En taxonomía , los Thermococcales son un orden de microbios dentro de los Thermococci . [1] Las especies dentro de los Thermococcales se usan en laboratorios como organismos modelo . [2] Todas estas especies son anaerobios estrictos y pueden fermentar azúcares como fuentes de carbono, pero también necesitan azufre elemental .
Archaea ( / ɑr k i ə / ( escuchar )
o / ɑr k eɪ ə / Ar- KEE -ə o ar- KAY -ə ) (singular archaeon ) constituyen un dominio de organismos unicelulares . Estos microorganismos carecen de núcleos celulares y, por lo tanto, son procariotas . Las arqueas fueron clasificadas inicialmente como bacterias , recibiendo el nombre de arqueobacterias.(en el reino Archaebacteria), pero esta clasificación está pasada de moda. [6]
o / ɑr k eɪ ə / Ar- KEE -ə o ar- KAY -ə ) (singular archaeon ) constituyen un dominio de organismos unicelulares . Estos microorganismos carecen de núcleos celulares y, por lo tanto, son procariotas . Las arqueas fueron clasificadas inicialmente como bacterias , recibiendo el nombre de arqueobacterias.(en el reino Archaebacteria), pero esta clasificación está pasada de moda. [6]
Las células arqueales tienen propiedades únicas que las separan de los otros dos dominios , Bacteria y Eukaryota . Las arqueas se dividen además en múltiples filos reconocidos . La clasificación es difícil porque la mayoría no se han aislado en el laboratorio y solo se han detectado mediante el análisis de sus ácidos nucleicos en muestras de su entorno.
Las arqueas y las bacterias son generalmente similares en tamaño y forma, aunque algunas arqueas tienen formas muy diferentes, como las células planas y cuadradas de Haloquadratum walsbyi . [7] A pesar de esta similitud morfológica con las bacterias, las arqueas poseen genes y varias vías metabólicas que están más estrechamente relacionadas con las de los eucariotas, especialmente para las enzimas involucradas en la transcripción y traducción . Otros aspectos de la bioquímica arqueológica son únicos, como su dependencia de los lípidos de éter en sus membranas celulares , incluidos los arqueoles.. Las arqueas usan más fuentes de energía que los eucariotas: estos van desde compuestos orgánicos , como azúcares, hasta amoníaco , iones metálicos o incluso hidrógeno gaseoso . Las arqueas tolerantes a la sal ( Haloarchaea ) usan la luz solar como fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan carbono , pero a diferencia de las plantas y las cianobacterias , ninguna especie conocida de arqueas hace ambas cosas. Las arqueas se reproducen asexualmente por fisión binaria , fragmentación o gemación ; a diferencia de las bacterias, ninguna especie conocida de Archaea forma endosporas .
Las primeras arqueas observadas fueron extremófilos , que viven en ambientes hostiles, como aguas termales y lagos salados sin otros organismos, pero las herramientas de detección mejoradas condujeron al descubrimiento de arqueas en casi todos los hábitats , incluidos el suelo, los océanos y las marismas . También son parte de la microbiota de todos los organismos, y en la microbiota humana son importantes en el intestino , la boca y la piel. [8] Las arqueas son particularmente numerosas en los océanos, y las arqueas en el plancton pueden ser uno de los grupos de organismos más abundantes en el planeta. Las arqueas son una parte importante de la vida de la Tierra, y pueden desempeñar funciones en el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno . No se conocen ejemplos claros de patógenos o parásitos arqueológicos . En cambio, a menudo son mutualistas o comensales , como los metanógenos (cepas productoras de metano) que habitan el tracto gastrointestinal en humanos y rumiantes , donde su gran número ayuda a la digestión . Los metanógenos también se utilizan en la producción de biogás y el tratamiento de aguas residuales , y la biotecnología.explota las enzimas de las arqueas extremófilas que pueden soportar altas temperaturas y solventes orgánicos .
Clasificación [ editar ]
Concepto temprano [ editar ]
Durante gran parte del siglo XX, los procariotas fueron considerados como un solo grupo de organismos y clasificados según su bioquímica , morfología y metabolismo . Los microbiólogos intentaron clasificar los microorganismos según las estructuras de sus paredes celulares , sus formas y las sustancias que consumen. [9] En 1965, Emile Zuckerkandl y Linus Pauling [10] propusieron en su lugar usar las secuencias de los genes en diferentes procariotas para determinar cómo se relacionan entre sí. Este enfoque filogenético es el método principal utilizado en la actualidad.
