Archaea: Estructura, Características y Dominio

archaea es una clasificación relativamente nueva de la vida propuesta inicialmente por carl woese, un microbiólogo estadounidense, en 1977.

descubrió que las bacterias, que son células procariotas sin núcleo, podrían dividirse en dos grupos distintos en función de su material genético. tanto las bacterias como las arqueas son organismos unicelulares, pero las arqueas tienen una estructura de membrana celular completamente diferente que les permite sobrevivir en ambientes extremos.

Al principio, se sugirió que la vida se agrupara en los tres dominios de eukarya, bacterias y arqueobacterias. (puede ver estos tres nombres comenzando con letras minúsculas, pero cuando se habla de los dominios específicos, los términos están en mayúscula).

cuando más investigaciones revelaron que las células de las arquebacterias del dominio eran en realidad bastante diferentes de las bacterias, el antiguo término se eliminó. los nuevos nombres de dominio son bacterias, arqueas y eukarya, donde eukarya consiste en organismos cuyas células tienen un núcleo.

en el árbol de la vida, las células del dominio arqueas están situadas entre las células de las bacterias y las de los eucariotas, que incluyen organismos multicelulares y animales superiores. Las arqueas se reproducen asexualmente a través de la fisión binaria; Las células se dividen en dos bacterias similares. En términos de su membrana y estructura química, las células arqueas comparten características con células eucariotas.

Las características únicas de las arqueas incluyen su capacidad para vivir en ambientes extremadamente calientes o químicamente agresivos, y se pueden encontrar en toda la tierra, dondequiera que sobrevivan las bacterias. los arqueas que viven en hábitats extremos, como las aguas termales y las fuentes de aguas profundas, se llaman extremófilos. Debido a su identificación bastante reciente como un dominio separado en el árbol de la vida, aún se está descubriendo información fascinante sobre las arcas, su evolución, su comportamiento y su estructura.

las arqueas son procariotas, lo que significa que las células no tienen un núcleo u otros orgánulos unidos a la membrana en sus células. como las bacterias, las células tienen un anillo enrollado de ADN, y el citoplasma celular contiene ribosomas para la producción de proteínas celulares y otras sustancias que la célula necesita. a diferencia de las bacterias, la pared celular y la membrana pueden ser rígidas y dar a la célula una forma específica, como plana, en forma de barra o cúbica.

Las especies de arqueas comparten características comunes, como la forma y el metabolismo, y pueden reproducirse a través de la fisión binaria al igual que las bacterias. Sin embargo, la transferencia horizontal de genes es común, y las células arqueas pueden captar plásmidos que contienen ADN de su entorno o intercambiar ADN con otras células. como resultado, las especies de arqueas pueden evolucionar y cambiar rápidamente.

La estructura básica de las paredes celulares de las arqueas es similar a la de las bacterias, ya que la estructura se basa en cadenas de carbohidratos. Debido a que las arqueas sobreviven en entornos más variados que otras formas de vida, su pared celular y su metabolismo tienen que ser igualmente variados y adaptarse a su entorno. como resultado, algunas paredes celulares de arqueas contienen hidratos de carbono que son diferentes de las paredes celulares de las bacterias, y algunas contienen proteínas y lípidos para darles fuerza y ​​resistencia a los químicos.

Algunas de las características únicas de las células arqueas se deben a las características especiales de su membrana celular. La membrana celular se encuentra dentro de la pared celular y controla el intercambio de sustancias entre la célula y su entorno. Como todas las demás células vivas, la membrana celular de las arqueas está formada por fosfolípidos con cadenas de ácidos grasos, pero los enlaces en los fosfolípidos de las arqueas son únicos.

todas las células tienen una bicapa de fosfolípidos, pero en las células arqueas, la bicapa tiene enlaces éter , mientras que las células de las bacterias y los eucariotas tienen enlaces éster . Los enlaces éter son más resistentes a la actividad química y permiten que las células arqueas sobrevivan en ambientes extremos que podrían matar otras formas de vida. Si bien el enlace éter es una característica diferenciadora clave de las células arqueas, la membrana celular también difiere de la de otras células en los detalles de su estructura y su uso de largas cadenas isoprenoides para elaborar sus fosfolípidos únicos con ácidos grasos.

