Virtual Laboratory Wiki
Advertisement
Археи
Halobacteria.jpg
Научная классификация
Латинское название

Archaea Woese, Kandler & Wheelis, 1990

Типы и Классы
  • Кренархеоты (Crenarchaeota)
  • Эвриархеоты (Euryarchaeota)
    • Галобактерии (Halobacteria)
    • Methanobacteria
    • Methanococci
    • Methanopyri
    • Archaeoglobi
    • Thermoplasmata
    • Thermococci
  • Korarchaeota
  • Nanoarchaeota
  • Thaumarchaeota
Wikispecies-logo.svg
Систематика
на Викивидах
Commons-logo.svg
Изображения
на Викискладе
NCBI  [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser/wwwtax.cgi?mode=Info&id={%7C style="background:transparent" border="1" width="100%" align="center"

|- |width="20%"| {{Список:Archaea }} |width="20%"| Archaea |width="20%"| Археи |width="20%"| Надцарство |width="20%"| NCBI2157 |- |}&lvl=3&p=mapview&p=has_linkout&p=blast_url&p=genome_blast&lin=f&keep=1&srchmode=1&unlock {| style="background:transparent" border="1" width="100%" align="center" |- |width="20%"| {{Список:Archaea }} |width="20%"| Archaea |width="20%"| Археи |width="20%"| Надцарство |width="20%"| NCBI2157 |-

|}]

Архе́и (Archaea, старое название — архебактерии, Archaebacteria) — особый домен (по трёхдоменной системе Карла Вёзе наряду с эубактериями и эукариотами). Оценки учёных позволяют утверждать, что суммарная биомасса архей на планете (1014 тонн) превышает посчитанную до этого биомассу всех остальных форм жизни[1] — 2,4×1012 тонн.

Археи — одноклеточные прокариоты, на молекулярном уровне заметно отличающиеся как от бактерий, так и от эукариотов. Отличия наблюдаются в компонентах синтеза белка, структуре клеточной стенки, биохимии (только среди архей есть метаногены) и устойчивости к факторам внешней среды (большая часть — экстремофилы).

Большая их часть хемотрофы. Среди архей по состоянию на 2003 год был известен лишь один паразитический организм — Nanoarchaeum equitans[2].

История открытия

Различия архебактерий и остальных бактерий были открыты в 1977 году группой американских учёных во главе с Карлом Вёзе при сравнительном анализе 16s рРНК. При обычном микроскопировании невозможно выделить какие-либо отличительные признаки архей по отношению к эубактериям, они близки к их грамположительным формам, размножаются, как и эубактерии, бинарным делением, почкованием и фрагментацией.

Экология

Пятно цветных термофильных архебактерий (Национальный парк Йеллоустоун, США)

Археи широко распространены в окружающем мире, занимая, в том числе, и такие экологические ниши, которые недоступны другим живым организмам. В горячих источниках живут археи-термофилы, устойчивые к температурам +45..+113 °С; психрофилы способны к размножению при сравнительно низких температурах (-10… +15 °C); ацидофилы живут в кислотных средах (pH 1—5); алкалифилы, наоборот, предпочитают щелочи (pH 9—11). Барофилы выдерживают давление до 700 атмосфер, галофилы живут в соляных растворах с содержанием NaCl 25—30 %. Ксерофилы выживают при минимальном уровне влаги.

Морфология

Размеры клеток архей типичны для большинства известных прокариот, средний диаметр — около 1 мкм. Самыми маленькими среди архей являются клетки вида Nanoarchaeum equitans — 0,4 мкм. Форма клеток разнообразна: встречаются сферические, палочкообразные, спиральные, треугольные и прямоугольные виды; многие имеют жгутики, в состав которых, в отличие от эубактериальных жгутиков, входит несколько видов флагеллинов. Архебактерии не способны производить сложные гидролитические ферменты, поэтому в большинстве могут усваивать лишь простейшие органические вещества, однако они способны существовать в более широком диапазоне свойств окружающей среды и меньше от нее зависят.

Уникальные особенности архебактерий помимо строения 16s рРНК:

  • Многие макромолекулы клеточной стенки архей уникальны и напротив, в них нет характерного для эубактерий пептидогликана муреина, а его функции выполняет отличный по строению псевдомуреин. Поэтому архебактерии нечувствительны к пенициллину и другим антибиотикам, подавляющим синтез пептидогликана.
  • Мембранные липиды образованы не глицерином и жирными кислотами как у всех эубактерий, а глицерином и терпеноидными спиртами.
  • Генетический материал имеет ряд признаков, сближающих архей с эукариотами, например, наличие интронов.
  • Рибосомы по размеру схожи с рибосомами эубактерий, а по форме — с рибосомами эукариот. Ряд рибосомальных белков уникален.

Геном

Геном представлен двухцепочной кольцевой ДНК длиной от 500.000 до 4.000.000 нуклеиновых последовательностей и кольцевых плазмид — от 2813 до 41 229 н.п. Наименьшим среди архей является геном Nanoarchaeum equitans, состоящие из 490 885 н.п.

Состав

  • Липопротеиды, липиды, которые являются основным компонентом биологической мембраны, образуют энергетический резерв организма, способствуют увеличению проницаемости через биологический барьер.
  • Лецитин — относящийся к группе сложных липидов. В медицине используют его общеукрепляющее действие при упадке сил, малокровии, неврозах.
  • Лизоцин (муролидаза) — фермент типа антибиотика, разрушающий оболочки бактериальных клеток. В организме человека создает антибактериальный барьер. Сегодня используют лизоцин для лечения трофических язв, ран, астмы, ангин, плевритов и т. д.
  • Металлопротеиды — комплексы белков с тяжелыми металлами (железо, цинк, медь, марганец) .
  • Белки, пептиды, аминокислоты.
  • Ферменты.
  • другие

Классификация

Филогенетическое древо, построенное на основании анализа рРНК, показывает разделение бактерий, архей и эукариот.

В настоящее время выделяют[1] 4 типа архей:

  • Crenarchaeota — термофилы, термоацидофилы, серные анаэробные бактерии;
  • Euryarchaeota — метаногенные и галофильные археи;
  • Nanoarchaeota — единственный известный представитель Nanoarchaeum equitans;
  • Korarchaeota — ДНК обнаружены в геотермальных источниках США, Исландии, на рисовых полях Японии, культивируемые виды пока неизвестны.

Использование бактерий человеком

Широкого применения бактерии не нашли, но можно выделить:

  • Медицина: в определенных количествах оказывают положительное действие на организм в целом. Археи неспособны к паразитизму.
  • Утилизации органических отходов. В метантенках при высокой температуре и отсутствии молекулярного кислорода происходит сбраживание органических веществ разнообразной микрофлорой, в результате чего образуются водород и углекислота, которые и используются археями при образовании метана. Благодаря высокой температуре процессы идут с высокой интенсивностью. В литературе сообщалось, что от трупа лошади, помещенного в такой метантенк, через неделю остался один скелет.

Примечания

  1. 1,0 1,1 Морозова О. В. Загадки архей и их фагов. См. список литературы
  2. E. Waters, et al. (2003) «The genome of Nanoarchaeum equitans: insights into early archaeal evolution and derived parasitism», PNAS, 100: 12984-8.

Дополнительные материалы



Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Археи. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement