Archaea -Domäne

Archaeas Illustration

Was ist Archaea Domain?

Er Archaea -Domäne o Archaea -Königreich repräsentiert eine der drei Domänen des Lebens. Es besteht aus sehr ähnlichen mikroskopischen einzelligen Organismen und unterscheidet sich gleichzeitig sehr von Bakterien und Eukaryoten in vielen Aspekten.

Die Existenz dieser Gruppe wurde kürzlich nachgewiesen, mehr oder weniger in den späten 1970er Bögen, auch Archaeobakterien genannt.

Woee- und Mitarbeiterstudien basierten auf vergleichenden phylogenetischen Analysen zwischen den Sequenzen ribosomaler RNAs aller Lebewesen, und der Begriff der drei Domänen wird trotz der immensen Menge an Sequenzen, die weiterhin zu Katalogen ribosomaler RNA (Datenbanken) hinzugefügt werden, beibehalten (Datenbänke) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbanken) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbanken) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbänke) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbanken) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbänke) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbänke) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbänke) (Datenbanken) hinzugefügt werden (Datenbahnen) (Datenbanken) zu addieren, wird beibehalten (Datenbanken).

Diese Studien haben es geschafft, die Möglichkeit zu sehen, dass die Bögen eine Brudergruppe der Eukaryoten sind, trotz ihrer Ähnlichkeiten mit ihren Prokaryoten (Bakterien), sodass sie die "verloren.

Es wird davon ausgegangen.

Die Bögen sind durch Bewohnern unter „extremen“ Bedingungen wie heißen Quellen, Salinas, Umgebungen mit sehr hohen Temperaturen und sehr sauren pH -Wert, unwirblichen Stellen, an denen die Sauerstoffkonzentration sehr reduziert oder null usw. ist, gekennzeichnet.

Evolutionärer Ursprung und rPhylogenetische Eläste

Es gibt drei Theorien über den möglichen Ursprung der drei Bereiche des Lebens, die von Woese und Mitarbeitern vorgeschlagen wurden:

1. Bakterien divergierten zuerst und bildeten eine Linie, die Bögen und Eukaryoten produzierte
2. Eine „proto-eukariotische“ Linie, die von einer vollständig probotischen Abstammung (der von Bakterien und Bögen) abweicht
3. Die Bögen wechselten von einer Linie ab, die später zu Eukaryoten und Bakterien führte

1989 schlugen zwei Forscher, Gogarten und Iwabe, unabhängig einen Weg vor, um alle lebenden Organismen phylogenetisch zu analysieren (eine unmögliche Sache aus den Studien zu einzigartigen Gensequenzen).

Iwabe verwendete die Analyse der Sequenzen von Genen, die in "frühen" Ereignissen der Gen -Duplikation produziert wurden, wodurch der Baum des Lebens aus dem Vergleich der Sequenz der Papageiengene "Wurzeln", die Dehnungsfaktoren kodieren.

Dehnungsfaktoren sind GTP -Bindungsproteine, die an der Translation beteiligt sind, insbesondere in der Vereinigung von Übertragungs -RNA.

Nach den Ergebnissen der Vergleiche zwischen den Sequenzen der drei Gruppen sind die Gene, die für die Dehnungsfaktoren in den Bögen kodieren.

Der Baum des Lebens

Gogarten hingegen verglichen die Sequenzen anderer Gene, die durch Duplikationsereignisse produziert wurden, insbesondere solche, die für Typ V- und Typ -F -Untereinheiten des ATPase -Enzyms codieren, die in Arzen/Eukaryoten bzw. in Bakterien gefunden werden.

Die von Gogarten erzielten Ergebnisse zeigen, wie die oben angegeben, dass diese Gene in den Bögen (die angeblich aus genetischen Duplikationsereignissen hervorgegangen sind) enger mit Eukaryoten verwandt sind als mit ihren bakteriellen Gegenstücken.

Diese Argumente wurden auch durch die Analyse anderer Jahre später unterstützt, die Sequenzen aus einer anderen Familie doppelter Gene verwendeten, die der Aminoacil -Syntheseübertragung.

