เนื้อหา
- การกำหนด Archaea
- โครงสร้างของอาร์เคีย
- ผนังเซลล์
- เยื่อหุ้มเซลล์
- ข้อมูลทางพันธุกรรมและพันธุกรรม
- flagella
- Archaea อยู่รอดได้ที่ไหน
Archaea เป็นการจำแนกประเภทที่ค่อนข้างใหม่ของชีวิตที่เสนอโดย Carl Woese ซึ่งเป็นนักจุลชีววิทยาชาวอเมริกันในปี 2520
เขาพบว่าแบคทีเรียซึ่งเป็นเซลล์โปรคาริโอตที่ไม่มีนิวเคลียสสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกันตามวัสดุทางพันธุกรรม ทั้งแบคทีเรียและอาร์เคียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว แต่อาร์เคียมีโครงสร้างเมมเบรนของเซลล์ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงที่ช่วยให้พวกเขาอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
การกำหนด Archaea
Woese ในตอนแรกแนะนำว่าชีวิตจะถูกจัดกลุ่มเป็นสามโดเมนของ Eukarya, Bacteria และ Archaebacteria (คุณอาจเห็นชื่อทั้งสามเหล่านี้ที่ขึ้นต้นด้วยตัวอักษรตัวพิมพ์เล็ก แต่เมื่อคุณพูดถึงโดเมนเฉพาะคำจะเป็นตัวพิมพ์ใหญ่)
เมื่อมีการวิจัยเพิ่มเติมพบว่าเซลล์ของโดเมน Archaebacteria นั้นแตกต่างจากแบคทีเรียอย่างมาก ชื่อโดเมนใหม่คือ Bacteria, Archaea และ Eukarya โดยที่ Eukarya ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่เซลล์มีนิวเคลียส
บนต้นไม้แห่งชีวิตเซลล์ของ archaea โดเมนตั้งอยู่ระหว่างเซลล์ของแบคทีเรียและของยูคาริยาซึ่งรวมถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์และสัตว์ที่สูงขึ้น
อาร์เคียทำซ้ำ asexually ผ่านฟิชชันแบบไบนารี เซลล์แบ่งเป็นสองชนิดคล้ายแบคทีเรีย ในแง่ของเมมเบรนและโครงสร้างทางเคมีเซลล์อาร์เคียใช้คุณสมบัติร่วมกับเซลล์ยูคาริโอต ลักษณะเฉพาะของอาร์เคียนั้นรวมถึงความสามารถในการอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนจัดหรือรุนแรงทางเคมีและสามารถพบได้ทั่วโลกไม่ว่าแบคทีเรียจะอยู่รอดได้
Archaea ที่อาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยสุดขั้วเช่นน้ำพุร้อนและปล่องใต้ทะเลลึกเรียกว่า extremophiles เนื่องจากการระบุล่าสุดของพวกเขาค่อนข้างเป็นโดเมนที่แยกต่างหากบนต้นไม้แห่งชีวิตข้อมูลที่น่าสนใจเกี่ยวกับ Archae วิวัฒนาการของพวกเขาพฤติกรรมของพวกเขาและโครงสร้างของพวกเขายังคงถูกค้นพบ
โครงสร้างของอาร์เคีย
อาร์เคียเป็นโปรคาริโอตซึ่งหมายความว่าเซลล์ไม่มีนิวเคลียสหรือออร์แกเนลล์ที่ยึดด้วยเมมเบรนอื่น ๆ ในเซลล์
•••ดาน่าเฉิน | Sciencingเช่นเดียวกับแบคทีเรียเซลล์มีวงแหวนของ DNA และไซโตพลาสซึมของเซลล์ประกอบด้วยไรโบโซมสำหรับการผลิตโปรตีนของเซลล์และสารอื่น ๆ ที่เซลล์ต้องการ ซึ่งแตกต่างจากแบคทีเรียผนังเซลล์และเมมเบรนสามารถแข็งและให้เซลล์รูปร่างที่เฉพาะเจาะจงเช่นแบนรูปแท่งหรือลูกบาศก์
สายพันธุ์ Archaea มีลักษณะทั่วไปเช่นรูปร่างและเมตาบอลิซึ่มและพวกมันสามารถทำซ้ำได้ผ่านฟิชชันแบบไบนารีเช่นเดียวกับแบคทีเรีย อย่างไรก็ตามการถ่ายโอนยีนแนวนอนเป็นเรื่องปกติและเซลล์อาร์เคียอาจใช้พลาสมิดที่มี DNA จากสภาพแวดล้อมหรือแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอกับเซลล์อื่น
