Tema 5 Arqueas

Membranas de Archaea

• Las arqueas tienen membranas celulares únicas, distintas de las bacterias y eucariotas.
• Estas membranas poseen hidrocarburos derivados de unidades de isopreno, lo que afecta la fluidez y la permeabilidad de la membrana, particularmente importante en arqueas extremófilas.
• Los hidrocarburos están unidos al glicerol mediante enlaces éter, en lugar de enlaces éster, haciéndolos más resistentes a ataques químicos
• Hay dos tipos principales de lípidos arqueanos: di-éteres de glicerol y tetra-éteres de glicerol.

Di-éteres de glicerol

• Formado por dos hidrocarburos unidos al glicerol
• Generalmente la cadena hidrocarbonada tiene 20 carbonos
• Genera una membrana lipídica normal

Tetra-éteres de glicerol

• Formado por dos residuos de glicerol unidos por cadenas largas de más de 40 carbonos
• Más rígidos que los di-éteres
• Su rigidez aumenta con la adición de anillos penta-cíclicos
• Se encuentran en arqueas que sobreviven a temperaturas superiores a 85ºC

Pared celular de Archaea

• Las arqueas no tienen peptidoglicano en sus paredes celulares.
• Son resistentes a la lisozima y la penicilina.
• El tipo más común de pared celular es la capa superficial paracristalina, formada por proteínas o glicoproteínas.
• La capa S puede tener simetrías hexagonales, tetragonales o triméricas.

Otras estructuras de la pared celular de Archaea

• Algunas arqueas, como el metanógeno Methanocaldococcus jannaschii, tienen solo la capa S.
• Algunas arqueas tienen capas adicionales, puede ser proteica o polisacárida.
• Algunas arqueas metanógenas tienen pseudomureína, similar al peptidoglicano, que difiere en el enlace glicosídico y la configuración de aminoácidos.

Pilis de Archaea

• Los pilis de arqueas son de tipo IV.
• Se sintetizan en ribosomas y se unen a complejos proteicos de la membrana plasmática.
• Hay dos tipos especiales de pilis: cánulas y hami.

Cánulas

• Estructuras tubulares que conectan células hijas de arqueas termófilas.
• Forman una red de células.

Hami

• Estructuras en forma de gancho que permiten a las células unirse a superficies.
• Se encuentran en arqueas que forman biofilms.

Clasificación de las Arqueas

• El dominio Archaea se clasifica en cinco filos, con especies descritas a partir de cepas cultivadas.
• Los filos más importantes son Crenarchaeota y Euryarchaeota.
• La clasificación se basa en características fenotípicas, secuencias del gen 16S rRNA, genotípicas y quimiotaxonómicas.

Crenarchaeota

• Incluye a los hipertermófilos que crecen por encima del punto de ebullición del agua.

Euryarchaeota

• Grupo heterogéneo incluyendo halófilos, termoacidófilos, metanógenos y otros.
• El grupo más importante es Halobacteria.

Mecanismos de adaptación de las arqueas extremófilas

• Arqueas halófilas extremófilas:
• Capa S con proteínas compactadas.
• Concentración citoplasmática de solutos compatibles como ectoína para estabilizar el ADN.
• Presencia de girasa inversa para evitar la desnaturalización del ADN.
• Arqueas acidófilas extremas (o hiperacidófilas) :
• Se encuentran en ambientes con pH menor que 3.
• Se encuentran en los órdenes Sulfolobales y Thermoplasmatales.
• Oxidación del azufre para obtener energía.
• Picrophilus es el género más acidófilo (óptimo pH 0.7) con una membrana citoplasmática especial que mantiene el pH neutro interno.

Arqueas termoacidófilas

• Se encuentran en manantiales sulfurosos o cerca de fuentes hidrotermales oceánicas.
• Pertenecen al orden Sulfolobales.