Məlumat

Bu fotoda arxeyanı harada tapa bilərəm?

Bu fotoda arxeyanı harada tapa bilərəm?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bu şəkil Arxebakteriyalar altında Həyatın Altı Krallığına bələdçidəndir:

Bu fotoşəkildə arxeyanı harada tapa biləcəyim mənə aydın deyil, baxmayaraq ki, vebsayt bunun aydın olduğunu göstərir.

Sual: Bu fotoşəkildə arxeyanı harada tapa bilərəm?


Bu, yəqin ki, həyatla zəngin olan sarı bakteriya həsirləridir. Matlar səthdən məsafəyə görə dəyişən təbəqəli ekologiyadır, buna görə də onlar yosun, prokarot və eukariotun bir çox növləri ilə zəngindir. Yellowstone-da bakterial həsirlər qəhvəyi, yaşıl, sarı və narıncı da daxil olmaqla müxtəlif rənglərdə ola bilər. Onlar çökmüş minerallardan fərqlidir.

"Fotoqrafda arxe var" deyə bilərsiniz! Beləliklə, çox uzaqda axtarmağa ehtiyac yoxdur.

Budur bakteriya matının yaşayış yerinin şəkli: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0717345817300738

Bəzi videolarda görə bilərsiniz. İdeal olaraq, Yellowstone-da olan materialları nümayiş etdirən biologiya videomuz olacaq ki, onun sərxoş, selikli, süngər olub-olmadığını, böyümə halqaları, rəngli təbəqələri, kəsikləri olub-olmadığını göstərmək üçün... bu, hazırda yalnız turist videoları olsa da.


Carl Woese

1977-ci ildə Carl Woese biologiyanın əsas dogmalarından birini alt-üst etdi. O vaxta qədər bioloqlar Yerdəki bütün həyatın iki əsas nəsildən birinə, eukaryotlara (heyvanlar, bitkilər, göbələklər və paramecium kimi bəzi birhüceyrəli orqanizmlər daxildir) və prokaryotlara (qalan bütün mikroskopik orqanizmlər) aid olduğunu qəbul edirdilər. Woese, əslində üç əsas nəsil olduğunu kəşf etdi. Əvvəllər prokaryotlar adlandırılanlar içərisində, eukariotlardan daha çox bir-biri ilə əlaqəli olmayan iki fərqli orqanizm qrupu mövcuddur. Woese işinə görə, canlı sistemlərin üç əsas bölməsi - Eukarya, Bakteriyalar və Arxeya - Woese 1990-cı ildə təklif etdiyi bir təsnifat sxeminin mövcud olduğu geniş şəkildə qəbul edilir.

Yeni orqanizmlər qrupunun - Arxeyanın əvvəlcə yalnız ekstremal mühitlərdə, oksigensiz yuvalarda mövcud olduğu və temperaturları suyun normal qaynama nöqtəsinə yaxın və ya yuxarı ola biləcəyi düşünülürdü. Mikrobioloqlar daha sonra başa düşdülər ki, Arxeylər təbiətdə geniş yayılmış və torpaqlar və okeanlar kimi daha az ekstremal yaşayış yerlərində yayılmış böyük və müxtəlif orqanizmlər qrupudur. Beləliklə, onlar qlobal karbon və azot dövrlərinə əhəmiyyətli töhfə verənlərdir.

Woese'nin bu "həyatın üçüncü formasını" müəyyən etmək üçün istifadə etdiyi, ribosomal RNT adlanan hüceyrə funksiyasının mərkəzi olan müəyyən bir molekulun ardıcıllığının müqayisəsini ehtiva edən metod bütün orqanizmləri müəyyən etmək və təsnif etmək üçün istifadə olunan standart yanaşma halına gəldi. Bu üsullar həm də ekologiyada inqilab etdi, çünki indi ətraf mühitdən ribosomal DNT toplamaqla ekosistemi araşdırmaq, beləliklə də orada olan orqanizmlərin becərilməsi kimi çox vaxt mümkün olmayan işdən qaçmaq mümkündür. Bu mikroorqanizmlər və Vuuzun elmə gətirdiyi inqilabi üsullar hüceyrələrin təbiəti və təkamülü haqqında fikirlər təklif edə bilər.

1996-cı ildə Woese və həmkarları (İllinoys Universitetinin professoru Gary Olsen və Genomik Tədqiqatlar İnstitutunun tədqiqatçıları) jurnalda dərc etdilər. Elm bir arxeonun ilk tam genom quruluşu, Methanococcus jannaschii. Bu işə əsaslanaraq, onlar arxeylərin bakteriyalardan daha çox insanlarla əlaqəli olduğu qənaətinə gəliblər. "Arxeylər bizimlə, eukariotlarla qohumdurlar, onlar milyardlarla il əvvəl eukaryotik hüceyrənin yaranmasına səbəb olan mikroorqanizmlərin nəslindəndir" dedi Vuuz o zaman.

Woese-nin eksperimental kəşfləri onun təkamül prosesini dərindən dərk etmək axtarışları kontekstində edildi. Hələ 1970-ci illərdə Woese, bildiyimiz kimi genlərin ortaya çıxmasından əvvəlki dövrdə hansı təkamül nəzəriyyəsinə ehtiyac duyulacağını düşünürdü. Belə bir dövrdə standart populyasiya genetik təkamül nəzəriyyəsi tətbiq oluna bilməzdi. Woese, son universal ümumi əcdad kimi tanınan şeyin təbiəti ilə bağlı erkən aydın təklifləri ifadə edərək, müxtəlif səbəblərə görə, universal əcdadın tək bir orqanizm deyil, daha çox bir müddət ərzində birlikdə mövcud olan boş strukturlu hüceyrələrin qrupları olduğu qənaətinə gəldi. genetik mutasiya nisbətlərinin yüksək olduğu və hüceyrələr arasında genlərin köçürülməsinin indiki dövrə nisbətən daha tez-tez baş verdiyi vaxt. Bu təkliflərin ən müfəssəl variantı Woese-nin burada IGB-də (İllinoys Universitetinin professoru Naycel Qoldenfeldlə) işi əsasında irəli sürülüb. Progenotlar adlanan bu ibtidai hüceyrə qrupları birlikdə təkamül keçirmiş və nəticədə üç əcdad nəslini meydana gətirmişdir.

IGB Biocomplexity tədqiqat mövzusunun və uzun müddətdir ki, rəhbəri Dr. Naycel Qoldenfeld deyir ki, “Karlın işi, mənim fikrimcə, superkeçiricilik nəzəriyyəsi ilə yanaşı, bu kampusda və ya həqiqətən də başqa yerdə görülmüş ən mühüm elmi iş kimi yer alır”. Dr. Woese-nin həmkarı. "Bu, 20-ci əsrin biologiya sahəsində mühüm nailiyyətlərindən biri olaraq qalır və həyatın təkamülü haqqında artan anlayışımız üçün möhkəm təməl olaraq qalır."

Woese 2012-ci ilin dekabrında 84 yaşında vəfat etdi.

