siendo descubierto.

Las arqueas son procariotas, lo que significa que las células no tienen núcleo u otro unido a la membrana orgánulos en sus celdas.

•••Dana Chen | Ciencia

Al igual que las bacterias, las células tienen un anillo de ADN enrollado y el citoplasma celular contiene ribosomas para la producción de proteínas celulares y otras sustancias que la célula necesita. A diferencia de las bacterias, la pared celular y la membrana puede ser rígida y dar a la celda una forma específica, como plana, en forma de barra o cúbica.

Las especies de Archaea comparten características comunes, como la forma y el metabolismo, y pueden reproducirse mediante fisión binaria al igual que las bacterias. Sin embargo, la transferencia horizontal de genes es común y las células de arqueas pueden absorber plásmidos que contienen ADN de su entorno o intercambiar ADN con otras células.

Como resultado, las especies de arqueas pueden evolucionar y cambiar rápidamente.

La estructura básica de las paredes celulares de las arqueas es similar a la de las bacterias en que la estructura se basa en cadenas de carbohidratos.

Debido a que las arqueas sobreviven en entornos más variados que otras formas de vida, su pared celular y el metabolismo celular deben ser igualmente variados y adaptados a su entorno.

Como resultado, algunas paredes celulares de arqueas contienen carbohidratos que son diferentes a los de las paredes celulares de las bacterias, y algunas contienen proteínas y lípidos para darles fuerza y ​​resistencia a los químicos.

Algunas de las características únicas de las células de arqueas se deben a las características especiales de su membrana celular.

La membrana celular se encuentra dentro de la pared celular y controla el intercambio de sustancias entre la célula y su entorno. Como todas las demás células vivas, la membrana celular de las arqueas está formada por fosfolípidos con cadenas de ácidos grasos, pero los enlaces en los fosfolípidos de las arqueas son únicos.

Todas las celdas tienen fosfolípido bicapa, pero en las células arqueas, la bicapa tiene éter enlaces mientras que las células de bacterias y eucariotas tienen ester cautiverio.

Los enlaces éter son más resistentes a la actividad química y permiten que las células arqueas sobrevivan en ambientes extremos que matarían a otras formas de vida. Si bien el enlace de éter es una característica diferenciadora clave de las células de arqueas, la membrana celular también se diferencia de la de otras células en los detalles de su estructura y el uso de largos isoprenoide cadenas para hacer sus fosfolípidos únicos con ácidos grasos.

Las diferencias en las membranas celulares indican una relación evolutiva en la que las bacterias y los eucariotas se desarrollaron después o por separado de las arqueas.

Como todas las células vivas, las arqueas dependen de la replicación del ADN para garantizar que las células hijas sean idénticas a la célula madre. La estructura del ADN de las arqueas es más simple que la de los eucariotas y similar a la estructura del gen bacteriano. El ADN se encuentra en plásmidos circulares simples que inicialmente se enrollan y se enderezan antes de la división celular.

Si bien este proceso y la posterior fisión binaria de las células es similar al de las bacterias, la replicación y traducción de las secuencias de ADN se lleva a cabo como ocurre en los eucariotas.

Una vez que se desenrolla el ADN celular, la enzima ARN polimerasa que se utiliza para copiar los genes es más similar a la ARN polimerasa eucariota que a la enzima bacteriana correspondiente. La creación de la copia de ADN también difiere del proceso bacteriano.

La replicación y traducción del ADN es una de las formas en que las arqueas se parecen más a las células de los animales que a las de las bacterias.

Como ocurre con las bacterias, flagelos Permita que las arqueas se muevan.

Su estructura y mecanismo operativo son similares en las arqueas y las bacterias, pero la forma en que evolucionaron y se construyeron difiere. Estas diferencias nuevamente sugieren que las arqueas y las bacterias evolucionaron por separado, con un punto de diferenciación temprano en términos evolutivos.

Las similitudes entre los miembros de los dos dominios se pueden rastrear hasta el posterior intercambio horizontal de ADN entre células.

El flagelo de las arqueas es un tallo largo con una base que puede desarrollar una acción rotatoria junto con la membrana celular. La acción giratoria da como resultado un movimiento similar a un látigo que puede impulsar la celda hacia adelante. En las arqueas, el tallo se construye agregando material en la base, mientras que en las bacterias, el tallo hueco se construye moviendo el material hacia arriba por el centro hueco y depositándolo en la parte superior.

Los flagelos son útiles para mover las células hacia los alimentos y para esparcirse después división celular.

La principal característica diferenciadora de las arqueas es su capacidad para sobrevivir en ambientes tóxicos y hábitats extremos.

Dependiendo de su entorno, las arqueas se adaptan con respecto a su pared celular, membrana celular y metabolismo. Las arqueas pueden utilizar una variedad de fuentes de energía, incluida la luz solar, el alcohol, el ácido acético, el amoníaco, el azufre y la fijación de carbono a partir del dióxido de carbono en la atmósfera.

Los productos de desecho incluyen el metano y las arqueas metanogénicas son las únicas células capaces de producir esta sustancia química.

Las células de arqueas capaces de vivir en ambientes extremos se pueden clasificar según su capacidad para vivir en condiciones específicas. Cuatro de estas clasificaciones son:

• Tolerancia a altas temperaturas: hipertermofílico.
  
• Capaz de sobrevivir en ambientes ácidos: acidófilo.
• Puede sobrevivir en líquidos altamente alcalinos: alcalifílico.
• Tolerancia al alto contenido de sal: halófilo.

Algunos de los entornos más hostiles de la Tierra son los respiraderos hidrotermales de aguas profundas en el fondo del Océano Pacífico y las fuentes termales como las que se encuentran en el Parque Nacional Yellowstone. Las altas temperaturas en combinación con productos químicos corrosivos suelen ser hostiles a la vida, pero las arqueas como el ignicoccus no tienen problemas con esas ubicaciones.

La resistencia de las arqueas a tales condiciones ha llevado a los científicos a investigar si las arqueas u organismos similares podrían sobrevivir en el espacio o en planetas hostiles como Marte.

Con sus características únicas y su aparición comparativamente reciente a la prominencia, el dominio Archaea promete revelan características y capacidades más interesantes de estas células, y puede ofrecer revelaciones sorprendentes en el futuro.