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Der Woese -Baum

Woeses Lebensbaum

Woese verwendete die Analysen von Gogarten und Iwabe und andere Studien, die mit den ribosomalen RNA -Sequenzen zusammenhängen Obwohl die ribosomalen RNA -Sequenzen zwischen Bögen und Bakterien einander ähnlicher sind.

Archaea -Domain -Funktionen

Die Bögen sind bekannt für einige ganz bestimmte (eigene) Merkmale und auch für die Präsentation von "Kombinationen" von Eigenschaften, die einst als für Bakterien oder für eukaryotische Organismen angesehen wurden.

- Wie Bakterien, Bögen Sie sind prokaryotische Agenturen, Das heißt, im genetischen Material ist nicht von einer Membran (sie haben keinen Kern) und es gibt keine zytoplasmatischen Membranorganellen.

- Sie sind im Allgemeinen Mikroorganismen, ähnlich denen von Bakterien, ihre DNA ist in Form von a Kreischromosom und einige kleinere kreisförmige Fragmente, die als bekannt als Plasmide.

- Sie teilen mit Bakterien das Vorhandensein von Topoisomerase und Tourenenzyme Ähnlich, was "indirekt" Beweise für die "Nähe" in Bezug auf die chromosomale Struktur beider Gruppen von Organismen darstellt.

- Archaeas -Gene zeigen jedoch eine großartige Homologie mit vielen Eukaryoten, vor allem mit denen, deren Entdeckung aus Studien mit Antibiotika stammt.

- Die Maschinerie von Reproduzieren, Transkription Und Übersetzung von Eukaryoten und Bögen ist sehr ähnlich, insbesondere in Bezug auf das Enzym ADN -Polymerase.

- Seine kodierenden Gene für Protein Sie haben keine Introns (Aber andere tun es) entgegen eukaryotischen Genen. Darüber hinaus haben Bögen Proteine, die mit Histonen ähneln, die mit ihrer DNA assoziiert sind, in Eukaryoten vorhanden und in Bakterien nicht vorhanden sind.

- Sie sind durch das Vorhandensein von gekennzeichnet Ether-Lipide von Isoprenil in seinen Zellmembranen sowie durch Abwesenheit von Acyl-soler-Lipiden und einer Fettsäuresynthesase.

- Eine der Untereinheiten seines RNA -Polymerase -Enzyms ist geteilt und seine Gesandten -RNAs sowie in Bakterien haben keine "Kapuzas" (vom Englischen Kerl) An seinen Enden 5 '.

- Sie haben einen ganz bestimmten Bereich an Antibiotika -Empfindlichkeit und haben Typ -II -Restriktionsenzyme Sehr ähnlich denen, die für Bakterien beschrieben wurden.

- Ein weiteres wichtiges Merkmal hat damit zu tun, dass ein Großteil der Bögen hat Zellwand, Im Gegensatz zu Bakterien besteht dies jedoch nicht aus Peptidoglycan.

Eigenschaften seiner Membranlipide

Archaische Membranlipide unterscheiden.

Der Hauptunterschied zwischen diesen amphipatischen Molekülen (mit einem hydrophilen polaren Ende und einem hydrophoben Apolar) besteht darin entspricht einem Esterlink.

Ein weiterer wichtiger Unterschied besteht.

Die Lipide von Eukaryoten und Bakterien werden auf einem Glycerin -Skelett "konstruiert", zu dem die Fettsäureketten in den Positionen verestert werden, die Kohlenstoffatomen 1 und 2 entsprechen, aber in den Bögen enthalten die Glycerolethers Säuren Fett in den Position 2 und 3 und 3.

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Ein weiterer Unterschied zu Membranlipiden hat mit seinem Biosyntheseweg zu tun, da einige Enzyme in den Bögen auch unterschiedlich sind.

Zum Beispiel haben einige Arten von Bögen ein bifunktionales Transfer-Prenil. In Bakterien und Eukaryoten werden diese Funktionen durch getrennte Enzyme durchgeführt.

