Archebacteria je kaj?

Arhebakterije so enocelični organizmi, ki na začetku nimajo jedra. Po eni od teorij o izvoru življenja se domneva, da so se ta bitja prvič pojavila in šele nato so se pojavile bakterije, virusi in drugi organizmi.

Zgodovinska perspektiva

Arhebakterije so prvič opredelili kot ločeno podkrajstvo leta 1977 znanstveniki K. Wese in J. Fox. Dokazano je, da njihova celična stena proizvaja izvirne encime in ni podobna celičnim stenam drugih bakterij, ki so bile predhodno pregledane. To odkritje smo dosegli z uporabo primerjalne analize 16S rRNA. S tradicionalno mikroskopijo je skoraj nemogoče zaznati značilne razlike med predstavniki arhebakterij, ki jih sestavljajo subcentri iz resničnih bakterij. Predvidoma so se pojavili na planetu pred približno tremi milijardami let, pred-jedrski mikroorganizmi.

Razvrstitev

Vse bakterije spadajo v biološko področje prokariontov. Arhebakterije niso nobena izjema. V biosistemu obravnavani organizmi spadajo v istoimensko podkrajstvo, znotraj katerega se razlikujejo:

• anaerobna (živi brez kisika);
• mikroorganizmi, ki obnavljajo žveplo;
• bakterije, ki presnavljajo molekularno žveplo in so povezane z ekstremnimi termofili;
• termokidofilne mikoplazme in izredno halofilne bakterije.

Raziskovalci različno razvrstijo to vrsto organizmov. Nekateri so za njih izbrali kraljestvo prokariontov, medtem ko drugi menijo, da je bolj pravilno, da jih napotimo na ločen razred kraljestva prokariontov.

Kaj potrebujete in kaj so

Arhebakterije se odlikujejo po metabolizmu, ekoloških in fizioloških značilnostih. Razmislite o nekaterih vrstah predstavnikov tega bioklasa.

Najbolj znan metan-arheje. To so mikroorganizmi, pri čemer se metan tvorjen na našem planetu. So obvezuje anaerobi, najpogosteje najdemo v močvirjih, blato vodoemnom, prebavni sistem goveda in drugih prežvekovalcev, čistilne naprave, poplavnih prsti.

Poleg tega nekateri predstavniki serobakterij spadajo v arhebakterije. Sodelujejo v kroženju žvepla, spodbujajo njegovo oksidacijo in tvorbo kisline, ki ima korozivne lastnosti. Ti mikroorganizmi v svojih celicah koncentrirajo kemično snov, zato ima njihovo kopičenje na določenih mestih odločilno vlogo pri nukleaciji velikih virov žvepla.

Arhebakterije niso parazitni organizmi, zato jih v omejenih količinah uporabljamo v medicini kot splošni restavrator. Prispevajo tudi k uporabi organskih odpadkov. To je pomen arhebakterij.

Ekološke značilnosti

Arhebakterije so živi organizmi, prilagojeni vsem življenjskim razmeram, do katere koli vrste ekologije. Med njimi so termofili, ki lahko obstajajo pri temperaturi nad 110 ^oC. Bakterije, ki živijo v diametralnem nasprotju v kislinskih pogojih - acidofili. "Ljubijo" kislino in živijo na ravni pH 1. Alkafili raje živijo v alkalnem okolju, kjer lahko pH doseže 11. Poleg tega so med navedenimi podkarhardom tudi predstavniki, ki lahko:

• obstajajo z omejenimi vlažnimi viri (kserofili);
• pomnožimo v pogojih z zmanjšano pozitivno in negativno temperaturo, do -10 ^oC (psihrofili);
• naseljuje solne raztopine s koncentracijo soli do 30% (halofili);
• vzdrži atmosferski tlak do 700 atmosfer (barophils).

Iz okolja porabijo le preproste organske snovi. Odvisnost od naravnih pogojev je minimalna.

Struktura

Za vse predstavnike arhebakterij so značilne naslednje značilnosti:

• V celični steni ni peptidoglikana. Namesto tega vključujejo psevdomurein, ki v peptidnih mostovih ne vsebuje muraminske kisline in D-aminokislin.
• V membranah arhebakterialne podzavesti bifinalni estri glicerola nadomestijo maščobne kisline z glicerolom.
• V transportni RNA se tiamin nadomesti z drugimi bazami. Geni, ki kodirajo to RNK, imajo introni, ki so značilni za evkarionte.
• V genomu se zaporedja ponovijo večkrat, kar je enako kromosomni DNK evkariontov.
• V primerjavi s slednjim imajo arhebakterije višje beljakovine povečane kislosti.
• Arhebakterije vsebujejo predvsem cilindrične in sferične celice. Prav tako so ravne celice, kot so koščki lomljenega stekla.

To so značilnosti strukture arhebakterij.

