Dominio Arquea

Este dominio muestra una serie de aspectos interesantes con respecto a la heterogeneidad de sus grupos y la forma como cada uno de ellos han resuelto los problemas que enfrentan en los diferentes ambientes.

Las arquebacterias están divididas en tres grupos de acuerdo con la adaptación que presentan al medio donde residen:

HALOFILICAS EXTREMAS: Estos procariotas se caracterizan por vivir en ambientes de elevada salinidad, entre ellos: salinas, los lagos salados naturales, hábitats salinos artificiales como en las preparaciones caseras concentradas de sal que se utilizan para la preservación de algunos tipos de pescado y carne, en donde se reconoce su presencia por el hecho de formar manchas rojas. La concentración de sal en dichos hábitats está cercana al punto de saturación (32%) aunque la mayoría de especies requieren 12-23% para un óptimo de crecimiento.

Con referencia a su morfología pueden presentar formas similares a la de las bacterias verdaderas tales como cocos y bacilo. Todas las arqueas halofílicas son Gram negativas, poseen una pared celular compuesta de polisacáridos a base de glucosa, ácido glucurónico, galactosamina, acetato y abundantes residuos de sulfato. Se reproducen por fisión binaria, no forman esporas y su metabolismo corresponde al de bacterias quimiorganotróficas, la mayoría de las especies son aerobios obligados, pero otras pueden realizar procesos fermentativos o de respiración anaeróbica. Además, por el hecho de encontrarse en medios hipertónicos (muy salados) adquieren un comportamiento muy particular que consiste en acumular intracelularmente compuestos orgánicos denominados solutos compatibles los cuales contrarrestan la tendencia de la bacteria a deshidratarse en esas condiciones.

METANOGENAS: Este tipo de arqueas se caracterizan por sintetizar metano en condiciones anóxicas a partir de por lo menos 10 sustratos , entre otros, CO2, CO, formiatos, metanos, acetatos ,etc. Se conocen metanógenas tanto Gram positivas, como Gram negativas, por lo que no se considera una característica de validez en su clasificación, por lo cual se recurre a métodos moleculares, basados en la comparación de las secuencias del ARNr 16s. Algunas arqueas metanógenas poseen una pared celular constituida de un peptidoglicano parecido al que presentan las bacterias verdaderas al cual se le ha denominado pseudopeptidoglicano (figura N compuesto de repeticiones alternas de N-acetilglucosamina y Acido N- acetiltalosaminurónico el cual sustituye al ácido N-acetilmurámico del peptidoglicano). Además también se diferencia de las paredes bacterianas en los enlaces glucosídicos 1,3 en vez de 1,4. Habitan por lo general en los drenajes, pantanos y aparatos digestivos de los vertebrados incluyendo el hombre, que proporcionan un ambiente anaeróbico adecuado para su metabolismo.

Figura N.

TERMOACIDÓFILAS: Este tipo de organismos por lo general habita ambientes terrestres correspondientes a aguas calientes geotérmicas (>80ºC), los cuales se caracterizan por ser ricos en azufre y además por su acidez (pH<2), que puede presentarse desde moderada a extremadamente ácida, debido a la oxidación biológica del H2S y So que produce H2SO4. A su vez también se pueden encontrar algunas arqueas que habitan en lugares ligeramente alcalinos como algunas solfataras (medios calientes y ricos en azufre). Su metabolismo productor de energía puede ser quimiorganotrófico ó quimiolitotrófico y por lo general son anaerobias estrictas , sin embargo se pueden encontrar géneros como Sulfolobus que tiene un metabolismo aeróbico activo, con facultades anaerobias en ciertas ocasiones. Pueden presentar formas muy variadas entre las cuales se pueden contemplar bacilares individuales o en grupos, esféricas solitarias o en grupos, filamentosas, esféricas lobuladas, discoidales, etc.

Según los criterios de secuenciación molecular las arqueas están más relacionadas filogenéticamente con el dominio Eukaria que con el dominio bacteria.

Por lo general dentro del dominio arquea las formas varían desde esféricas, bacilares, filamentosas hasta discoidales, organizadas tanto de manera individual como asociadas en colonias.

Por otra parte, las arqueas han sido de invaluable importancia en el estudio de hipótesis sobre las primeras formas de vida en la tierra, considerando su capacidad de adaptación a ciertas condiciones ambientales extremas tales como: temperaturas altas, gran actividad volcánica y una atmósfera anóxica que favorece la metanogénesis. Por tanto, las arqueas son excelentes candidatos para ilustrarnos sobre las posibles adaptaciones de las primeras células a la tierra primitiva.

Además, teniendo en cuenta los estudios realizados en su ARNr 16s se ha podido determinar un ritmo bajo de evolución con respecto a las otras bacterias y a los eucariotes, debido a la necesidad de conservar intactos los genes que les proporcionan las características fenotípicas apropiadas para sobrevivir en ambientes críticos. Por tal razón, han desarrollado una pared celular como estructura de protección, con lo cual impiden la lisis osmótica y por otra parte adquieren resistencia natural a la acción de la lisozima.

PARED CELULAR DE ARQUEA

El tipo más común de pared celular entre arqueas es la capa superficial paracristalina (capa S) que también se encuentra en las eubacterias, formada de proteína o glicoproteína generalmente de simetría hexagonal. La pared celular de arqueas adquiere diferentes morfologías como respuesta a los diferentes ambientes en los cuales se desarrolla.

MEMBRANA PLASMÁTICA DE ARQUEA

La membrana plasmática de las arqueas presenta características particulares con respecto al componente lipídico. A diferencia de las eubacterias y eucariotas, carecen de ácidos grasos y en su lugar tienen cadenas laterales compuestas de unidades repetitivas de isopreno (fentanilo o bifentanilo) unidas por enlaces éter al glicerol (Figura 2) que constituyen el gliceroldiéter cuando se distribuyen a manera de bicapa y el gliceroltetraéter cuando es a manera de monocapa, este último arreglo es muy estable a temperaturas altas por lo tanto, no es una sorpresa que se encuentre principalmente en las arqueas termoacidófilas.

(Figura 2)

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DEL METABOLISMO

En cuanto a su metabolismo, las arqueas poseen características particulares. Difiere de bacterias y eucariotas en la ausencia de citocromos y quinonas para la transferencia de electrones. Además la síntesis de proteínas se caracteriza por que en el complejo de iniciación no existe la desoxirribotimidina en el ARNt y por hacer uso de Met-ARNt en vez de fMet-ARNt propio del dominio bacterias