Nəşrlər və Resurslar

1977-ci ildə Karl R.Vouz və Corc E.Foksun "Prokaryotik sahənin filogenetik quruluşu: Birincili krallıqlar" adlı əsaslı nəşri oxuyun, burada həyatın üçüncü sahəsi olan Arxeya müəyyən edilir.

1977-ci il nəşrinin şərhlərinə Prashant Nair tərəfindən "Vay və Tülkü: Həyat, yenidən qurulmuş" və Norman R. Peysin, Jan Sapp tərəfindən "Filogeniya və ondan kənar: İlk həyat ağacının elmi, tarixi və konseptual əhəmiyyəti" daxildir. və Naycel Qoldenfeld.

Arxeyanın kəşfi haqqında ilk hesabatın 30-cu ildönümü 2007-ci ildə IGB-də kəşfin tarixi aspektlərini və bu biliklərin mikrob ekologiyasını necə dəyişdirdiyini əhatə edən simpoziumla qeyd olundu. Təqdimatların videoları daxil olmaqla proqram archaea.igb.uiuc.edu saytında mövcuddur.

Carl R. Woese Memorial

26 yanvar 2013-cü il tarixində bir sıra natiqlərin Karl ilə qarşılıqlı əlaqəsi haqqında xatirələrini bölüşən xatirə mərasimi keçirildi.

Natiqlər arasında IGB Direktoru Gene Robinson, Prezident Robert Easter, İllinoys Universitetinin (4:20 işarəsində), professor Larry Gold, Kolorado Universitetinin (9:15 işarəsində), professor Naycel Goldenfeld (16:20 işarəsində) ), professor Riçard Herman (saat 24:10-da), professor Qari Olsen (31:15 işarəsində), professor Norman Peys, Kolorado Universitetinin (36:10 işarəsində), professor Karl Stetter, Regensburg Universitetinin fəxri professoru. 37:46 nişanında), LAS dekanı Ruth Watkins (41:08 nişanında), kansler Fillis Wise (47:05 nişanında) və fəxri professor Ralf Vulf (49:32 nişanında). Açıq mike şərhləri 54:14 işarəsindən başlayır.

Onlayn qonaq kitabı vasitəsilə paylaşılan xatirələrə də burada baxmaq olar.

Carl R. Woese Araşdırma Fondu

Carl R. Woese Araşdırma Fonduna ianələr edilə bilər. Dr. Woese, Carl R. Woese Genomik Biologiya İnstitutunda təkamül, sistem biologiyası və ekosistem dinamikası ilə bağlı tədqiqatları dəstəkləmək üçün bu fondu təsdiqlədi. Hədiyyələr Carl R. Woese Genomik Biologiya İnstitutunun himayəsində olan “University of Illinois Foundation”a, 1206 W. Gregory Drive, Urbana, IL 61801 və ya https://www.uif.uillinois təhlükəsiz internet saytı vasitəsilə göndərilə bilər. edu/Hədiyyələr/StartGiving.aspx. Səhifənin aşağı hissəsində "Mən ianəmin aşağıdakı xüsusi fondlara (fondlara) ayrılmasını istərdim):" İanə məbləğinizi qeyd edin və "Digər - İanəni bura yönəldin" sahəsinə "Karl R" yazın. "Vay Tədqiqat Fondu" qutusunda. Səhifənin altındakı davam düyməsini klikləyin və siz əlaqə və kredit kartı məlumatı üçün təhlükəsiz səhifəyə yönləndiriləcəksiniz. Təqdim etməzdən əvvəl bu məlumatı nəzərdən keçirmək şansınız olacaq.

Dr. Woese haqqında

Carl Woese Urbana-Champaign-də İllinoys Universitetində mikrobiologiya professoru və Karl R. Woese Genomik Biologiya İnstitutunun professoru idi. O, 1984-cü ildə Con D. və Catherine T. MacArthur Fondunun “dahi” mükafatına layiq görüldü və Milli Elmlər Akademiyası onu 1988-ci ildə üzvlüyə seçdi. 1992-ci ildə Hollandiya Kral Elmlər Akademiyası ona mikrobioloqa verilən ən yüksək mükafatı verdi. , Leeuwenhoek medalı, hər 10 ildə bir dəfə verilir. O, 2000-ci ildə "Yerdəki həyatın tarixini araşdırmaq üçün RNT ardıcıllığının molekulyar tədqiqatları vasitəsilə parlaq və orijinal fikirlərinə görə" Milli Elm Medalı ilə təltif edilib. 2003-cü ildə İsveç Kral Elmlər Akademiyası Woese həyatın üçüncü sahəsini kəşf etdiyinə görə bioelmlər üzrə Crafoord mükafatını verdi. Crafoord mükafatı, işləri Nobel Mükafatlarının əhatə etdiyi kateqoriyaların heç birinə aid olmayan elm adamlarına verilir. Dünyanın ən qədim davamlı elmi təşkilatı olan Kral Cəmiyyəti 2006-cı ildə Woese-i xarici üzv seçdi. O, Stenli O. İkenberinin Müvəkkil kafedrasını tutdu və Mikrobiologiya üzrə Təkmil Araşdırmalar Mərkəzinin professoru kimi çalışdı.


Yeni Kəşf Edilən Mikrob Nefti Metana çevirir

Jurnalda dərc olunan yeni bir məqaləyə görə, Meksika körfəzinin dərin dəniz neft sızmalarından olan arxeya növü olan methanoliparia uzun zəncirli karbohidrogenləri metan və karbon qazına ayırır. mBio.

Metanolipariya tək orqanizm kimi alkan disproporsionallığı ilə metan hasil edən yeraltı mühitlərdə mühüm metanogen alkan parçalayıcısıdır. Bu şəkil bir damla yağa yapışmış Metanolipariya hüceyrələrini göstərir. Ölçək çubuğu – 10 μm. Şəkil krediti: Maks Plank Dəniz Mikrobiologiyası İnstitutu.

“Metanolipariya karbohidrogenləri alkan disproporsionallığı adlanan proseslə çevirir. O, nefti metan və karbon dioksidə parçalayır” deyən aparıcı müəllif Dr. Rafael Laso-Pérez, Maks-Plank Dəniz Mikrobiologiyası İnstitutunun tədqiqatçısı və MARUM və onun həmkarları.

"Əvvəllər bu transformasiyanın iki növ orqanizm arasında mürəkkəb ortaqlıq tələb etdiyi düşünülürdü: arxeya və bakteriyalar."

Alimlər Meksika körfəzində neft sızması (təxminən 10 000 fut və ya 3 000 m dərinlik) olan Çapopot Knolldan çöküntü nümunələri toplayıblar.

Onlar genomik analizlər aparıblar ki, Methanoliparia, oksigen olmadan kifayət qədər reaktiv yağdan istifadə etmək üçün yeni fermentlərlə təchiz olunub.

Dr. Laso-Pérez, "Biz ilk dəfədir ki, nefti metana qədər parçalamaq potensialına malik mikrob görürük" dedi.