เป็นผลให้สายพันธุ์ Archaea สามารถพัฒนาและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
ผนังเซลล์
โครงสร้างพื้นฐานของผนังเซลล์อาร์เคียคล้ายกับแบคทีเรียในโครงสร้างนั้นขึ้นอยู่กับโซ่คาร์โบไฮเดรต
เนื่องจาก Archaea อยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายกว่ารูปแบบชีวิตอื่น ๆ ผนังเซลล์และการเผาผลาญของเซลล์จะต้องมีความหลากหลายเท่ากันและปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของพวกเขา
เป็นผลให้ผนังเซลล์อาร์เคียบางแห่งมีคาร์โบไฮเดรตที่แตกต่างจากผนังเซลล์แบคทีเรียและบางส่วนมีโปรตีนและไขมันเพื่อให้พวกเขามีความแข็งแรงและทนต่อสารเคมี
เยื่อหุ้มเซลล์
ลักษณะเฉพาะบางอย่างของเซลล์อาร์เคียเกิดจากคุณสมบัติพิเศษของเยื่อหุ้มเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์อยู่ภายในผนังเซลล์และควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างเซลล์และสภาพแวดล้อม เช่นเดียวกับเซลล์อื่น ๆ ที่มีชีวิตเซลล์พังผืดของ Archaea นั้นประกอบด้วยฟอสโฟลิปิดซึ่งมีโซ่กรดไขมัน แต่พันธะของฟอสฟาอาร์พีเดียมีเอกลักษณ์
เซลล์ทั้งหมดมีฟอสโฟลิปิด bilayer แต่ในเซลล์อาร์เคีย อีเทอร์ พันธบัตรในขณะที่เซลล์ของแบคทีเรียและยูคาริโอตมี เอสเตอร์ พันธบัตร
พันธบัตรอีเธอร์มีความทนทานต่อกิจกรรมทางเคมีมากขึ้นและอนุญาตให้เซลล์อาร์เคียอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งจะฆ่าสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในขณะที่พันธะอีเธอร์เป็นลักษณะที่แตกต่างที่สำคัญของเซลล์อาร์เคีย, เยื่อหุ้มเซลล์ยังแตกต่างจากของเซลล์อื่นในรายละเอียดของโครงสร้างและการใช้งานที่ยาวนาน isoprenoid โซ่เพื่อสร้างฟอสโฟลิปิดที่เป็นเอกลักษณ์ด้วยกรดไขมัน
ความแตกต่างในเยื่อหุ้มเซลล์บ่งบอกถึงความสัมพันธ์วิวัฒนาการที่แบคทีเรียและยูคาริโอตพัฒนาขึ้นมาหรือแยกออกจากอาร์เคีย
ข้อมูลทางพันธุกรรมและพันธุกรรม
เช่นเดียวกับเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมดอาร์เคียพึ่งพาการจำลองแบบของดีเอ็นเอเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ลูกสาวจะเหมือนกับเซลล์แม่ โครงสร้างดีเอ็นเอของอาร์เคียนั้นง่ายกว่ายูคาริโอตและคล้ายกับโครงสร้างของยีนแบคทีเรีย DNA นั้นพบได้ในพลาสมิดแบบวงกลมเดี่ยวซึ่งถูกขดไว้ในตอนแรกและแยกออกก่อนที่จะทำการแบ่งเซลล์
ในขณะที่กระบวนการนี้และเซลล์ฟิชชั่นไบนารีที่ตามมาเป็นเหมือนของแบคทีเรียการจำลองและการแปลลำดับดีเอ็นเอจะเกิดขึ้นเช่นเดียวกับในยูคาริโอต
เมื่อ DNA ของเซลล์ไม่ได้ถูก uncoiled เอนไซม์ RNA polymerase ที่ใช้ในการคัดลอกยีนนั้นคล้ายคลึงกับ eukaryote RNA polymerase มากกว่าเอนไซม์เอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง การสร้างสำเนา DNA นั้นแตกต่างจากกระบวนการแบคทีเรีย