Pogosto je z drugimi mikroorganizmi

Vse bakterije, ki spadajo v področje prokariontov, so razdeljene v podkategorije Archebacteria in Oxyphotobacteria, prav tako pa tudi v realne bakterije.

Kolonije nekaterih resničnih bakterij lahko vidimo s prostim očesom. V obliki so lahko zelo različni: cocci, spirila, sarcin in drugi. Celična stena je zgrajena na osnovi snovi, ki je blizu sestave, strukture celuloze in prekrita z sluzom od zgoraj. Njena vsebina je ločena od stene z membrano. Ni plastidov in mitohondrije, obkroženih z membrano, ki je značilna za živali in rastlinske organizme. Sintezo beljakovin, tako kot pri evkariontskih organizmih, poteka s pomočjo ribosomov.

Če pride do neugodnih razmer, večina bakterij lahko tvorijo spore z izoliranjem dela citoplazme, ki jo pokriva kapsula. Presnova v celici ustavi, vendar bakterije še naprej živijo. Nosijo jih veter, v ugodnih razmerah se vrnejo v aktivno življenje.

V nasprotju z bakterijami imajo arhebakterije primerljive velikost ribosomov z evkariontom. V tem primeru sta oba povezana s heterotrofi. Nekateri so sposobni fotosinteze, vendar za razliko od rastlin, ne zaradi vsebnosti klorofila, ampak zaradi ti bakterioklorofila. V procesu bakterijske fotosinteze se tukaj ne sprošča kisik, kot v rastlinah. Predstavniki teh dveh razredov imajo pogosto flagella.

Primerjalne značilnosti arhe- in oksifetobakterij

Druga vrsta vključuje predvsem cianobakterije ali modro-zelene alge. Arhebakterije in oksifobakterije se znatno razlikujejo, kljub dejstvu, da obe vrsti pripadata heterotrofom. Oksifitobakterije imajo klorofil, ki se razlikuje po strukturi. Poleg tega so lahko v prisotnosti tega mikroorganizma fotosintetični pigmenti. V subarhebakteriji in oksifobakteriji se proces fotosinteze nadaljuje na različne načine. Hkrati pa flagella ne opazimo v drugem. Pri oksifobakterijah v nasprotju z arhebakterijami proces fotosinteze spremlja sproščanje kisika.

Reprodukcija v vseh prokariotah je približno enaka - delitev celice na polovico. Celica v oksifibobakteriji ima majhno količino celuloze, večinoma tam pektinske snovi in polisaharidi.

Metode pridobivanja energije v prokariontih

Iz zunanjega okolja lahko na različne načine, da zagotavljajo energijo za prokariontih. Arheje prilagoditi življenju tako s kisikom (aerobno), in brez nje. V anaerobno dihanje pojavi nastajanje metana. Več Archaebacteria živijo na morskem dnu, v mulju, ki se izvaja tako imenovani "sulfat dihanje" (zmanjšanje sulfat), pri čemer so sulfati pretvori v vodikov sulfid.

Za obravnavano podkrajstvo živih organizmov je značilna kemosinteza. Razume se kot proces oksidacije ne le organskih, temveč tudi anorganskih spojin. Torej, vodik iz globin našega planeta lahko oksidira s sulfati, ki tvorijo vodo in vodikov sulfid. Žveplo v procesu kemosinteze opravlja vlogo oksidatorja in reducenta.

Tako so arhebakterije sposobne izvesti postopek kemosinteze, v kateri se organske snovi tvorijo zaradi reakcij oksidacije in redukcije.

Poleg tega lahko nekateri predstavniki te vrste prejemajo energijo s fermentacijo. Drugi najdejo v verigi elektronske transportne verige, v kateri sodelujejo citokromi, kinoni in ferredoksini. V tem primeru pride do transmembranskega prenosa protonov.

Vrste prehrane in presnovnih reakcij pri arheebakterijah

Za organizme, ki sestavljajo obravnavano podkrajstvo, obstaja 4 vrste hrane:

• kemoorganoheterotropni;
• fotoheterotropni;
• kemolitoheterotropni;
• kemolitoautotrophic.

V večini se metabolične reakcije pojavijo podobno kot pri resničnih bakterijah.

Na koncu

Arhebakterije so starodavne bakterije v dobesednem prevodu iz grškega jezika. So mikroorganizmi s pre-jedrsko strukturo celice. Z nekaterimi lastnostmi se razlikujejo od realnih bakterij. Med arhebakterijami in oksifobakterijami opazimo največje razlike. Glavne razlike od dejstva, da celične stene vsebujejo psevdomurejin, se pojavi tRNA v drugem zaporedju baz. Ti organizmi so prilagojeni obstoju v skoraj vseh pogojih. Za nekatere od njih je značilen postopek fotosinteze brez evolucije kisika, ki nadaljuje s pomočjo bakteriohodopsina (bakteriohlorofil).