“Yeni orqanizm, Methanoliparia, bir növ mürəkkəb varlıqdır. Onun qohumlarından bəziləri çox karbonlu karbohidrogenləri parçalayan arxeyalardır, digərləri isə metabolik məhsul kimi metan əmələ gətirən çoxdan məlum olan öz metanogenləridir”, - deyə Maks-Plank Dəniz Mikrobiologiyası İnstitutundan və MARUM-dan baş müəllif Dr. Gunter Wegener əlavə edib.

Hər iki qohumun birləşmiş enzimatik vasitələri ilə Methanoliparia nefti aktivləşdirir və parçalayır, lakin son məhsul kimi metan əmələ gətirir.

“Mikroskopiya göstərir ki, metanolipariya hüceyrələri yağ damcılarına yapışır. Onun partnyor kimi bakteriya və ya digər arxeyalara ehtiyacı olduğuna dair heç bir eyham tapmadıq”, - deyə doktor Vegener bildirib.

“Biz DNT kitabxanalarını skan etdik və aşkar etdik ki, Metanolipariya tez-tez neft rezervuarlarında — və yalnız bütün okeanlardakı neft rezervuarlarında —-ci ildə aşkar edilir” dedi Dr.Laso-Pérez.

"Beləliklə, bu orqanizm uzun zəncirli karbohidrogenlərin metana çevrilməsində əsas agent ola bilər."

Komanda indi bu mikrobun gizli həyatını daha dərindən araşdırmağı planlaşdırır.

“İndi bizdə Metanolipariyanın geniş yayılması və təəccüblü potensialı haqqında genomik dəlillər və şəkillər var. Amma biz onları hələ laboratoriyada yetişdirə bilmirik. Bu, atılacaq növbəti addım olacaq. Bu, bizə daha çox maraqlı detalları araşdırmaq imkanı verəcək”, - deyə doktor Vegener bildirib.

"Məsələn, nəticədə istixana qazını yanacağa çevirməyə imkan verəcək prosesi geri qaytarmağın mümkün olub-olmaması."

Rafael Laso-Pérez və b. 2019. Qeyri-metan alkanların anaerob deqradasiyası “Namizəd Metanolipariya” Meksika körfəzinin karbohidrogen sızıntılarında. mBio 10: e01814-19 doi: 10.1128/mBio.01814-19


Göz oxşayan nənə

Bəs o əcdad arxeon hansı hüceyrə idi? Bəs o, bakterial partnyorları ilə necə görüşdü və birləşdi?

Bioloq Lynn Margulis ilk dəfə 1967-ci ildə eukariotların bir hüceyrə digərlərini udması nəticəsində yarandığını irəli sürmüşdür. Əksər tədqiqatçılar bəzi udmaların getdiyi ilə razılaşırlar, lakin bunun nə vaxt baş verdiyi və eukariotlarda daxili bölmələrin necə meydana gəldiyi barədə fərqli fikirlərə malikdirlər. Almaniyanın Düsseldorf şəhərindəki Heinrich Heine Universitetində təkamül hüceyrə bioloqu Sven Gould deyir: "Sınaqdan keçmiş onlarla model artıq inandırıcı olmadığı üçün yol boyu öldü". Hüceyrə bioloqları arxeya haqqında anlayışlarını artırdıqca digər nəzəriyyələr yüksələ və ya düşə bilər.

Bir çox model, nəticədə eukaryotik hala gələn hüceyrələrin, mitoxondriyə çevriləcək bakteriya ilə qarşılaşmamışdan əvvəl, çevik membranlara və daxili bölmələrə malik olduqca mürəkkəb olduğunu güman edir. Bu nəzəriyyələr hüceyrələrdən faqositoz kimi tanınan xarici materialı udmaq üçün bir üsul inkişaf etdirmələrini tələb edir ki, onlar keçici bakteriyanı ölümcül bir dişləmə ilə tuta bilsinlər (bax: “Mürəkkəb hüceyrələrin yaradılmasının iki yolu”). Əksinə, Gould və başqaları mitoxondrilərin erkən əldə edildiyini və daha sonra daha böyük, daha mürəkkəb hüceyrənin yanmasına kömək etdiklərini düşünürlər.

Baums modeli mitoxondrilərin faqositoz olmadan necə yarana biləcəyini izah edən azsaylı modellərdən biridir. David Baum bu ideyanı ilk dəfə 1984-cü ildə Oksford Universitetində (Böyük Britaniya) bakalavr pilləsində oxuyarkən irəli sürdü. Onun prosesi arxeya və bakteriyaların bir-birindən asılması, resursları paylaşması ilə başlayır. Arxeon qida mübadiləsi üçün səth sahəsini artırmaq üçün xarici membranlarını uzatmağa və qabarıqlaşmağa başlaya bilər. Vaxt keçdikcə bu qabarıqlar bakteriyaların ətrafına yayıla və böyüyə bilər, ta ki bakteriyalar az-çox arxeonun içərisində olana qədər. Eyni zamanda, arxeonun orijinal xarici membranı, indi onu əhatə edən uzun tentacles tərəfindən cırtdan, yeni nüvənin sərhədinə çevriləcək, hüceyrənin yeni xarici membranı isə bəzi xüsusilə uzun tentacles düz kənarında böyüdükdə meydana gələcək. Arxeal sələfi ilə müqayisədə hüceyrəni genişləndirir. Bu proses faqositozdan fərqlənir, ona görə ki, o, orqanizmlərin birliyi ilə başlayır və bir dişləmə ilə deyil, uzun müddət ərzində baş verir.

Nik Spenser/Təbiət Mənbə: B. Baum və D. A. Baum BMC Biol. 18, 72 (2020).

David Baumun tərbiyəçisi ona ideyanın yaradıcı olduğunu, lakin sübutun olmadığını söylədi. Bir kənara qoydu. Lakin o, həyat elminə olan həvəsini o vaxt uşaq olan əmisi oğlu Buzz ilə Oksfordda müntəzəm ailə naharlarında bölüşmüşdü. Buzz xatırlayır: "Mən biologiyaya qismən buna görə getdim".

2013-cü ildə David öz nəzəriyyəsini yazmağa qərar verdi. O, nəzəriyyəni daha da inkişaf etdirməyə kömək edən öz laboratoriyasını idarə edərək Buzz-a qeyd göndərdi. Bu ikili öz ideyalarını dəstəkləyən biologiyanın bir neçə aspektini müəyyənləşdirdi, məsələn, arxeya və bakteriyaların yan-yana yaşadıqları və qida maddələrinin ticarəti ilə tapıldı. Baumlar təkliflərini dərc etməkdə çətinlik çəkdilər, lakin nəhayət, bir ev tapdı BMC Biologiyası 2014-cü ildə 2.

Buzz, xüsusilə hüceyrə bioloqlarından xatırlayır ki, ideya həvəsli cavab aldı. Lakin 2014-cü ildə David hələ də onların haqlı olmaq şansının 50-50 olduğunu düşünürdü.