การจำลองและแปลดีเอ็นเอเป็นหนึ่งในวิธีที่อาร์เคียเป็นเหมือนเซลล์ของสัตว์มากกว่าแบคทีเรีย
flagella
เช่นเดียวกับแบคทีเรีย flagella อนุญาตให้ archaea เคลื่อนไหวได้
โครงสร้างและกลไกการทำงานของพวกมันคล้ายกันในอาร์เคียและแบคทีเรีย แต่สิ่งที่พวกมันมีวิวัฒนาการและวิธีการสร้างที่แตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าอาร์เคียและแบคทีเรียวิวัฒนาการแยกจากกันโดยมีจุดแตกต่างตั้งแต่เนิ่นๆในแง่วิวัฒนาการ
ความคล้ายคลึงกันในหมู่สมาชิกของทั้งสองโดเมนสามารถสืบย้อนไปถึงการแลกเปลี่ยน DNA ในแนวนอนภายหลังจากเซลล์
แฟลกเจลลัมในอาร์เคียเป็นก้านที่มีฐานยาวซึ่งสามารถพัฒนาการทำงานแบบหมุนร่วมกับเยื่อหุ้มเซลล์ การกระทำแบบหมุนส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบ whiplike ที่สามารถขับเคลื่อนเซลล์ไปข้างหน้า ใน archaea ก้านถูกสร้างขึ้นโดยการเพิ่มวัสดุที่ฐานในขณะที่แบคทีเรียก้านกลวงถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายวัสดุขึ้นไปที่ศูนย์กลวงและวางไว้ที่ด้านบน
Flagella มีประโยชน์ในการเคลื่อนย้ายเซลล์ไปยังอาหารและกระจายออกไปหลังการแบ่งเซลล์
Archaea อยู่รอดได้ที่ไหน
ลักษณะที่แตกต่างหลักของอาร์เคียคือความสามารถในการอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษและที่อยู่อาศัยที่รุนแรง
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของพวกเขา Archaea ถูกปรับให้เข้ากับผนังเซลล์เยื่อหุ้มเซลล์และการเผาผลาญ Archaea สามารถใช้แหล่งพลังงานที่หลากหลายรวมถึงแสงแดดแอลกอฮอล์กรดอะซิติกแอมโมเนียซัลเฟอร์และการตรึงคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ
ของเสียรวมถึงมีเธนและมีเธนเจนิกอาร์เคียเป็นเซลล์เดียวที่สามารถผลิตสารเคมีนี้ได้
เซลล์อาร์เคียที่สามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสามารถจำแนกได้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการอยู่ในสภาพที่เฉพาะเจาะจง การจำแนกประเภทสี่อย่างนี้คือ:
สภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยที่สุดในโลกบางแห่งเป็นช่องระบายความร้อนใต้น้ำทะเลลึกที่ด้านล่างของมหาสมุทรแปซิฟิกและน้ำพุร้อนเช่นที่พบในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน อุณหภูมิสูงเมื่อใช้ร่วมกับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมักเป็นปฏิปักษ์ต่อชีวิต แต่ Archaea เช่น Ignicoccus ไม่มีปัญหากับสถานที่เหล่านั้น
ความต้านทานของอาร์เคียกับเงื่อนไขดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบว่าอาร์เคียหรือสิ่งมีชีวิตที่คล้ายกันสามารถอยู่รอดได้ในอวกาศหรือบนดาวเคราะห์ที่ไม่เป็นมิตรเช่นดาวอังคาร
ด้วยลักษณะเฉพาะของพวกเขาและการเกิดขึ้นที่เด่นชัดเมื่อเร็ว ๆ นี้โดเมน Archaea สัญญาว่าจะเปิดเผยลักษณะและความสามารถที่น่าสนใจของเซลล์เหล่านี้มากขึ้นและอาจมีการเปิดเผยที่น่าแปลกใจในอนาคต