Archaea

Archaea (gr. archaios - gammel) - Prokaryoter som ofte lever under ekstreme miljøbetingelser i varme kilder, dypvannsvulkaner, saltkilder, surt og alkalisk vann og derved danner grensene for biologisk toleranse. Mangler peptidoglukan i veggen og er fylogenetisk fjernt fra de ekte bakteriene (Eubacteria, Bacteria). Bakterier som tåler ekstreme omgivelser, og har en spesiell cellemembran med greinete hydrofobe lipider laget av isopren bundet sammen med eterbinding til glycerol som dietere eller til diglycerol som tetraetere, altså ikke esterbinding som er vanlig i Eukarya og Bacteria. Lipider finnes som polare lipider i form av fosfolipider, sulfolipider og glykolipider og store mengder ikkepolare lipider hvor kjedene er bygget opp av fem-karbon isoprenenheter f.eks. C20 og C40. Fett hos Archaea mangler fettsyrer, men har polyisopren istedet i form av glyceroldieter og glyceroltetraeter. Inneholder også a-karoten og b-karoten og geranylgeraniol. Membranene er organisert slik at de har polar innside og utside (glycerol) og upolart indre. Skiller seg fra bakteriene ved å mangle muraminsyre og D-aminosyrer i celleveggen. Veggen hos archaebakteriene inneholder et pseudopeptidoglukan bestående av alternerende N- acetylglukosamin og N-acetyl-talosaminuronsyre. Archaea ligner Eukarya ved å ha histoner, kompleks RNA polymerase, transkripsjonsfaktorer, ved å ha methionin som start i tRNA og ved at cellene ikke er følsomme for kloramfenikol, streptomycin og kanamycin. Bakterier i Archaea er kjemolitotrofe eller autotrofe og dihydrogen (H2) er en vanlig elektronkilde. CO2 kan fikseres ved reversering av sitronsyresyklus, ved å bruke acetyl-CoA biosynteseveien eller Calvinsyklus. Archaea omfatter 1. Ekstremt halofile bakterier f.eks. Halobacterium som vokser best ved høy saltholdighet (2-4 M NaCl) i saltsjøer. Slike saltsjøer finnes bla. i Utah i USA og består av konsentrert saltvann. Dødehavet som også inneholder mye salt inneholder lite natrium, men mye magnesium. Halobacterium som inneholder pigmentet bakteriorodopsin som virker på samme måte som retinal, pumper store mengder K+ fra omgivelsene inn i cellene for å opprettholde gunstige osmotiske forhold. Sodasjøer inneholder høye konsentrasjoner av karbonat og her kan det leve arter som er både alkalifile og halofile. Ekstremt halofile må minst ha 1.5 M NaCl (9%) for å vokse.

De er 1.kjemoorganotrofe og trives på næringsrike medier med peptider og aminosyrer som karbondkilder. Inneholder ofte røde karotenoider som gir beskyttelse mot sterkt sollys. Mange har fotometabolisme, men bruker pigmentet retinal istedet for klorofyll.

2. Metanogene bakterier som vokser anaerobt og lager metan med karbondioksid som karbonkilde og elektronakseptor og hydrogen som elektronkilde. Produserer metan i rismarker, sumper, gjødselkjellere, marsklandskap, marine sedimenter, søppelfyllinger og vomma hos dyr.

3. Ekstremt termofile bakterier (hypertermofile) som vokser best ved 60oC og høyere i geotermisk oppvarmet vann og jord, inkludert submarine vulkaner, som i tillegg inneholder elementært svovel og sulfider. På store havdyp kan vanntemperaturen komme opp i 250 -350 oC uten å koke, og det er indikasjoner på at archaebakterier kan leve ved temperatur opptil 140 oC. Hypertermofile bakterier er vanligvis obligat anaerobe.

4. Termoacidofile bakterier som vokser ved høyere enn 60oC og pH lavere enn 4. Vokser i varme kilder hvor sulfid oksideres abiologisk til elementært svovel som bakteriene oksiderer videre til svovelsyre. Generelt spiller svovel en viktig rolle i biokjemien til de ekstremt termofile bakteriene. Reduktiv sitronsyresyklus kan brukes for å fiksere karbondioksid hos noen arter.

Thermoplasma er en termoacidofil bakterie uten cellevegg som lever i rester av kull, pyrit og organiske stoffer fra kullproduksjon og har blant de minste genomene kjent fra frittlevende prokaryoter. DNA er dekket av en beskyttende proteinkappe. Membranen hos Thermoplasma består av en spesiell type lipopolysakkarid bestående av tetraeterlipid som inneholder glukose og mannose. Picrophilus som har cellevegg kan vokse ved pH 0.

Archaebakteriene var sannsynligvis de første livsformene på jorda, men de har i evolusjonær sammenheng utviklet seg saktere enn bakteriene (Bacteria) og eukaryotene (Eukarya). Metabolisme fra en-karbonforbindelser som metanogene bakterier utfører kan også ansees for å være en evolusjonær primitiv egenskap. Archaea har mange strukturelle og funksjonelle likhetstrekk med eukaryotene i transkripsjon og translasjon bl.a. RNA polymerase, promoterregioner og transkripsjonsfaktorer.

Publisert 4. feb. 2011 10:08