Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.1.2: Архея

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6960

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Опишіть, чому Археї було важко розмістити на дереві життя
    • Поясніть, що означає бути екстремофілом

    Коли ці мікроскопічні організми були вперше відокремлені від бактерій в 1977 році. Коли їх рибосомна РНК була секвенована, стало очевидним, що вони не мали тісного зв'язку з бактеріями і, здавалося, більш тісно пов'язані з еукаріотами. Деякий час їх називали архебактеріями, але щоб підкреслити їх відмінність, ми зараз називаємо їх Археями.

    Різноманітність археї

    Хоча археани беруть участь у багатьох важливих екологічних процесах і присутні в екосистемах Землі, вони найбільш відомі тим, що є екстремофілами, існуючими в умовах, які перешкоджають функціонуванню більшості організмів:

    • термофіли живуть при високих температурах
    • гіпертермофіли живуть при дійсно високих температурах (даний рекорд - 121° C!)
    • психрофіли (також звані кріофілами) люблять холод (один в Антарктиці найкраще росте при 4° C)
    • галофіли живуть у дуже сольових середовищах (як Мертве море)
    • ацидофіли живуть при низькому рН (як низький, як рН 1 і які вмирають при рН 7!)
    • луги процвітають при високому рН.
    Різноманітні морфології прокаріотичних клітин: деякі незграбні, деякі стрижневі, деякі з багатьма джгутиками, деякі ростуть ниткоподібно
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Різноманітність археї. Зображення Маулучоні, CC BY-SA 4.0, через Вікісховище.

    метаногени

    Метаногени - це хемоавтотрофи, які використовують водень як джерело електронів для зменшення вуглекислого газу до їжі. Цей процес виробляє метан («болотний газ», СН 4) як побічний продукт. Вони зустрічаються, що живуть в таких анаеробних середовищах, як:

    • гидота боліт і боліт
    • рубці великої рогатої худоби (де вони живуть на водні і СО 2, що виробляються іншими мікробами, що живуть разом з ними)
    • наша товста кишка (товста кишка)
    • осаду стічних вод
    • кишечник термітів

    Два метаногени, які мали свої повні геноми секвеновані, є Methanocaldococcus jannaschii та Methanotermobacter thermoautotroficus.

    Крена Археота

    Перші члени цієї групи, які будуть виявлені, як це дійсно гаряче і так називаються гіпертермофілами. Можна рости при 121° C (однакова температура в автоклавах, що використовуються для стерилізації культуральних середовищ, хірургічних інструментів тощо). Багато хто любить його кислий, а також гарячий і живуть в кислих сірчаних джерелах при рН до 1 (еквівалент розведеної сірчаної кислоти). Вони використовують водень як джерело електронів для зменшення сірки, щоб отримати енергію, необхідну для синтезу своєї їжі (з СО 2).

    Aeropyrum pernix є одним з членів групи, яка мала свій геном повністю секвенований. Інші члени цієї групи, здається, складають велику частку планктону в прохолодних морських водах та мікробів як у ґрунті, так і в океані, які перетворюють аміак у нітрити (нітрифікація).

    Еволюційне положення Археї

    Археї мають цікаву суміш ознак, характерних для бактерій, а також рис, виявлених у еукаріотів (обговорюється в розділі 2.1). Таблиця\(\PageIndex{1}\) підсумовує деякі з них.

    Таблиця\(\PageIndex{1}\): Риси, які археї мають спільні з Еукарією (зліва) та бактеріями (праворуч).

    Еукаріотичні риси бактеріальні риси
    • Машини для реплікації ДНК
    • Гістони
    • Нуклеосомоподібні структури
    • Машини транскрипції
      • РНК-полімераза
      • ТІБІБ
      • Тата-зв'язуючий білок (ТБП)
    • Машини для перекладу
      • фактори ініціації
      • рибосомальні білки
      • фактори подовження
      • отруєний дифтерійним токсином
    • Одинарна, кругова хромосома
    • Оперони
    • Немає інтронів
    • Мембранні транспортні канали бактеріального типу
    • Багато обмінних процесів
      • виробництво енергії
      • азот-фіксація
      • синтез полісахаридів

    Економічне значення Археї

    Оскільки у них є ферменти, які можуть функціонувати при високих температурах, докладаються значні зусилля для використання археї для комерційних процесів, таких як надання ферментів, що додаються до миючих засобів (підтримують їх активність при високих температурах та рН) та ферменту для приховування кукурудзяного крохмалю в декстрини. Архея також може бути зарахована для допомоги в очищенні забруднених ділянок, наприклад, розливів нафти.

    Відомих патогенних архей немає.

    Резюме

    Археї - це група прокаріотів, які відрізнялися від бактерій наприкінці 1970-х років. Ці організми часто існують в екстремальних середовищах і мають різноманітні обмінні процеси, включаючи анаероби, що виробляють метан. Археї важко розмістити в філогенетичному дереві життя. Хоча вони поділяють багато прокаріотичних ознак з бактеріями, вони, здається, генетично ближче до Еукарії, включаючи процеси, що використовуються для реплікації ДНК та синтезу білків.

    Атрибуція

    Контент, авторський і кураторський Марія Морроу з використанням наступних джерел: