Archaea: Estrutura, Características e Domínio

Archaea é uma classificação de vida relativamente nova proposta inicialmente por Carl Woese, um microbiologista americano, em 1977.

Ele descobriu que as bactérias, que são células procarióticas sem núcleo, poderiam ser divididos em dois grupos distintos com base em seu material genético. Tanto as bactérias quanto as archaea são organismos unicelulares, mas as archaea têm uma forma completamente diferente membrana celular estrutura que os permite sobreviver em ambientes extremos.

Woese a princípio sugeriu que a vida fosse agrupada nos três domínios de Eukarya, Bacteria e Archaebacteria. (Você pode ver esses três nomes começando com letras minúsculas, mas quando você fala sobre os domínios específicos, os termos são maiúsculos.)

Quando mais pesquisas revelaram que as células do domínio Archaebacteria eram na verdade bem diferentes das bactérias, o antigo termo foi abandonado. Os novos nomes de domínio são Bacteria, Archaea e Eukarya, onde Eukarya consiste em organismos cujas células têm um núcleo.

Na árvore da vida, as células do domínio arquea estão situadas entre as células das bactérias e as dos eucariotos, que incluem organismos multicelulares e animais superiores.

Archaea se reproduz assexuadamente por meio de fissão binária; as células se dividem em duas como bactérias. Em termos de membrana e estrutura química, as células arquea compartilham características com células eucarióticas. As características únicas das arquéias incluem sua capacidade de viver em ambientes extremamente quentes ou quimicamente agressivos, e podem ser encontradas em toda a Terra, em qualquer lugar bactérias sobreviver.

As arquéias que vivem em habitats extremos, como fontes termais e aberturas de águas profundas, são chamadas de extremófilos. Por causa de sua identificação bastante recente como um domínio separado na árvore da vida, fascinante informações sobre os arqueiros, sua evolução, seu comportamento e sua estrutura ainda estão sendo descoberto.

Archaea são procariontes, o que significa que as células não têm um núcleo ou outro ligado à membrana organelas em suas células.

•••Dana Chen | Ciência

Como as bactérias, as células têm um anel espiralado de DNA, e o citoplasma da célula contém ribossomos para a produção de proteínas celulares e outras substâncias de que a célula necessita. Ao contrário das bactérias, o parede celular e a membrana pode ser rígida e dar à célula uma forma específica, como plana, em forma de bastonete ou cúbica.

As espécies de Archaea compartilham características comuns, como forma e metabolismo, e podem se reproduzir por fissão binária, assim como as bactérias. A transferência horizontal de genes é comum, no entanto, e as células arquea podem absorver plasmídeos contendo DNA de seu ambiente ou trocar DNA com outras células.

Como resultado, as espécies de archaea podem evoluir e mudar rapidamente.

A estrutura básica das paredes celulares das arquéias é semelhante à das bactérias, pois a estrutura é baseada em cadeias de carboidratos.

Como as arquéias sobrevivem em ambientes mais variados do que outras formas de vida, sua parede celular e metabolismo celular devem ser igualmente variados e adaptados ao ambiente.

Como resultado, algumas paredes celulares das arquéias contêm carboidratos que são diferentes das paredes celulares das bactérias, e algumas contêm proteínas e lipídios para dar-lhes força e resistência a produtos químicos.

Algumas das características únicas das células das arquéias são devidas às características especiais de sua membrana celular.

A membrana celular fica dentro da parede celular e controla a troca de substâncias entre a célula e seu ambiente. Como todas as outras células vivas, a membrana celular das arquéias é composta de fosfolipídios com cadeias de ácidos graxos, mas as ligações nos fosfolipídios das arquéias são únicas.

Todas as células têm um fosfolipídio bicamada, mas nas células arquea, a bicamada tem éter ligações, enquanto as células de bactérias e eucariotos têm éster títulos.

