Archaea: características

Archaea es uno de los tres Dominios propuestos por Woese & Fox en 1990. Según esto, la vida en la tierra se categorizaría en tres Dominios: Bacteria (Eubacteria), Archaea (Archaea), y Eukarya (Eukariota). Este sistema se basa en estudios de rRNA y reconoce las características únicas/diferentes de cada grupo. (ver clasificación: el sistema de los 3 dominios).

A pesar de que muchos representantes de este grupo eran conocidos desde hace bastante tiempo siempre se había pensado que eran bacterias y como tales se habían clasificado. Vistos al microscopio no muestran demasiadas diferencias con las bacterias "clásicas", y considerando además la extrema dificultad que representa cultivarlos en Laboratorio (ver microscopio y cultivo: los pilares de la Microbiología "clásica"), es fácil entender porqué se ha tardado tanto en reconocer sus especiales características y aceptar que representan un grupo de microorganismos totalmente independiente al de las Bacterias.

Dominio Archaea es pues un concepto relativamente moderno ya que se reconoció hace muy poco como un grupo importante e independiente de seres vivos, y, como ya hemos dicho, ello se debió sobre todo a los trabajos del citado Dr. Carl Woese y sus colegas de la Universidad de Illinois.

A pesar de esto, Archaea no son simplemente un grupo de Eubacterias que se adaptó a vivir en condiciones extremas. Las características que comparten con los Eucariotas son mucho más significativas que las que comparten con las Bacterias. Archaeas y Eucariotas son grupos mucho más cercanos de lo que pueda parecer, y divergen profundamente de las Bacterias. No obstante, los Archaea también comparten con las Bacterias ciertas características que no están presentes en los Eucariotas. Los investigadores también han encontrado un número significativo de diferencias en las secuencias 16ssu rRNA de los tres grupos de organismos.

Según las últimas investigaciones, Archaea son posiblemente los organismos más antiguos en la Tierra y aparecerían, casi con toda seguridad, hace unos 4 mil millones de años, en el momento del origen de la vida en nuestro planeta. Pensemos que, desde esta perspectiva, Archaea evolucionaron bajo las condiciones de la Tierra primitiva (temperaturas altas, atmósfera anaeróbica, salinidad alta) y éstos siguen siendo, aun hoy, sus hábitats predilectos.

Características generales de Archaea

Fenotípicamente, Archaea son muy parecidos a las Bacterias. La mayoría son pequeños (0.5-5 micras) y con formas de bastones, cocos y espirilos. Archaea generalmente se reproducen por fisión, como la mayoría de las Bacterias. Los genomas de Archaea son de un tamaño sobre 2-4 Mbp, similar a la mayoría de las Bacterias. Sin embargo, la mayor parte de Archaea son termófilos (de hecho, muchos son sumamente termófilos). La mayoría también son autotróficos o dependientes de azufre. Como los Eucariotas, Archaea tienen abundantes proteínas similares a la histona y el ADN se empaqueta en forma de nucleosomas.

La organización global de la membrana celular es similar a la encontrada en Bacterias y Eucariotas. Archaea puede alterar el espesor de su membrana incluyendo o quitando anillos pentacíclicos en la estructura. Contienen cantidades grandes de lípidos no polares.

Igual que los eucariotas, las paredes celulares de Archaea no contienen ácido murámico y D-aminoácidos (los "ladrillos" de peptidoglicano); algunas especies en particular pueden contener pseudopeptidoglicano (pseudomureina), polisacárido, glicoproteína o proteína en sus paredes celulares, mientras las paredes celulares de eucariotas se basan en celulosa o quitina.

Así mismo, las membranas plasmáticas de Archaea están hechas de lípidos ramificados que se une al glicerol por medio de enlaces de éter. Los lípidos enlazados por éter son comúnes a todos los Archaea. Glicerol diéter y diglicerol tetraéter son los tipos más importantes de lípidos presentes en la membrana célula (Estos lípidos pueden usarse como firmas químicas para detectar la presencia de Archaea en una muestra). Esto es muy diferente en eucariotas y en otros procariotas en los que los ácidos grasos de las cadena se unen al glycerol por enlaces éster. Se supone que esta singularidad de la membrana plasmática les ayuda a adaptarse a los ambientes extremos en los que les gusta vivir, incluyendo aquéllos que aparecen a altas temperaturas, y elevada salinidad.

A pesar de todo eso, las Archaeobacterias puede diferenciarse a menudo en términos de tinción Gram (ya que esta tinción es una medida de aspectos físicos de paredes de la célula que son compartidos por eubacteria y archaeobacteria). Hay Archaeas sin pared celular que viven a altas temperaturas (55-59ºC)

Archaeas y Eubacterias carecen de núcleo verdadero y tienen genomas redondos y pequeños.

La maquinaria de transcripción de Archaea es generalmente como en Bacteria y Eukaria, con 70S ribosomas. Los genes se colocan en racimos co-transcritos llamados operones (los genes de Eukaryas se transcriben generalmente de forma separada en lugar de en racimos). También como en las Bacterias, se unen transcripción y translación (es decir, ocurren simultáneamente), y el fracaso de un mRNA al ser traducido causa que la ARN polimerasa aborte la transcripción.

Sin embargo, en muchos sentidos la traducción en Archaea es como en Eukaria. La traducción se comienza con metionina y es inhibida por la toxina de la difteria, como en los ribosomas de los eukarya, pero no es afectado por la mayoría de antibióticos inhibidores de la traducción bacteriana (Estreptomicina y Cloramfenicol).

La ARN polimerasa es una enzima crucial requerida para la síntesis de nuevas moléculas de ARN. Las Eubacterias tienen un solo tipo de ARN polimerasa para la transcripción de todos los genes de la célula y utilizan Formil-metionina como iniciador para la síntesis de proteína.

Archaea, como las Bacterias, tienen una sola ARN polimerasa que transcribe todos los genes. Sin embargo, las ARN polimerasas de Archaea son como los de los eucariotas (contienen 3 o 4 subunidades grandes y muchas pequeños). Las ARN polimerasas de Archaea son similares en sucesión y antigenicidad a la ARN polimerasa II de eukaria.

Sólo algunos genes de Archaea contienen intrones en su DNA, en contraste con la falta completa de intrones en Eubacteria, y la presencia de intrones en todos los genes de los eucariotas.

De muchas maneras, podemos pensar en Archaea como un "enlace perdido" entre bacterias y eukarias.