Və sonra, beş il sonra, spagetti və köftə şəkilləri ortaya çıxdı. Hər iki Baum həyəcanlandı.

Arxeya və eukariotların mənşəyi

Bu növ Asgard archaea adlı qrupdan becərilmiş ilk növ idi. 2015-ci ildə təsvir edilən bu orqanizmlər, bir çox elm adamının eukariotlarınklarına olduqca oxşar hesab etdiyi zülalları kodlayan genlərə malikdir 8 . Tədqiqatçılar tez bir zamanda eukariotların arxeal əcdadının Asqard arxeonuna bənzəyən bir şey olduğundan şübhələndilər. Potensial nənəyə işarə edərək, kəşf Baumsun fərziyyəsini dəstəklədi.

Asgard nümayəndəsi - hələ dəqiq adı olmayan və hazırda kimi tanınır Namizəd 'Prometheoarchaeum syntrophicum' - qida maddələrini paylaşdığı bir cüt mikrob asma ilə yanaşı bioreaktorda böyüdü. Xüsusilə, onun heç bir mürəkkəb daxili membranı və ya bu assosiativləri faqositozlamağa ümid edə biləcəyi əlamətləri yox idi. Hüceyrə bölünməsi ilə əlaqələndirilə bilən üç sistemə sahib idi: FtsZ ESCRT-lərə ekvivalent olan zülallar və eukariotlarda bölünməyə kömək edən əzələ daralma zülalı aktin. Tokiodakı Milli Qabaqcıl Sənaye Elmləri və Texnologiyaları İnstitutunun mikrobioloqu Masaru Nobu deyir ki, mədəniyyətçilər onun özünü parçalamaq üçün hansı üsuldan istifadə etdiyini hələ öyrənməyiblər.

Hüceyrələr bölünməyi dayandırdıqda və çadırlar cücərdikdən sonra böyük sürpriz oldu. Baumların fikrincə, onların modelinin nənə hüceyrəsi üçün proqnozlaşdırdığı kimi, arxeonun birgə becərdiyi mikroblarla qida mübadiləsini gücləndirməsi mümkündür.

Müşahidələri əsasında Nobu və onun həmkarları eukariotların necə təkamül etdiyinə dair Baumların ideyası ilə çox oxşar olan bir nəzəriyyə hazırladılar. Buraya bir mikrob uzanan filamentlər daxildir ki, nəticədə onun partnyoru 1 udulur. Nobu deyir: "Mənim fərziyyəmiz xoşuma gəlir, çünki o, eukariotlara xas olan bu mürəkkəbliklərə imkan verir" - nüvələr və mitoxondriyalar "eyni anda baş verir".


Arxebakteriya nümunələri

Arxebakteriyaların həyatın təsəvvür belə edilə bilməyəcəyi şəraitdə sağ qaldıqları məlumdur. Onlar Kainatın həddindən artıq sağ qalanlarıdır. Bu məqalədə arxebakteriya nümunələrinə nəzər salın.

Arxebakteriyaların həyatın təsəvvür belə edilə bilməyəcəyi şəraitdə sağ qaldıqları məlumdur. Onlar Kainatın həddindən artıq sağ qalanlarıdır. Bu məqalədə arxebakteriya nümunələrinə nəzər salın.

Arxebakteriyalar ekstremal şəraitdə yaşaya bilən təkhüceyrəli orqanizmlərdir. Onların təxminən 3,5 milyard il yaşı olan orqanizmlərin ən qədim forması olduğuna inanılır. Keçmişdə onlar Padşahlığın tabeliyinə verilmişdi Monera bakteriyalarla birlikdə. Lakin bu təsnifata artıq əməl edilmir. Arxebakteriyalar biokimyəvi və genetik cəhətdən bakteriyalardan fərqli olduqlarından və unikal təkamül tarixinə malik olduqlarından, bioloji təsnifatın üç domenli sistemində ayrıca sahəyə malikdirlər. Əslində, arxebakteriyalar artıq belə adlanmır, onlar arxeya kimi tanınırlar.

Bizim üçün yazmaq istərdinizmi? Yaxşı, biz sözü yaymaq istəyən yaxşı yazıçılar axtarırıq. Bizimlə əlaqə saxlayın, danışarıq.

Xüsusiyyətlər

Arxebakteriyalar primitivlər qrupuna aiddir prokaryotlar heç bir canlı orqanizm üçün uyğun olmayan mühitdə yaşaya bilənlər. Onlar asidik, qələvi, duzlu bataqlıqlarda və isti kükürdlü bulaqların ekstremal şəraitində tapılır. Buna görə də onlara ekstremofillər, yəni ekstremal şəraiti sevənlər də deyilir. Onlar sferik, spiral və çubuq kimi müxtəlif formalarda olurlar. Onlar fərqli hüceyrə quruluşuna və hüceyrə membranına malik olduqları üçün bakteriyalardan fərqlənirlər. Hüceyrə divarlarında peptidoqlikan olan bakteriyalardan fərqli olaraq, arxeyanın hüceyrə divarlarında peptidoqlikan yoxdur. Aralarındakı başqa bir fərq, arxeyaların əksər bakteriyaların yaşamadığı şəraitdə yaşaya bilməsidir. Arxebakteriyalar tapıldıqları ekstremal yaşayış mühitinə görə üç əsas alt qrupa bölünür. Bunlar:

Metanogenlər anaerob şəraitdə bataqlıqlarda və bataqlıqlarda yaşayan orqanizmlərdir. Onlar bəzi ot yeyənlərin və insanların bağırsaqlarında da olur. Ölü və çürüyən maddələrdə də mövcuddurlar. Onlar ciddi anaerob orqanizmlərdir və oksigenlə təmasda olduqda ölürlər. H-dən istifadə edərək karbon dioksidi azaldırlar2 və bataqlıqlarda və bataqlıqlarda bataqlıq qazı adlanan metan buraxır. Beləliklə, onlar yemək bişirmək və kanalizasiya təmizləyici qurğular üçün metan qazı istehsalı üçün bioqaz reaktorlarına əlavə olunurlar.

» Metanogenlərin nümunələri
Methanosphaera stadtmanae
Metanotermus fervidus
Methanolinea mesophila
Metanocaldococcus jannaschii
Metanotorris igneus
Metanomikrobiyum mobil
Methanoculleus chikugoensis
Metanofollis aquaemaris
Metanogenium marisnigri
Metanolacinia paynteri
Methanoplanus petrolearius
Methanocorpusculum labreanurn
Methanospirillum hungatei
Metanosarcina barkeri
Metanokokkoidlər burtonii
Metanohalobium evestigatum
Metanohalophilus mahii
Metanolobus zinderi
Methanosalsum zhilinae
Methanosaeta thermoacetophila
Metanocaldococcus jannaschii
Methanocella paludicola
Methanopyrus kandleri
Metanofollis formosanus
Methanococcus aeolicus
Metanocalculus taiwanensis
Methanimicrococcus blaticola
Metanocalculus chunghsingensis
Methanomethylovorans hollandica
Metanothermococcus okinawensis
Metanothermobacter thermautotrophicus
Methanobacterium thermoautotrophicum

Halofillər yüksək duz konsentrasiyası olan bir mühitdə sağ qalan orqanizmlərdir. Onlar Böyük Duz Gölündə, Ölü dənizdə və çox duzlu sularda rast gəlinir. Bir çox halofil növünün tərkibində karotenoidlər kimi tanınan çəhrayı/qırmızı piqment var. Onlar bir millimetrdə 100 milyon bakteriya ola bilən bakteriya koloniyalarını əmələ gətirirlər!

