Archaea: โครงสร้าง ลักษณะ & โดเมน

อาร์เคียเป็นการจำแนกประเภทชีวิตที่ค่อนข้างใหม่ซึ่งเสนอโดย Carl Woese นักจุลชีววิทยาชาวอเมริกันในปี 1977

เขาพบว่าแบคทีเรียซึ่งก็คือ เซลล์โปรคาริโอต โดยปราศจากนิวเคลียส สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกันตามสารพันธุกรรมของพวกมัน ทั้งแบคทีเรียและอาร์เคียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่อาร์เคียมีความแตกต่างอย่างสิ้นเชิง completely เยื่อหุ้มเซลล์ โครงสร้างที่ช่วยให้พวกเขาอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ในตอนแรก Woese แนะนำว่าชีวิตควรถูกจัดกลุ่มเป็นสามโดเมนของ Eukarya, Bacteria และ Archaebacteria (คุณอาจเห็นชื่อทั้งสามนี้ขึ้นต้นด้วยอักษรตัวพิมพ์เล็ก แต่เมื่อคุณพูดถึงโดเมนเฉพาะ คำต่างๆ จะเป็นตัวพิมพ์ใหญ่)

เมื่อการวิจัยเพิ่มเติมพบว่าเซลล์ของโดเมนอาร์คีแบคทีเรียค่อนข้างแตกต่างจากแบคทีเรีย ชื่อโดเมนใหม่คือ Bacteria, Archaea และ Eukarya โดยที่ Eukarya ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตซึ่งเซลล์มีนิวเคลียส

บนต้นไม้แห่งชีวิต เซลล์ของโดเมนอาร์เคียตั้งอยู่ระหว่างเซลล์ของแบคทีเรียกับเซลล์ของยูคาริยา ซึ่งรวมถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์และสัตว์ชั้นสูง

Archaea สืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศผ่านการแบ่งตัวแบบไบนารี เซลล์แตกออกเป็นสองส่วนเหมือนแบคทีเรีย ในแง่ของเมมเบรนและโครงสร้างทางเคมี เซลล์อาร์เคียมีคุณสมบัติร่วมกับ

หมู่เกาะอาร์เคียที่อาศัยอยู่ในแหล่งอาศัยที่รุนแรง เช่น น้ำพุร้อนและช่องระบายอากาศใต้ทะเลลึกเรียกว่า extremophiles เนื่องจากการระบุเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าเป็นโดเมนที่แยกจากกันบนต้นไม้แห่งชีวิตช่างน่าทึ่ง ข้อมูลเกี่ยวกับอาร์เค วิวัฒนาการ พฤติกรรม และโครงสร้างของมันยังคงอยู่ ค้นพบ

อาร์เคียเป็นโปรคาริโอตซึ่งหมายความว่าเซลล์ไม่มี don นิวเคลียส หรือเยื่อหุ้มอื่นๆ ออร์แกเนลล์ ในเซลล์ของพวกเขา

•••ดาน่า เฉิน | วิทยาศาสตร์

เช่นเดียวกับแบคทีเรีย เซลล์มีวงแหวนของ DNA ที่ขดเป็นวง และไซโตพลาสซึมของเซลล์มีไรโบโซมสำหรับการผลิตโปรตีนในเซลล์และสารอื่นๆ ที่เซลล์ต้องการ ต่างจากแบคทีเรีย ผนังเซลล์ และเมมเบรนสามารถแข็งและทำให้เซลล์มีรูปร่างเฉพาะเช่นแบน รูปแท่ง หรือลูกบาศก์

สายพันธุ์ Archaea มีลักษณะทั่วไปเช่น รูปร่างและเมแทบอลิซึม และพวกมันสามารถสืบพันธุ์ผ่านการแยกตัวแบบไบนารีเช่นเดียวกับแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม การถ่ายโอนยีนในแนวนอนเป็นเรื่องปกติ อย่างไรก็ตาม เซลล์อาร์เคียอาจรับพลาสมิดที่มี DNA จากสภาพแวดล้อมหรือแลกเปลี่ยน DNA กับเซลล์อื่น