As ligações de éter são mais resistentes à atividade química e permitem que as células das arquéias sobrevivam em ambientes extremos que matariam outras formas de vida. Embora a ligação de éter seja uma característica chave de diferenciação das células arqueas, a membrana celular também difere das outras células nos detalhes de sua estrutura e no uso de isoprenóide cadeias para fazer seus fosfolipídios exclusivos com ácidos graxos.

As diferenças nas membranas celulares indicam uma relação evolutiva na qual bactérias e eucariotos se desenvolveram subsequentemente ou separadamente das arquéias.

Como todas as células vivas, as arquéias dependem da replicação do DNA para garantir que as células-filhas sejam idênticas à célula-mãe. A estrutura do DNA das arquéias é mais simples do que a dos eucariotos e semelhante à estrutura do gene bacteriano. O DNA é encontrado em plasmídeos circulares simples que são inicialmente enrolados e que se endireitam antes da divisão celular.

Embora esse processo e a subsequente fissão binária das células sejam semelhantes aos das bactérias, a replicação e a tradução das sequências de DNA ocorrem como nos eucariotos.

Uma vez que o DNA da célula é desenrolado, a enzima RNA polimerase que é usada para copiar os genes é mais semelhante à RNA polimerase eucariota do que à enzima bacteriana correspondente. A criação da cópia do DNA também difere do processo bacteriano.

A replicação e tradução do DNA é uma das maneiras pelas quais as arquéias são mais parecidas com as células dos animais do que com as das bactérias.

Tal como acontece com as bactérias, flagelo permitir que a archaea se mova.

Sua estrutura e mecanismo de operação são semelhantes em arquéias e bactérias, mas a forma como evoluíram e como são construídas difere. Essas diferenças sugerem novamente que arqueas e bactérias evoluíram separadamente, com um ponto de diferenciação no início em termos evolutivos.

As semelhanças entre os membros dos dois domínios podem ser atribuídas à posterior troca horizontal de DNA entre as células.

O flagelo em archaea é uma haste longa com uma base que pode desenvolver uma ação rotativa em conjunto com a membrana celular. A ação rotativa resulta em um movimento semelhante a um chicote que pode impulsionar a célula para frente. Em archaea, o caule é construído adicionando material na base, enquanto nas bactérias, o caule oco é construído movendo o material para cima no centro oco e depositando-o no topo.

Os flagelos são úteis para mover as células em direção aos alimentos e se espalhar após divisão celular.

A principal característica diferenciadora das arquéias é sua capacidade de sobreviver em ambientes tóxicos e habitats extremos.

Dependendo de seus arredores, as arquéias são adaptadas em relação à parede celular, membrana celular e metabolismo. Archaea pode usar uma variedade de fontes de energia, incluindo luz solar, álcool, ácido acético, amônia, enxofre e fixação de carbono do dióxido de carbono na atmosfera.

Os produtos residuais incluem o metano e as arquéias metanogênicas são as únicas células capazes de produzir este produto químico.

As células archaea capazes de viver em ambientes extremos podem ser classificadas de acordo com sua capacidade de viver em condições específicas. Quatro dessas classificações são:

• Tolerância a altas temperaturas: hipertermofílico.
  
• Capaz de sobreviver a ambientes ácidos: acidofílico.
• Pode sobreviver em líquidos altamente alcalinos: alcalifílico.
• Tolerância para alto teor de sal: halofílico.

Alguns dos ambientes mais hostis da Terra são as fontes hidrotermais profundas no fundo do Oceano Pacífico e as fontes termais, como as encontradas no Parque Nacional de Yellowstone. As altas temperaturas em combinação com produtos químicos corrosivos são geralmente hostis à vida, mas arqueas como o ignicoccus não têm problemas com esses locais.

A resistência das archaea a tais condições levou os cientistas a investigar se as archaea ou organismos semelhantes poderiam sobreviver no espaço ou em planetas hostis como Marte.

Com suas características únicas e emergência relativamente recente à proeminência, o domínio Archaea promete revelar características e capacidades mais interessantes dessas células, e pode oferecer revelações surpreendentes no futuro.