» Halofillərin nümunələri

Termoasidofillər
Termoasidofillər və ya termofillər isti və asidik şəraitdə yaşayan orqanizmlərdir. Onlar isti bulaqlar və 50 °C-dən yuxarı temperaturu olan geyzerlər kimi kükürdlə zəngin mühitdə yaşaya bilirlər. Termoasidofillərin həm aerob, həm də anaerob növləri var və onlar tez-tez fotosintetik piqmentasiya nəticəsində yaranan rənglərindən tanınırlar. Bu arxeyanı Yellowstone Milli Parkında görmək olar.

Bizim üçün yazmaq istərdinizmi? Yaxşı, biz sözü yaymaq istəyən yaxşı yazıçılar axtarırıq. Bizimlə əlaqə saxlayın, danışarıq.

» Termoasidofillərin nümunələri

Thermoplasma acidophilum
Thermoproteus tenax
Chaetomium thermophilum
Humicola insolens
Thermomyces lanuginosus
Thermoascus aurantiacus
Brevibacillus levickii
Sulfolobus yangmingensis
Arxebakteriyalar müxtəlif orqanizmlər qrupudur və son tədqiqatlar bu qrupu Yer kürəsinin həyatının əsas hissəsi kimi tanıyıb. Arxeyanın çoxlu növləri tapıldı və yuxarıda göstərilənlər bu qrupun bəzi nümunələri idi.

Əlaqədar Yazılar

Bakteriyaların bəzi nümunələri Lactobacillus, azot fiksasiya edən bakteriyalar, Bifidobacterium, Helicobacter pylori, Staphylococcus və Streptococcusdur. Ümumi bakteriyalar və &hellip üçün patogen olan bəzi bakterial suşlar haqqında daha çox bilmək üçün oxuyun

Arxebakteriyalar krallığı ekstremal şəraitdə yaşamağa uyğunlaşdırılmış təkhüceyrəli orqanizmlər qrupudur. Növbəti məqalə arxebakteriyalar krallığı ilə bağlı bəzi məlumatları əhatə edəcəkdir.

Heyvanlar aləmi heyrətamizdir. Onun o qədər müxtəlif üzvləri var ki, onların hamısının öyrənilməsi eyni dərəcədə maraqlıdır. &hellip haqqında daha çox bilmək üçün platyhelminthes nümunələri haqqında bu məqaləni oxuyun


İçindəkilər

Erkən konsepsiya Redaktə

20-ci əsrin çox hissəsi üçün prokaryotlar vahid orqanizmlər qrupu kimi qəbul edildi və biokimyasına, morfologiyasına və maddələr mübadiləsinə görə təsnif edildi. Mikrobioloqlar mikroorqanizmləri hüceyrə divarlarının strukturlarına, formalarına və istehlak etdikləri maddələrə görə təsnif etməyə çalışdılar. [9] 1965-ci ildə Emile Zuckerkandl və Linus Pauling [10] əvəzində müxtəlif prokaryotlardakı genlərin ardıcıllığından istifadə edərək onların bir-biri ilə necə əlaqəli olduğunu öyrənməyi təklif etdilər. Bu filogenetik yanaşma bu gün istifadə edilən əsas üsuldur. [11]

Arxeya – o zamanlar yalnız metanogenlər məlum idi – ilk dəfə 1977-ci ildə Carl Woese və George E. Fox tərəfindən ribosomal RNT (rRNT) genlərinə əsaslanaraq bakteriyalardan ayrı təsnif edildi. [12] Onlar bu qrupları “The” adlandırdılar Krallıqlar Arxebakteriyalar və Eubakteriyalar, baxmayaraq ki, digər tədqiqatçılar onlara krallıq və ya alt krallıq kimi baxırdılar. Woese və Fox arxebakteriyaların ayrıca "nəsil xətti" kimi ilk sübutlarını verdilər: 1. onların hüceyrə divarlarında peptidoqlikanın olmaması, 2. iki qeyri-adi koenzim, 3. 16S ribosomal RNT gen ardıcıllığının nəticələri. Bu fərqi vurğulamaq üçün Woese, Otto Kandler və Mark Wheelis daha sonra orqanizmləri üç domenli sistem kimi tanınan üç təbii sahəyə yenidən təsnif etməyi təklif etdilər: Eukarya, Bakteriyalar və Arxeya, [1] indi "Woesian İnqilabı" olaraq bilinir. ". [13]

Söz arxeya Qədim yunan dilindən ἀρχαῖα , "qədim şeylər" mənasını verir [14] Arxeyanın ilk nümayəndələri metanogenlər olduğu üçün onların metabolizminin Yerin ibtidai atmosferini və orqanizmlərin qədimliyini əks etdirdiyi güman edilirdi, lakin yeni yaşayış yerləri öyrənildiyinə görə, daha çox orqanizm aşkar edilmişdir. Arxeyaya həddindən artıq halofil [15] və hipertermofil mikroblar [16] da daxil edilmişdir. Uzun müddətdir ki, arxeya yalnız isti bulaqlar və duzlu göllər kimi ekstremal yaşayış yerlərində mövcud olan ekstremofillər kimi görülürdü, lakin 20-ci əsrin sonunda arxeya qeyri-ekstremal mühitlərdə də müəyyən edilmişdir. Bu gün onların təbiətdə bolca yayılmış böyük və müxtəlif orqanizmlər qrupu olduğu məlumdur. [17] Arxelərin əhəmiyyəti və hər yerdə olmasının bu yeni qiymətləndirilməsi, ribosomal genləri çoxaltmaqla ətraf mühit nümunələrindən (su və ya torpaq kimi) prokaryotları aşkar etmək üçün polimeraza zəncirvari reaksiyadan (PZR) istifadə etməklə əldə edilmişdir. Bu, laboratoriyada yetişdirilməmiş orqanizmləri aşkar etməyə və identifikasiya etməyə imkan verir. [18] [19]