Klassifizierung von Bögen

Nach den Daten der Sequenzen der kleinen Untereinheiten der Ribosomales der Bögen wurde diese Gruppe hauptsächlich in zwei „Kanten“ unterteilt, die als Kante bekannt sind Crenarchaeota und die Kante Euryarchaeta, deren Mitglieder vor allem kultivierten Bögen sind In vitro.

Viele der kürzlich beschriebenen Bögen wurden jedoch nicht kultiviert In vitro Und sie sind nur intensiv mit den Sequenzen verwandt, die von den in den Labors gehaltenen Arten isoliert wurden.

Rand Crenarchaeota

Thermophile Bakterien, Crenarchaeota -Rand

Diese Gruppe besteht hauptsächlich aus Arten von hyperthermophilen und thermozidophilen Bögen, dh jener Geschlechter von Bögen, die unwirkliche Umgebungen mit thermischen Bedingungen und extremem pH -Wert bewohnen.

Es besteht aus einer einzelnen taxonomischen Klasse, die als bekannt ist als Themoprotei, Innerhalb sind die nächsten fünf taxonomischen Bestellungen: Acidilobales, Desulfurococcal, Vorbilder, Sulfolobales Und Thermoproteales.

Beispiel für einige der zu diesen Klassen gehörenden Genres können die Genres sein Sulfolobus, Desulforococcus, Pyrodictium, Themoproteus Und Themfilum.

Rand Euryarchaeta

Methanosarcina Barkeri Fusaro, Euryarchaota Filo

Die Mitglieder dieser Gruppe haben einen etwas breiteren ökologischen Bereich, der in der Lage ist, einige Hyperthermophile, metenogene, halophile und sogar thermophile Messgeräte, nimidale Bögen, Schwefelabbau, Eisenoxidaden und einige Organrophile und einige Organotrophile zu finden.

Für Euriarquotas beschriebene taxonomische Klassen sind acht und sind als bekannt als als Methanopyri, Methanococci, Methanobakterien, Methanomycrobie, Archaeglobi, Halobakterien, Thermococci Und Themoplasmata.

Viele der zu dieser Gruppe gehörenden Bögen sind weit verbreitet und befinden sich in den Böden, Sedimenten und Meeresgewässern sowie in den beschriebenen extremen Umgebungen.

Rand Thaumarchaeota

Axinella Polypoiden, Thaumarchaeota Filo. Quelle: Liné1, CC BY-SA 3.0, über Wikimedia Commons

Diese Kante wurde vor kurzem definiert und nur sehr wenige Arten, die zu ihr gehören, wurden kultiviert In vitro, Über diese Organismen ist so wenig bekannt.

Alle Randmitglieder erhalten ihre Energie aus der Ammoniumoxidation und sind weltweit in Süßwasserkörpern, Böden, Sedimenten und heißen Federn verteilt.

Philos Korachaeota, Aigachaeota Und Garchaeota

Korachaeota

Einige Expertenforscher auf diesem Gebiet, die auf der Analyse genomischer Sequenzen basieren.

Im Allgemeinen wurden Mitglieder dieser Kanten unter der Oberfläche vieler Land- und Meeresökosysteme gefunden, aber auch in thermischen Gewässern und in hydrothermalen Systemen aus Tiefsee.

Ernährung

Die Mehrheit der archaischen Arten mit Chimiórophos -Organismen kann in der Lage sein, hoch reduzierte anorganische Verbindungen zu verwenden, um die Energie zu erhalten, die sie benötigen, um ihre Stoffwechselmaschinerie zu "bewegen", insbesondere diejenige, die mit dem Atmen zu tun hat.

Die "Spezifität" durch die anorganischen Moleküle, die sie als Substrate verwenden, um Energie zu produzieren, hängt von der Umgebung ab, in der sich jede bestimmte Art entwickelt.

Andere Bögen sowie Pflanzen, Algen, Briophyten und Cyanobakterien können die Photosynthese durchführen, dh sie verwenden und wandeln die Lichtenergie von Sonnenstrahlen in nützliche chemische Energie um.