เป็นผลให้สายพันธุ์อาร์เคียสามารถพัฒนาและเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็ว

โครงสร้างพื้นฐานของผนังเซลล์อาร์เคียนั้นคล้ายคลึงกับโครงสร้างของแบคทีเรีย โดยโครงสร้างนั้นยึดตามสายโซ่คาร์โบไฮเดรต

เนื่องจากอาร์เคียอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายกว่ารูปแบบชีวิตอื่นๆ ผนังเซลล์และการเผาผลาญของเซลล์จึงต้องมีความหลากหลายและปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของพวกมันอย่างเท่าเทียมกัน

เป็นผลให้ผนังเซลล์อาร์เคียบางส่วนมีคาร์โบไฮเดรตที่แตกต่างจากผนังเซลล์แบคทีเรีย และบางชนิดมีโปรตีนและไขมันเพื่อให้มีความแข็งแรงและทนต่อสารเคมี

ลักษณะเฉพาะบางอย่างของเซลล์อาร์เคียเกิดจากคุณสมบัติพิเศษของเยื่อหุ้มเซลล์

เยื่อหุ้มเซลล์อยู่ภายในผนังเซลล์และควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์กับสิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับเซลล์ที่มีชีวิตอื่นๆ เยื่อหุ้มเซลล์อาร์เคียประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดที่มีสายกรดไขมัน แต่พันธะในอาร์เคียฟอสโฟลิปิดนั้นมีลักษณะเฉพาะ

ทุกเซลล์มี a ฟอสโฟลิปิด bilayer แต่ในเซลล์ archaea bilayer มี อีเธอร์ พันธะในขณะที่เซลล์ของแบคทีเรียและยูคาริโอตมี เอสเทอร์ พันธบัตร

พันธะอีเทอร์มีความทนทานต่อกิจกรรมทางเคมีและช่วยให้เซลล์อาร์เคียสามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงที่จะฆ่าสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ในขณะที่พันธะอีเทอร์เป็นลักษณะสำคัญที่แตกต่างของเซลล์อาร์เคีย เยื่อหุ้มเซลล์ก็แตกต่างจากเซลล์อื่นๆ ในรายละเอียดของโครงสร้างและการใช้งานที่ยาวนาน ไอโซพรีนอยด์ เพื่อสร้างฟอสโฟลิปิดที่เป็นเอกลักษณ์ด้วยกรดไขมัน

ความแตกต่างของเยื่อหุ้มเซลล์บ่งบอกถึงความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่แบคทีเรียและยูคาริโอตพัฒนาขึ้นภายหลังหรือแยกจากอาร์เคีย

เช่นเดียวกับเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด Archaea อาศัยการจำลองแบบของ DNA เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ลูกสาวจะเหมือนกับเซลล์ต้นกำเนิด โครงสร้าง DNA ของอาร์เคียนั้นง่ายกว่าของยูคาริโอตและคล้ายกับโครงสร้างยีนของแบคทีเรีย ดีเอ็นเอถูกพบในพลาสมิดทรงกลมเดี่ยวที่ม้วนตัวในตอนแรกและยืดออกก่อนการแบ่งเซลล์

แม้ว่ากระบวนการนี้และการแตกตัวแบบไบนารีที่ตามมาของเซลล์จะเหมือนกับกระบวนการของแบคทีเรีย การจำลองและการแปลลำดับของ DNA จะเกิดขึ้นเช่นเดียวกับในยูคาริโอต

เมื่อ DNA ของเซลล์ถูกคลายออก เอ็นไซม์ RNA polymerase ที่ใช้ในการคัดลอกยีนจะคล้ายกับ eukaryote RNA polymerase มากกว่าเอนไซม์ของแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง การสร้างสำเนาดีเอ็นเอยังแตกต่างจากกระบวนการแบคทีเรีย

การจำลองและการแปล DNA เป็นวิธีการหนึ่งที่อาร์เคียเป็นเหมือนเซลล์ของสัตว์มากกว่าเซลล์ของแบคทีเรีย