Təsnifat Redaktəsi

Arxeylərin və ümumiyyətlə prokaryotların təsnifatı sürətlə hərəkət edən və mübahisəli bir sahədir. Mövcud təsnifat sistemləri arxeyanı struktur xüsusiyyətlərini və ortaq əcdadlarını paylaşan orqanizmlər qruplarına təşkil etməyi hədəfləyir. [20] Bu təsnifatlar orqanizmlər arasındakı əlaqələri (molekulyar filogenetika) aşkar etmək üçün ribosomal RNT genlərinin ardıcıllığının istifadəsinə əsaslanır. [21] Arxeyaların yetişdirilə bilən və yaxşı araşdırılmış növlərinin əksəriyyəti iki əsas filanın, Euryarchaeota və Crenarchaeota-nın üzvləridir. Xüsusi növlər kimi digər qruplar da şərti olaraq yaradılmışdır Nanoarxeum ekvitansları2003-cü ildə kəşf edilmiş və öz filumu olan Nanoarchaeota verilmişdir. [22] Korarchaeota adlı yeni filum da təklif edilmişdir. Bu, hər iki əsas filanın xüsusiyyətlərini paylaşan, lakin Crenarchaeota ilə ən yaxından əlaqəli olan qeyri-adi termofilik növlərin kiçik bir qrupunu ehtiva edir. [23] [24] Bu yaxınlarda aşkar edilmiş digər arxe növləri, 2006-cı ildə kəşf edilmiş [25] Arxeal Richmond Mine asidofil nanorqanizmləri (ARMAN, Micrarchaeota və Parvarchaeota) kimi bu qruplardan hər hansı biri ilə uzaqdan əlaqəlidir və bəziləri məlum olan ən kiçik orqanizmlərdəndir. [26]

Thaumarchaeota, Aigarchaeota, Crenarchaeota və Korarchaeota-dan ibarət superfilum - TACK - eukariotların mənşəyi ilə əlaqəli olduğu 2011-ci ildə təklif edilmişdir. [27] 2017-ci ildə yeni kəşf edilmiş və yeni adlandırılmış Asgard superfilinin orijinal eukariotla daha yaxından əlaqəli olması və TACK ilə bacı qrup olması təklif edildi. [28]

Cladogram Redaktə

Tom A. Williamsın sözlərinə görə və b. (2017) [29] və Castelle & Banfield (2018) [30] (DPANN):

Taksonomiya redaktəsi

  • "Euryarchaeida" Luketa 2012
    • "Hydrotermarchaeota" Jungbluth, Dəyişiklik və Rappe 2016
      • "Hydrotermarchaeia" Chuvochina və b. 2019
      • "Persephonarchaea" Mwirichia və başqaları. 2016
      • "Hadarchaeia" Chuvochina və b. 2019
        Zillig və Reysenbach 2002Garrity və Holt 2002Boone 2002BBoone 2002
    • "İzemarchaea" Adam və başqaları. 2017
    • "Poseidoniia" Rinke və başqaları. 2019Reysenbach 2002
    • "Metanonatronarchaeia" Sorokin və b. 2017
    • "Metanolipariya" Borrel və başqaları. 2019
    • "Sintrofarxiya" Garrity, Bell və Lilburn 2003Garrity və Holt 2002Qrant və başqaları. 2002
      • "Altarchaeota" korrig. Probst və başqaları. 2018
        • "Altarchaeia" korrig. Probst və başqaları. 2014
        • "İainarchaeia" Rinke və başqaları. 2020
        • "Micrachaeia"
        • "Undinarchaeia" Dombrowski və b. 2020
        • "Aenigmatarchaeia" korrig. Rinke və başqaları. 2020
        • "Huberarchaeia" korrig. Probst və başqaları. 2019
        • "Nanohalobiya" La Cono və başqaları. 2020
        • "Nanohalarchaeia" korrig. Narasingarao və başqaları. 2012
        • "Nanosaliniya" Rinke və başqaları. 2020
        • "Nanoarxeyya"
        • "Filarchaeota" Cavalier-Smith, T. 2014[34] (TACK)
          • "Brockarchaeota" De Anda və başqaları. 2018
          • "Korarchaeota" Barns və başqaları. 1996
            • "Korarchaeia" Rinke və başqaları. 2020
              Stieglmeier və başqaları. 2014
            • "Metanometiliya" Vanwonterghem et al. 2016
            • "Thermoproteia" (Thermoprotei)
            • "Borrarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Baldrarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Odinarxeota" Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2017
            • "Helarchaeota" Seitz və başqaları. 2019
            • "Lokiarxeota" Spang və başqaları. 2015
            • "Torarchaeota" Seitz və başqaları. 2016
            • "Hermodarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Sifarchaeota" Fəraq və b. 2020
            • "Wukongarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Hodarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Gerdarchaeota" ai və b. 2020
            • "Kariarchaeota" Liu və başqaları. 2020
            • "Heimdallarchaeota" Katarzyna Zaremba-Niedzwiedzka et al. 2017

            Növlərin konsepsiyası Redaktə edin

            Arxeylərin növlərə təsnifatı da mübahisəlidir. Biologiya bir növü əlaqəli orqanizmlər qrupu kimi müəyyən edir. Tanış eksklüziv çoxalma meyarı (bir-biri ilə çoxala bilən, lakin başqaları ilə çoxalmayan orqanizmlər) heç bir fayda vermir, çünki arxeya yalnız cinsi yolla çoxalır. [35]

            Arxeya nəsillər arasında yüksək səviyyəli üfüqi gen transferini göstərir. Bəzi tədqiqatçılar fərdlərin çox oxşar genomları və cinsdə olduğu kimi daha az əlaqəli genomları olan hüceyrələrə/hüceyrələrdən nadir gen transferini nəzərə alaraq növlərə bənzər populyasiyalara qruplaşdırıla biləcəyini təklif edirlər. Ferroplazma. [36] Digər tərəfdən, təhsil alır Halorubrum meyarın tətbiqini məhdudlaşdıran daha az əlaqəli populyasiyalara əhəmiyyətli genetik transfer tapdı. [37] Bəzi tədqiqatçılar bu növ təyinatlarının praktiki məna daşıyıb-daşımadığını soruşurlar. [38]

            Genetik müxtəliflik haqqında mövcud biliklər fraqmentdir və arxeal növlərin ümumi sayını heç bir dəqiqliklə qiymətləndirmək mümkün deyil. [21] Filaların sayına dair təxminlər 18-dən 23-ə qədərdir, onlardan yalnız 8-də birbaşa becərilmiş və öyrənilmiş nümayəndələr var. Bu fərziyyə edilən qrupların çoxu tək rRNT ardıcıllığından məlumdur və bu, bu orqanizmlər arasında müxtəlifliyin qaranlıq qaldığını göstərir. [39] Bakteriyalara həmçinin xarakteristikası üçün oxşar təsirləri olan çoxlu mədəniyyətsiz mikroblar daxildir. [40]

            Yerin yaşı təxminən 4,54 milyard ildir. [41] [42] [43] Elmi dəlillər Yerdə həyatın ən azı 3,5 milyard il əvvəl başladığını göstərir. [44] [45] Yerdəki həyatın ən erkən sübutu Qərbi Qrenlandiyada aşkar edilmiş 3,7 milyard illik metaçökmə süxurlarında biogen olduğu aşkar edilmiş qrafit və 3,48 milyard illik qumdaşı tapılan mikrob mat qalıqlarıdır. Qərbi Avstraliyada aşkar edilmişdir. [47] [48] 2015-ci ildə Qərbi Avstraliyada 4,1 milyard illik süxurlarda mümkün biotik maddə qalıqları tapıldı. [49] [50]