las diferencias en las membranas celulares indican una relación evolutiva en la cual las bacterias y los eucariotas se desarrollaron posteriormente o por separado de las arqueas.

como todas las células vivas, las arqueas se basan en la replicación del ADN para garantizar que las células hijas sean idénticas a la célula madre. La estructura de ADN de las arqueas es más simple que la de los eucariotas y similar a la estructura génica bacteriana. El ADN se encuentra en plásmidos circulares únicos que se enrollan inicialmente y se enderezan antes de la división celular.

Si bien este proceso y la subsiguiente fisión binaria de las células es como la de las bacterias, la replicación y traducción de las secuencias de ADN se lleva a cabo como ocurre en los eucariotas.

una vez que el ADN de la célula se desenrolla, la enzima polimerasa de ARN que se utiliza para copiar los genes es más similar a la polimerasa ARN de eucariotas que a la enzima bacteriana correspondiente. La creación de la copia del ADN también difiere del proceso bacteriano. La replicación y traducción del ADN es una de las formas en que las arqueas se parecen más a las células de los animales que a las bacterias.

Al igual que con las bacterias, los flagelos permiten que las arqueas se muevan. su estructura y mecanismo operativo son similares en arqueas y bacterias, pero la forma en que evolucionaron y cómo se construyen difieren. estas diferencias nuevamente sugieren que las arqueas y las bacterias evolucionaron por separado, con un punto de diferenciación desde el principio en términos evolutivos. Las similitudes entre los miembros de los dos dominios se pueden rastrear hasta el posterior intercambio horizontal de ADN entre las células.

El flagelo en las arqueas es un tallo largo con una base que puede desarrollar una acción rotatoria junto con la membrana celular. la acción rotatoria da como resultado un movimiento de tipo whiplike que puede impulsar la celda hacia adelante. en arqueas, el tallo se construye agregando material en la base, mientras que en las bacterias, el tallo hueco se construye moviendo el material hacia arriba en el centro hueco y depositándolo en la parte superior.

Los flagelos son útiles para mover las células hacia la comida y para extenderse después de la división celular.

La principal característica diferenciadora de las arqueas es su capacidad para sobrevivir en ambientes tóxicos y hábitats extremos. Dependiendo de su entorno, las arqueas se adaptan a su pared celular, membrana celular y metabolismo. Las arqueas pueden usar una variedad de fuentes de energía, incluida la luz solar, el alcohol, el ácido acético, el amoníaco, el sufur y la fijación de carbono a partir de dióxido de carbono en la atmósfera. los productos de desecho incluyen el metano y las arqueas metanogénicas son las únicas células capaces de producir este químico.

Las células archaea capaces de vivir en ambientes extremos pueden clasificarse según su capacidad para vivir en condiciones específicas. Cuatro de estas clasificaciones son:

• Tolerancia a altas temperaturas: hipertermófila.
  
• Capaz de sobrevivir a ambientes ácidos: acidófilos.
• Puede sobrevivir en líquidos altamente alcalinos: alcalifílicos.
• Tolerancia al alto contenido en sal: halófila.

algunos de los entornos más hostiles de la tierra son las fuentes hidrotermales de aguas profundas en el fondo del océano Pacífico y las aguas termales, como las que se encuentran en el parque nacional de Yellowstone. Las altas temperaturas en combinación con los químicos corrosivos son usualmente hostiles a la vida, pero las arqueas como el ignicoco no tienen problemas con esas ubicaciones.

la resistencia de las arqueas a tales condiciones ha llevado a los científicos a investigar si las arqueas u organismos similares podrían sobrevivir en el espacio o en planetas hostiles como Marte. Con sus características únicas y la aparición relativamente reciente de prominencia, el dominio archaea promete revelar características y capacidades más interesantes de estas células, y puede ofrecer revelaciones sorprendentes en el futuro.