Las arqueas, en ese momento solo se conocían los metanógenos , fueron clasificadas por primera vez por separado de las bacterias en 1977 por Carl Woese y George E. Fox en función de sus genes de ARN ribosómico (ARNr). [11] Llamaron a estos grupos los Urkingdoms de Archaebacteria y Eubacteria, aunque otros investigadores los trataron como reinos o subkingdoms. Woese y Fox dieron la primera evidencia de Archaebacteria como una "línea de descendencia" separada: 1. falta de peptidoglucano en sus paredes celulares, 2. dos coenzimas inusuales, 3. resultados de la secuenciación del gen del ARN ribosómico 16S . Para enfatizar esta diferencia, Woese, Otto Kandlery Mark Wheelis más tarde propuso la reclasificación de organismos en tres dominios naturales conocidos como el sistema de tres dominios : Eukarya , Bacteria y Archaea, [1] en lo que ahora se conoce como "La Revolución Woesian". [12]
La palabra archaea proviene del griego antiguo ἀρχαῖα , que significa "cosas antiguas", [13] ya que los primeros representantes del dominio Archaea eran metanógenos y se suponía que su metabolismo reflejaba la atmósfera primitiva de la Tierra y la antigüedad de los organismos, pero como nuevos hábitats. fueron estudiados, se descubrieron más organismos. Los microbios halófilos extremos [14] e hipertermófilos [15] también se incluyeron en Archaea. Durante mucho tiempo, las arqueas fueron vistas como extremófilos que solo existen en hábitats extremos como aguas termales y lagos salados., pero a fines del siglo XX, las arqueas también se habían identificado en entornos no extremos. Hoy en día, se sabe que son un grupo grande y diverso de organismos distribuidos abundantemente en la naturaleza. [16] Esta nueva apreciación de la importancia y la ubicuidad de las arqueas provino del uso de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar procariotas de muestras ambientales (como el agua o el suelo) multiplicando sus genes ribosómicos. Esto permite la detección e identificación de organismos que no han sido cultivados en el laboratorio. [17] [18]
Clasificación actual [ editar ]
La clasificación de arqueas, y de procariotas en general, es un campo de rápido movimiento y contencioso. Los sistemas de clasificación actuales tienen como objetivo organizar las arqueas en grupos de organismos que comparten características estructurales y ancestros comunes. [20] Estas clasificaciones dependen en gran medida del uso de la secuencia de genes de ARN ribosómico para revelar relaciones entre organismos ( filogenética molecular ). [21] La mayoría de las especies de arqueas cultivables y bien investigadas son miembros de dos filos principales , Euryarchaeota y Crenarchaeota . Otros grupos se han creado tentativamente, como las especies peculiares Nanoarchaeum equitans, que fue descubierto en 2003, ha recibido su propio filo, el Nanoarchaeota . [22] También se ha propuesto un nuevo filo Korarchaeota . Contiene un pequeño grupo de especies termofílicas inusuales que comparte características de los dos filos principales, pero está más estrechamente relacionado con la Crenarchaeota. [23] [24] Otras especies de arqueas detectadas recientemente se relacionan solo distantemente con cualquiera de estos grupos, como los nanoorganismos acidófilos de la mina Archaeal Richmond (ARMAN, que comprende Micrarchaeota y Parvarchaeota), que se descubrieron en 2006 [25] y son algunos de los organismos más pequeños conocidos. [26]
Se ha propuesto un superphylum, TACK, que incluye Thaumarchaeota , Aigarchaeota , Crenarchaeota y Korarchaeota . [27] Este superphylum puede estar relacionado con el origen de los eucariotas. Más recientemente, el superphylum Asgard ha sido nombrado y propuesto para estar más estrechamente relacionado con el eucariota original y un grupo hermano de TACK. [28]
Concepto de especie [ editar ]
La clasificación de arqueas en especies también es controvertida. La biología define una especie como un grupo de organismos relacionados. El criterio de cría exclusivo familiar (organismos que pueden reproducirse entre sí pero no con otros ) no es de ayuda ya que las arqueas se reproducen asexualmente. [29]
Las arqueas muestran altos niveles de transferencia horizontal de genes entre linajes. Algunos investigadores sugieren que los individuos pueden agruparse en poblaciones similares a especies con genomas muy similares y transferencias genéticas poco frecuentes a / desde células con genomas menos relacionados, como en el género Ferroplasma . [30] Por otro lado, los estudios en Halorubrum encontraron una transferencia genética significativa hacia / desde poblaciones menos relacionadas, lo que limita la aplicabilidad del criterio. [31] Algunos investigadores cuestionan si tales designaciones de especies tienen un significado práctico. [32]
El conocimiento actual sobre la diversidad genética es fragmentario y el número total de especies de arqueas no puede estimarse con precisión. [21] Se estima que el número de filamentos oscila entre 18 y 23, de los cuales solo 8 tienen representantes que han sido cultivados y estudiados directamente. Muchos de estos grupos hipotéticos se conocen a partir de una única secuencia de ARNr, lo que indica que la diversidad entre estos organismos sigue siendo oscura. [33] Las bacterias también incluyen muchos microbios no cultivados con implicaciones similares para la caracterización. [34]
En promedio, los genomas arqueales muestran niveles de complejidad más altos que los de las bacterias.
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