            Ehtimal edilən prokaryotik hüceyrə fosillərinin təxminən 3,5 milyard il əvvələ aid olmasına baxmayaraq, əksər prokariotların fərqli morfologiyaları yoxdur və fosil formaları onları arxe kimi müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilməz. [51] Əvəzində unikal lipidlərin kimyəvi fosilləri daha informativdir, çünki belə birləşmələr digər orqanizmlərdə olmur. [52] Bəzi nəşrlər 2,7 milyard il əvvələ aid şistlərdə arxa və ya eukaryotik lipid qalıqlarının olduğunu irəli sürür, [53], baxmayaraq ki, bu cür məlumatlar o vaxtdan sorğulanır. [54] Bu lipidlər qərb Qrenlandiyanın daha qədim süxurlarında da aşkar edilmişdir. Ən qədim belə izlər 3,8 milyard il əvvəl yaranmış Yerin ən qədim məlum çöküntülərini özündə birləşdirən Isua rayonundan gəlir. [55] Arxeal nəsil Yer kürəsində mövcud olan ən qədim soy ola bilər. [56]

            Woese, Bakteriyaların, Arxeyaların və Eukaryotların orqanizmlərin əcdad koloniyasından erkən ayrılan ayrı-ayrı nəsil xətlərini təmsil etdiyini müdafiə etdi. [57] [58] Bir ehtimal [58] [59] bunun hüceyrələrin təkamülündən əvvəl, tipik hüceyrə membranının olmamasının qeyri-məhdud yanal gen transferinə imkan verdiyi zaman baş verməsi və üç sahənin ortaq əcdadlarının fiksasiya yolu ilə meydana gəlməsidir. genlərin spesifik alt qruplarının. [58] [59] Mümkündür ki, bakteriyaların və arxeyaların sonuncu ortaq əcdadı termofil olmuşdur ki, bu da aşağı temperaturların arxeylər üçün "ekstremal mühit" olması ehtimalını artırır və daha sərin mühitlərdə yaşayan orqanizmlər isə yalnız sonralar meydana çıxmışdır. [60] Arxeya və bakteriyalar bir-biri ilə eukariotlarla əlaqəli olmadığından, termin prokaryot arasında yanlış oxşarlıq təklif edə bilər. [61] Bununla belə, nəsillər arasında struktur və funksional oxşarlıqlar çox vaxt ortaq əcdad xüsusiyyətləri və ya təkamül yaxınlaşması səbəbindən baş verir. Bu oxşarlıqlar a kimi tanınır sinif, və prokaryotlar ən yaxşı membrana bağlı orqanoidlərin olmaması kimi xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunan həyat dərəcəsi kimi düşünülür.

            Digər domenlərlə müqayisə Redaktə edin

            Aşağıdakı cədvəldə oxşarlıq və fərqləri göstərmək üçün üç sahənin bəzi əsas xüsusiyyətləri müqayisə edilir. [62]

            Mülkiyyət Arxeya Bakteriya Eukaria
            Hüceyrə membranı Efirlə əlaqəli lipidlər Esterlə əlaqəli lipidlər Esterlə əlaqəli lipidlər
            Hüceyrə divarı Psevdopeptidoqlikan, qlikoprotein və ya S təbəqəsi Peptidoqlikan, S təbəqəsi və ya hüceyrə divarı yoxdur Müxtəlif strukturlar
            Gen quruluşu Dairəvi xromosomlar, Eukaryaya oxşar tərcümə və transkripsiya Dairəvi xromosomlar, unikal tərcümə və transkripsiya Çoxlu, xətti xromosomlar, lakin tərcümə və transkripsiya Arxeyaya bənzəyir
            Daxili hüceyrə quruluşu Membranla əlaqəli orqanoidlər (? [63] ) və ya nüvə yoxdur Membranla əlaqəli orqanoidlər və ya nüvə yoxdur Membranla əlaqəli orqanoidlər və nüvələr
            Metabolizm [64] Arxeyaya xas metanogenez ilə diazotrofiya da daxil olmaqla müxtəlif Fotosintez, aerob və anaerob tənəffüs, fermentasiya, diazotrofiya və avtotrofiya daxil olmaqla müxtəlif Fotosintez, hüceyrə tənəffüsü və fermentasiya diazotrofiyaya məruz qalmır
            Reproduksiya Aseksual çoxalma, üfüqi gen transferi Aseksual çoxalma, üfüqi gen transferi Cinsi və aseksual çoxalma
            Protein sintezinin başlanması Metionin Formilmetionin Metionin
            RNT polimeraza Çox bir Çox
            EF-2/EF-G Difteriya toksininə həssasdır Difteriya toksininə davamlıdır Difteriya toksininə həssasdır

            Arxeya ribosomal RNT strukturunda böyük fərqlər olduğuna görə üçüncü bir sahə olaraq ayrıldı. Xüsusi molekul 16S rRNA bütün orqanizmlərdə zülalların istehsalı üçün açardır. Bu funksiya həyatda çox mərkəzi yer tutduğuna görə, 16S rRNT-də mutasiyaları olan orqanizmlərin sağ qalma ehtimalı azdır və bu, nəsillər boyu bu polinükleotidin strukturunda böyük (lakin mütləq deyil) sabitliyə gətirib çıxarır. 16S rRNT orqanizmə xas variasiyaları göstərmək üçün kifayət qədər böyükdür, lakin tez müqayisə oluna biləcək qədər kiçikdir. 1977-ci ildə orqanizmlərin genetik ardıcıllığını tədqiq edən mikrobioloq Carl Woese, RNT-nin digər orqanizmlərin digər fraqmentləri ilə çeşidlənə və müqayisə edilə bilən fraqmentlərə bölünməsini nəzərdə tutan yeni müqayisə metodu hazırladı. [12] Növlər arasındakı nümunələr nə qədər çox oxşardırsa, bir o qədər də yaxından əlaqəlidirlər. [65]

            Woese müxtəlif orqanizmləri təsnif etmək və müqayisə etmək üçün yeni rRNT müqayisə üsulundan istifadə etdi. O, müxtəlif növləri müqayisə etdi və məlum prokaryotlardan və ya eukaryotlardan çox fərqli olan rRNT-yə malik bir qrup metanogenlə qarşılaşdı. [12] Bu metanogenlər digər orqanizmlərə nisbətən bir-birinə daha çox bənzəyirdi və bu, Woese-nin Arxeyanın yeni sahəsini təklif etməsinə səbəb oldu. [12] Onun təcrübələri göstərdi ki, arxeylər quruluşca prokariotlara daha çox bənzəsələr də, genetik olaraq prokariotlardan daha çox eukariotlara bənzəyir. [66] Bu, Arxeya və Eukaryanın Eukarya və Bakteriyalardan daha yeni ortaq əcdadı paylaşdığı qənaətinə gətirib çıxardı. [66] Nüvənin inkişafı Bakteriyalar və bu ümumi əcdad arasındakı parçalanmadan sonra baş verdi. [66] [1]

