Археи

Археи - одноклеточные организмы, образующее отдельное надцарство или домен живых организмов. Архей в переводе означает древний, так как эти организмы преобладали на Земле и играли ведущую роль в биологических процессах трансформации элементов в начальные периоды эволюции жизни. Все живые организмы в природе делят на прокариотов и эукариотов. К прокариотам относятся археи и бактерии, к эукариотам - все остальные живые существа ( животные, растения и пр.). Главное отличие прокариот от эукариот заключается в том, что у первых отсутствует клеточное ядро и генетический материал представлен одной молекулой ДНК. Также у прокариотических организмов отсутствуют мембранные органеллы, отличается механизм деления клеток и другие процессы жизнедеятельности.

Археи, как представители прокариот имеют сходные с бактериями размеры, принципы организации и способы деления, однако представители этого домена имеют свои существенные особенности: 1. Большинство архей - экстремофилы, то есть развиваются в экстремальных условиях, при высокой температуре, кислотности, в насыщенных солевых растворах.
2. Они имеют самую разнообразную форму: сферическую, палочкообразную, спиральную, треугольную и прямоугольную.
3. Своеобразное строение рибосом и рибосомальных и транспортных РНК.
4. В состав липидов клеточной мембраны входят не жирные кислоты, а многоатомные спирты. Мембрана представляет собой не липидный бислой, а монослой. Покровы клеток у разных архей имеют разнообразное строение и химический состав, часто присутствуют поверхностные слои, образованные определенным образом структурированными и регулярно уложенными белковыми или гликопротеидными молекулами правильной или довольно причудливой формы.
5. В клетках некоторых архей происходят биохимические процессы, не свойственные никаким другим организмам. Например, только определенные представители архей в процессе своей жизнедеятельности образуют метан.
6. Среди архей нет паразитизма, но есть симбиоз т.е. взаимная польза живущих совместно организмов.
7. По типу питания многие их них относятся к автотрофам, т.е. они не нуждаются в органической пище и получают необходимую для жизни энергию за счет окислительно-восстановительных реакций, в которые вовлечены неорганические молекулы. Это позволяет им существовать в экстремальных условиях, где не могут жить никакие другие организмы.
8. У архей отсутствуют хлорофиллы и бактериохлорофиллы, фотосинтетическим пигментом является бактериородопсин — уникальный белок, имеющий сходство с родопсином, однако встречающийся только у галобактерий. Для фотосинтеза архей также характерно отсутствие электрон-транспортной цепи, генерирование протонного градиента осуществляется при помощи бактериородопсиновой протонной помпы.

Все археи делятся на два царства: кренархеота и эуриархеота. Археи, относящиеся к кренархеотам получают энергию путем восстановления или окисления соединений серы, и являются гипертермофилами, то есть развиваются при температуре выше 80С. Эти археи обитают исключительно в горячих источниках, на поверхности Земли или дне океана, в зонах вулканической активности. Местом их обитания являются, в частности, окрестности глубоководных вулканических источников, расположенных в океане на тысячеметровых глубинах. Представители царства эуриархей широко распространены. К ним относится большая группа метанобразующих архебактерий. Метанобразующие археи широко распространены: 1, 0-1, 5% углерода, участвующего в круговороте углерода в биосфере, проходит через стадию метана. Также они входят в состав кишечной микрофлоры, в частности развиваются в отделе желудка - рубце жвачных животных. Накопление метана, хотя и незначительное, отмечено и в кишечнике человека. Метанобразующие бактерии интенсивно синтезируют витамин В12 и обеспечивают им своих хозяев. Также к это группе относятся галофильные археи, способные жить при концентрациях солей, превышающих 250-300 г/л. Галофилы населяют соляные озера, например Мертвое море.

Особо выделяют кислотолюбивые археи из группы эвриархеот. Они используют для жизни органические соединения. Сюда относятся так называемые термоплазмы, развивающиеся в горячих и кислых вулканических источниках и лишенные клеточной стенки. Например архебактерия Picrophilus растет только при значениях рН ниже 2, 2 и даже при рН около 0.

Использование архебактерий человеком: метанобразующие археи используют для утилизации органических отходов. В метантенках при высокой температуре и отсутствии свободного кислорода происходит сбраживание органических веществ микрофлорой, в результате чего образуются водород и углекислота, которые и используются археями при образовании метана. Благодаря высокой температуре процессы идут с высокой интенсивностью. Ферменты выделенные из термофильных архебактерий используют при постановке полимеразной цепной реакции (ПЦР).