Características y Clasificación (Dominio Archaea)

Características del Dominio Archaea.

El Dominio Archaea o reino archaea representa representa uno de los tres Dominios de la vida. Está compuestos por organismos procariotas unicelulares microscópicos muy similares al mismo tiempo muy diferentes a las bacterias y a los eucariotas en muchos aspectos.

Las Archaeas con conocidas por algunas características muy particulares (propias) y también por presentar combinaciones de características que alguna vez se pensó que eran exclusivas para las bacterias o para los organismos eucariotas.

• Al igual que las Bacterias, las Archaeas son organismos procariotas, es decir, que en su interior el material genético no esta encerrado por una membrana (no tiene núcleo) y no existen orgánulos membranosos citoplasmáticos.

• Generalmente son microorganismos de tamaño similar al de las bacterias, su ADN se encuentra en la forma cromosoma circular y algunos fragmentos circulares de menor tamaño conocidos como plásmidos.

• Comparten con las bacterias la presencia de enzimas topoisomerasas y girasas similares, lo que representa una evidencia indirecta de la cercanía en cuanto a la estructura cromosómica  de ambos grupos de organismos. 

• Los organismos de las Archaeas muestran una gran homología con muchos génes eucariotas, especialmente con aquellos cuyo descubrimiento deriva de estudios con antibióticos.

• La maquinaria de replicación, transcripción y traducción de eucariotas y arqueas es muy parecida, sobre todo respecto a la enzima  ADN polimerasa.

• Sus génes codificantes para proteínas no tienen intrones (pero otros sí), caso contrario a las eucariotas. Ademas, las arqueas tienen proteínas similares a las histonas  asociadas con su ADN, presentes en eucariotas y ausentes en bacterias.

• Se caracterizan por la presencia de éter-lípidos de isopreníl en sus membranas celulares, así como la ausencia de lípidos acil-estér y de un ácido graso sintetasa.

• Una de las subunidades de su enzima ARN polimerasa esta dividida y sus ARN mensajeros, así como las bacterias no poseen capuchas (del inglés cap) en sus extremos 5.

• Tienen un rango muy específico de sensibilidad a antibióticos y poseen enzimas de restricción tipo II  muy parecidas a las que se han descrito en las bacterias.

• Gran parte de las arqueas poseen pared celular, pero a diferencia de las bacterias, está no esta compuesta por peptidoglicano. 

Características de sus lípidos de su membrana.

Los lípidos de la membrana celular de las arqueas difieren considerablemente de los que se encuentran en las bacterias y en los organismos eucariotas, y esto ha sido considerado como una característica diferencial muy importante.

• La principal diferencia entre estas moléculas anfipáticas (con un extremo polar hidrofílico y uno apolar hidrofóbico) es que la unión entre la porción de glicerol y las cadenas de ácidos grasos en los lípidos de arqueas es a través de un enlace éter, mientras que en las bacterias y los eucariotas corresponde a un enlace éster. 

• Otra diferencia importante es que las arqueas poseen lípidos con ácidos grasos caracterizados por la presencia de cadenas isoprenil altamente ramificadas con grupos metilo, entretanto los eucariotas y las bacterias poseen predominantemente ácidos grasos de cadenas no ramificadas.

• Los lípidos de los eucariotas y de las bacterias están “construidos” sobre un esqueleto de glicerol al cual están esterificadas las cadenas de ácidos grasos en las posiciones correspondientes a los átomos de carbono 1 y 2, pero en las arqueas los éteres de glicerol contienen ácidos grasos en las posiciones 2 y 3.

• Otra diferencia tiene que ver con su ruta biosintética, pues algunas enzimas también son diferentes en las archaeas.

• Por ejemplo, algunas especies de arqueas poseen una enzima prenil transferasa bifuncional, que se encarga de aportar los precursores tanto para la síntesis del escualeno como para la síntesis de los isoprenoides de gliceril-lípidos. En las bacterias y los eucariotas estas funciones son llevadas a cabo por enzimas separadas.

Clasificación de las Archaeas.

De acuerdo con los datos de las secuencias de las subunidades pequeñas de los ARN ribosomales de las arqueas, este grupo ha sido dividido en dos filos (cuyos miembros son principalmente arqueas cultivadas in vitro.

Filo Crenarchaeota: esta formado principalmente por especies de arqueas hipertermófilas y termoacidófilas, es decir, aquellos géneros de arqueas que habitan en ambientes inhóspitos con condiciones térmicas y de pH extremas. 

Esta compuesto por una sola clase taxonómica, que se conoce como Thermoprotei, dentro de la cual se encuentran los siguientes cinco órdenes taxonómicos: Acidilobales, Desulfurococcales, Fervidiococcales, Sulfolobales y Thermoproteales. 

Ejemplos de algunos de estos géneros pertenecientes a dichas clases de los géneros: Sulfolobus, Desulfurococcus, Pyrodictium, Thermoprotheus y Thermofilu.

Filo Euryarchaeota: Los miembros de este grupo tienen un rango ecológico un poco más amplio, pudiendo hallarse en algunas especies de hipertermófilas, metanógenas, halofílas e incluso metanógenas termofílicas, arqueas desnitrificantes, reductoras de azufre, oxidadoras de hierro y algunas organotrofas. 

Las clases taxonómicas descritas para los euriarqueotas son ocho y se conocen como: Methanopyri, Methanococci, Methanobacteria, Methanomicrobia, Archaeglobi, Halobacteria, Thermococci y Thermoplasmata.

Muchas de las Arqueas pertenecientes a este grupo están ampliamente distribuidas, hallándose en los suelos, sedimentos y aguas marina, así como en ambientes extremos descritos.

Filo Thaumarchaeota: Este filo fue definido hace poco tiempo y muy pocas de las especies pertenecientes al mismo han sido cultivadas in vitro, por lo que se sabe poco de estos organismos.

Todos los miembros del filo obtienen su energía a partir de la oxidación de amonio y están distribuidos globalmente en cuerpos de agua dulce, suelos, sedimentos y aguas termales.

Filo Korarchaeota, Aigarchaeota y Goarchaeota: Algunos investigadores expertos en la materia, basándose en el análisis de las secuencias genómicas, han determinado recientemente la existencia de tres filos adicionales en el reino Archaea, aunque las especies propuestas para estos filos todavía no fueron aisladas en un laboratorio.

En general, los miembros pertenecientes a estos filos han sido hallados bajo la superficie de muchos ecosistemas hidrotermales del mar profundo.

Algunos ejemplos de Archaeas pueden ser:

• Ignicoccus hospitalis y Nanoarchaeum equitans.

Habita principalmente en ambientes marinos y no posee génes para la biosíntesis de lípidos, de aminoácidos, de nucleotidos o de cofactores, por lo que evidencia experimental sugiere que obtiene estas moléculas gracias a su interacción con I. hospitalis.

• Acidilobus saccharovans

Esta es una especie de arquea termoacidofíla, es decir, que vive en ambientes pobres o completamente carentes de oxígeno, con altas temperaturas y pH sumamente bajos. Fue encontrada por primera vez en cuerpos de aguas termales terrestres en Kamchatka.

• Staphylothermus hellenicus

Esta arquea pertenece al filo de las crenarqueotas, específicamente al orden de los Desulfurococcales. Es una arquea heterótrofa hipertermófila (habitan en ambientes muy calientes) y requiere azufre para obtener energía.