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Es wurde gezeigt, dass einige Bögen im Magen (Pansen) einiger Wiederkäuertiere leben (darunter Kühe, Schafe, Ziegen usw.), so werden diese als "gegenseitige Bögen" beschrieben, da sie einen Teil der Faser konsumieren, die diese Tiere essen und mit der Verdauung einiger ihrer Komponenten zusammenarbeiten.

Reproduktion

Genau wie Bakterien sind Bögen einzellige Organismen, deren Reproduktion ausschließlich asexuell ist. Die Hauptmechanismen, die aus den aufrechterhaltenen Arten beschrieben wurden In vitro Sind:

- Binärspaltung, wobei jede Archa "Teil" in zwei Hälften ist, um zwei identische Zellen zu entstehen

- Gemination oder "Fragmentierung", bei denen Zellen "Fragmente" oder "Teile" von sich selbst abgeben, die in der Lage sind, neue, genetisch identische Zellen zu bilden.

Lebensraum

Die Bögen haben sich hauptsächlich mit "extremen" Umgebungen zusammenhängen, dh jene natürlichen Orte, die ernsthafte Einschränkungen für die normale Entwicklung von Lebewesen auferlegen, insbesondere in Bezug auf Temperatur, pH, Salzgehalt, Anaerobiose (Fehlen von Sauerstoff) usw.; Grund, warum Ihre Studie äußerst interessant ist, weil sie einzigartige Anpassungen haben.

Die jüngsten Techniken der molekularen Analyse zur Identifizierung von Arten von nicht zugewandten Mikroorganismen (isoliert und aufrechterhalten In vitro In einem Labor) haben sie das Vorhandensein von Bogen erkennen.

Die meisten der in der Natur identifizierten Bögen werden jedoch nach dem Lebensraum klassifiziert, den sie besetzen, und sind Verwandte in der Literatur.

Die Umgebungen, die von Hyperthermophilbögen besetzt sind, sind diejenigen, die durch sehr hohe konstante Temperaturen gekennzeichnet sind (weit über den "normalen" Temperaturen, denen die meisten Lebewesen ausgesetzt sind).

Die Umgebungen, in denen extreme Acidophile leben, sind diejenigen, in denen der pH -Wert sehr niedrig ist und diese auch durch hohe Temperaturen (extrem.

Metanogene Bögen leben in Abwesenheit von Sauerstoff oder Anaerobiose in Umgebungen, in denen andere Moleküle wie Elektronenakzeptoren in ihrem Stoffwechsel verwendet werden können und in der Lage sind, Methan als Produkt von Stoffwechsel "Abfall" zu produzieren.

Beispiele für Bögenarten

Es gibt zahlreiche bekannte Arten von Bögen, aber hier werden nur einige von ihnen gemacht.

INGICOCCUS -Krankenhaus Und Nanoarchaeum Equitans

INGICOCCUS -Krankenhaus

Yo. Krankenhaus Es gehört zur Gattung von Krenarquotas. Diese Art hat das kleinste Genom aller bisher in vitro beschriebenen Bögen.

Yo. Krankenhaus Es verhält sich wie ein "Parasit" oder "Symbiote" einer anderen Art: Nanoarchaeum Equitans. Letzteres wurde nicht kultiviert In vitro Und sein Genom ist das kleinste aller ungebrasteten Bögen, die beschrieben wurden.

Es wohnt hauptsächlich in Meeresumgebungen und verfügt nicht über Gene für die Biosynthese von Lipiden, Aminosäuren, Nukleotiden oder Cofaktoren Yo. Krankenhaus.

Acidilobus Saccharovorans

Dies ist eine Art anaerobe thermazidophile Archa, dh in schlechten oder völlig fehlenden Sauerstoffumgebungen mit hohen Temperaturen und pH -Wert extrem niedrig. Es wurde erstmals in Körpern terrestrischer heißer Quellen in Kamchatka gefunden.

Staphylothermus Hellenicus

Diese Archa gehört zum Rand der Krenarquotas, insbesondere zur Reihenfolge des Desulfurokokkens. Es ist eine heterotrophe heterthermophile Archa (lebt in sehr heißen Umgebungen) und benötigt Schwefel, um Energie zu erhalten.