Архебактерии

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). Археи очень широко распространены на Земле, приспособлены к обитанию в разнообразных условиях. Большая их часть — хемоавтотрофы.

Особенности строения

Формы клеток архебактерий  в целом  сходны с клетками эубактерий. Среди них есть кокки, палочки, извитые клетки, и виды характеризующиеся слабым ветвлением . особенность архебактерий – отсутствие сложных многоклеточных форм, мицелиальных и трихомных, достаточно хорошо представленных у Г.полож и Г.отриц. эубактерий.

Прокариотная  организация архебактерий  проявляется  в отсутствии у них ядра. Хромосомная  ДНК в виде нуклеоида т.е. расположена  непосредственно в цитоплазме и  имеет вид электроннопрозрачной зоны, заполненной нитями ДНК.  От внешней среды клетки отделены клеточной стенкой . у одних видов она выглядит как толстый гомогенный слой, у дрегих – тонкий, структурированный. У некоторых нитчатых форм поверх клеточной стенки расположен чехол, объединяющий несколько клеток. Многие виды имеют жгутики, ворсинки эубактериального типа.

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 археи нечувствительны к пенициллину и другим антибиотикам, подавляющим синтез пептидогликана.

Мембранные липиды образованы не глицерином и жирными кислотами, как у всех эубактерий и эукариот, 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. 

Химический  состав.

• Мембрану, ограничивающую содержимое клетки от окружающей среды, составляют не фосфоглицериды жирных кислот, как у эукариот и бактерий, а многоатомные спирты с цепочками длиной 20—40 атомов углерода; в случае 40-углеродных спиртов мембрана представляет собой не липидный бислой, а монослой
• Клеточная стенка архей может быть построена как из белков, так и из гликопротеинов, однако в отличие от бактерий, у которых в состав клеточной стенки входит пептидогликан (муреин), у архей не встречается муреин, вместо него клеточную стенку может составлять псевдомуреин — полимер, сходный с муреином по химическому строению, однако не встречающийся в природе больше ни у кого, кроме архей
• У архей отсутствуют хлорофиллы и бактериохлорофиллы, фотосинтез таким образом у архей бесхлорофилльный, фотосинтетическим пигментом является бактериородопсин— уникальный белок, имеющий сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, однако встречающийся только у галобактерий
• Для фотосинтеза архей также характерно отсутствие электрон-транспортной цепи, генерирование протонного градиента осуществляется при помощи т. н. бактериородопсиновой протонной помпы; такой способ генерации электрохимического градиента является самым примитивным, также у галобактерий присутствует галородопсиновая помпа, которая под действием света закачивает ионы хлора в клетку, при этом также генерируется электрохимический градиент, который может быть использован для синтеза АТФ
• Уникальной особенностью некоторых архей является также комплекс ферментов для осуществления метаногенеза; ни эукариоты, ни бактерии не способны продуцировать метан
• Так как многие археи являются экстремофилами, некоторые археи имеют термостабильные белки, более устойчивые к действию высокой температуры, а также особое строение мембраны (у экстремальных термофилов), также есть характерные адаптации для экстремальной галофилии и ацидофилии.

К Архебактериям относят 5 групп прокариотных организмов.

1. Экстемальные галофильные -  архебактерии распространены там, где есть условия с высоким содержание NaCl  и др. необходимых ионов: в природных соленых водоемах, бассейнах для выпаривания соли, белковых материалах, консервируемых с помощью соли (рыба, мясо).   Фосфорилирование обнаруженное у этих архебактерий - единственный пример превращения энергии света в химическую энергию АТФ без участия электроннотранспортной цепи.  Основной способ получения энергии экстремальными галлофилами – аэробное дыхание. Также они содержат ретинальбелковый комплекс – галородрпсин, закачивающий на свету в клетки ионы хлора.
2. Метаногены – морфологически разнообразная группа, объединяемая двумя для всех  ее представителей признаками: облигатным анаэробизмом и способностью образовывать метан. В состав группы входят бактерии с разной морфологией: прямые или изогнутые палочки разной длинны, клетки неправильной формы, близкие к коккам, извитые формы. Клетки неподвижные и передвигаются с помощью перитрихиально или полярно расположенных жгутиков. Обнаружены  клеточные стенки трех типов: состоящие из псевдомуреина, построенные из белковых глобул и гетерополисахаридной природы. Метанобразующие бактерии строгие анаэробы. Обычными местами обитания этих бактерий является анаэробная зона разных водоемов, богатых органическими соединениями (иловые отложения, болтах) и заболоченных почвах, также обитатели пищеварительного тракта животных и человека, а также важный компонент микрофлоры рубца жвачных животных.
3. Архебактерии без клеточной стенки. Факультативный анаэроб. В клетках обнаружены менахинон, цитохромы типа В,С,Д, цитохромоксидаза, что указывает на возможность функционирования электроннотранспортной системы.
4. Архебактерии, восстановливающие сульфиты. Строго анаэробная архебактерия, способная восстанавливать сульфат до Н2S в процессе диссимиляционной  сульфатредукции. Клетки кокковидной формы окружены клеточной стенкой, построенной из гликопротеиновых субъединиц  и окрашивающейся отрицательно по Грамму.  Экстеремальный термофил,92С. Донарами электронов могут быть Н2, формиат, лактат, глюкоза. Особенность – способность в небольшом количестве образовывать метан.

5.Экстемальные  термофилы, метаболизирующие молекулярную  серу. Группа объединяет клетки  разной морфололгии: кокки, палочки,  диски, нити. Клеточные стенки, окрашивающиеся отрицательно по Грамму, построены из гликопротеиновых или бекковых субъединиц. Мембраны монослойные содержат липиды. Источником углерода для роста служат разнообразные органич. соед. (белки, пептиды, аминокислоты, углеводы, кислоты) и СО2.  Большинство из них – облигатные гетеротрофы, но имеются также факультативные и облигатные автотрофы. Основные способы получения энергии включают аэробное и анаэробное (серное) дыхание, а также брожение. Обаруживаются только в горячих источниках  и грунтах в зоне вулканической активности.