เช่นเดียวกับแบคทีเรีย แฟลกเจลลา ปล่อยให้อาร์เคียเคลื่อนที่

โครงสร้างและกลไกการทำงานของพวกมันคล้ายกันในอาร์เคียและแบคทีเรีย แต่วิวัฒนาการและการสร้างต่างกันอย่างไร ความแตกต่างเหล่านี้ชี้ให้เห็นอีกครั้งว่าอาร์เคียและแบคทีเรียวิวัฒนาการแยกจากกัน โดยมีจุดแตกต่างในระยะแรกในแง่ของวิวัฒนาการ

ความคล้ายคลึงกันระหว่างสมาชิกของทั้งสองโดเมนสามารถสืบย้อนไปถึงการแลกเปลี่ยน DNA ในแนวนอนในภายหลังระหว่างเซลล์

แฟลเจลลัมในอาร์เคียเป็นก้านยาวที่มีฐานที่สามารถพัฒนาการกระทำแบบหมุนร่วมกับเยื่อหุ้มเซลล์ การกระทำแบบหมุนส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบวิปไลค์ที่สามารถขับเคลื่อนเซลล์ไปข้างหน้าได้ ในอาร์เคีย ก้านจะถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มวัสดุที่ฐาน ในขณะที่ในแบคทีเรีย ก้านกลวงถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายวัสดุขึ้นไปที่กึ่งกลางของโพรงและวางไว้ที่ด้านบน

แฟลกเจลลามีประโยชน์ในการเคลื่อนย้ายเซลล์ไปสู่อาหารและการแพร่กระจายออกไปภายหลัง การแบ่งเซลล์.

ลักษณะที่แตกต่างที่สำคัญของอาร์เคียคือความสามารถในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษและที่อยู่อาศัยที่รุนแรง

อาร์เคียถูกดัดแปลงโดยคำนึงถึงผนังเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ และเมแทบอลิซึม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม อาร์เคียสามารถใช้แหล่งพลังงานที่หลากหลาย รวมทั้งแสงแดด แอลกอฮอล์ กรดอะซิติก แอมโมเนีย กำมะถัน และการตรึงคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ

ของเสียรวมถึงมีเทน และอาร์เคียที่มีเมทาโนเจนเป็นเซลล์เดียวที่สามารถผลิตสารเคมีนี้ได้

เซลล์อาร์เคียสามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสามารถจำแนกได้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการอาศัยอยู่ในสภาวะเฉพาะ สี่ประเภทดังกล่าวคือ:

• ความทนทานต่ออุณหภูมิสูง: hyperthermophilic.
  
• สามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด: acidophilic.
• สามารถอยู่รอดได้ในของเหลวที่มีความเป็นด่างสูง: ด่าง.
• ความทนทานต่อปริมาณเกลือสูง: halophilic.

สภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรที่สุดบางส่วนบนโลกคือปล่องไฮโดรเทอร์มอลใต้ท้องทะเลลึกที่ก้นมหาสมุทรแปซิฟิกและน้ำพุร้อน เช่น ที่พบในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน อุณหภูมิที่สูงร่วมกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมักไม่เป็นอันตรายต่อชีวิต แต่อาร์เคีย เช่น อิกนิคอคคัส ไม่มีปัญหากับสถานที่เหล่านั้น

การต่อต้านของอาร์เคียต่อสภาวะดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องตรวจสอบว่าอาร์เคียหรือสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกันสามารถอยู่รอดในอวกาศหรือบนดาวเคราะห์ที่ไม่เป็นมิตรเช่นดาวอังคารได้หรือไม่

ด้วยลักษณะเฉพาะและลักษณะเด่นเมื่อเปรียบเทียบกับความโดดเด่น โดเมน Archaea สัญญาว่าจะ เผยให้เห็นลักษณะและความสามารถของเซลล์เหล่านี้ที่น่าสนใจยิ่งขึ้น และอาจให้การเปิดเผยที่น่าประหลาดใจใน อนาคต.