            Arxeylərə xas olan xüsusiyyətlərdən biri onların hüceyrə membranlarında efirlə əlaqəli lipidlərin bol istifadəsidir. Efir əlaqələri bakteriya və eukaryada olan ester birləşmələrindən kimyəvi cəhətdən daha sabitdir, bu, bir çox arxeyanın həddindən artıq istilik və duzluluq kimi hüceyrə membranlarına ağır stress yaradan ekstremal mühitlərdə yaşamaq qabiliyyətinə töhfə verən amil ola bilər. Arxeal genomların müqayisəli təhlili həm də bütün arxeyalarda və ya arxeya daxilində müxtəlif əsas qruplarda unikal şəkildə mövcud olan bir neçə molekulyar qorunan imza indekslərini və imza zülallarını müəyyən etmişdir. [67] [68] [69] Arxeyanın başqa heç bir orqanizmdə tapılmayan digər unikal xüsusiyyəti metanogenezdir (metanın metabolik istehsalı). Metanogen arxelər, bir çoxu bakteriya olan metanın oksidləşməsindən enerji əldə edən orqanizmlərlə ekosistemlərdə mühüm rol oynayır, çünki onlar tez-tez belə mühitlərdə əsas metan mənbəyidir və əsas istehsalçı kimi rol oynaya bilər. Metanogenlər həm də əsas istixana qazı olan üzvi karbonu metana parçalayaraq karbon dövriyyəsində mühüm rol oynayır. [70]

            Bakteriyalarla əlaqə Redaktə edin

            Üç sahə arasındakı əlaqələr həyatın mənşəyini anlamaq üçün mərkəzi əhəmiyyət kəsb edir.Orqanizm genlərinin əksəriyyətinin obyekti olan metabolik yolların əksəriyyəti Arxeya və Bakteriyalar arasında, genom ifadəsində iştirak edən əksər genlər isə Arxeya və Eukarya arasında ortaqdır. [72] Prokariotlarda arxa hüceyrə quruluşu qram-müsbət bakteriyaların quruluşuna ən çox bənzəyir, çünki hər ikisi tək lipid ikiqatlı [73] və adətən müxtəlif kimyəvi tərkibə malik qalın sacculus (ekzoskelet) ehtiva edir. [74] Prokaryotik homoloqların müxtəlif gen/zülal ardıcıllığına əsaslanan bəzi filogenetik ağaclarda arxa homoloqlar qram-müsbət bakteriyalarınki ilə daha yaxından əlaqəlidir. [73] Arxeya və qram-müsbət bakteriyalar da Hsp70 və qlutamin sintetaza I kimi bir sıra mühüm zülallarda konservləşdirilmiş indelləri paylaşırlar [73] [75], lakin bu genlərin filogeniyası domenlərarası gen transferini aşkar etmək üçün şərh edilmişdir, [76] [77] və orqanizmlə əlaqə(ləri) əks etdirməyə bilər. [78]

            Arxeyanın antibiotik seçmə təzyiqinə cavab olaraq qram-müsbət bakteriyalardan təkamül alması təklif edilmişdir. [73] [75] [79] Arxeyaların əsasən qram-müsbət bakteriyalar tərəfindən istehsal olunan müxtəlif antibiotiklərə davamlı olması [73] [75] və bu antibiotiklərin ilk növbədə genlər üzərində təsir göstərdiyi müşahidəsi bunu göstərir. arxeyanı bakteriyalardan fərqləndirir. Təklif ondan ibarətdir ki, qram-müsbət antibiotiklərin yaratdığı müqavimətə qarşı seçici təzyiq, nəticədə antibiotiklərin bir çox hədəf genlərində geniş dəyişikliklərə səbəb olmaq üçün kifayət idi və bu suşlar indiki Arxeyanın ümumi əcdadlarını təmsil edir. [79] Antibiotik seçiminə və ya hər hansı digər rəqabətli selektiv təzyiqə cavab olaraq Arxeyanın təkamülü antibiotiklərdən qaçmaq üçün boş boşluqların axtarışı nəticəsində onların ekstremal mühitlərə (məsələn, yüksək temperatur və ya turşuluq) uyğunlaşmasını izah edə bilər. istehsal edən orqanizmlər [79] [80] Cavalier-Smith də oxşar təkliflə çıxış etmişdir. [81] Bu təklif, həmçinin zülalların struktur əlaqələrini araşdıran digər işlərlə də dəstəklənir [82] və qram-müsbət bakteriyaların prokaryotlar içərisində ən erkən budaqlanan nəsilləri təşkil edə biləcəyini təklif edən tədqiqatlar. [83]

            Eukariotlarla əlaqəsi Redaktə edin

            Arxeya və eukariotlar arasındakı təkamül əlaqəsi hələ də aydın deyil. Aşağıda müzakirə olunan hüceyrə quruluşu və funksiyasındakı oxşarlıqlardan başqa, bir çox genetik ağac bu ikisini qruplaşdırır. [84]

            Mürəkkəbləşdirən amillər arasında eukariotlar və arxeal filum Crenarchaeota arasındakı əlaqənin Euryarchaeota və Crenarchaeota filumu [85] arasındakı əlaqədən daha yaxın olması və bəzi bakteriyalarda arxeya bənzər genlərin olması, məsələn Thermotoga maritima, üfüqi gen transferindən. [86] Standart fərziyyə eukariotların əcdadının Arxeyadan erkən ayrıldığını [87] [88] və eukaryotların nüvə və sitoplazmaya çevrilən arxe və eubakteriumun birləşməsindən əmələ gəldiyini bildirir, bu fərziyyə müxtəlif genetik oxşarlıqları izah edir, lakin hüceyrə quruluşunu izah etməkdə çətinlik çəkir. [85] Alternativ fərziyyə, eosit hipotezi, Eukaryotanın Arxeyadan nisbətən gec meydana gəldiyini iddia edir. [89]

            2015-ci ildə kəşf edilən arxe nəsli, Lokiarxeum Şimal Buzlu Okeanında Loki qalası adlanan hidrotermal çuxur üçün adlandırılan (təklif edilən yeni "Lokiarchaeota" filumunun) o dövrdə məlum olan eukariotlarla ən yaxın qohum olduğu müəyyən edildi. O, prokaryotlar və eukariotlar arasında keçid orqanizmi adlanır. [90] [91]

            O vaxtdan bəri "Lokiarchaeota"nın bir neçə bacı filası tapıldı ("Thorarchaeota", "Odinarchaeota", "Heimdallarchaeota"), hamısı birlikdə Proteoarchaeota ilə bacı takson kimi görünə bilən yeni təklif edilmiş Asgard superqrupundan ibarətdir. [28] [3] [92]

            Asgard üzvləri və eukariotların əlaqəsinin təfərrüatları hələ də nəzərdən keçirilir, [93], baxmayaraq ki, 2020-ci ilin yanvarında elm adamları Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicumAsgard archaea növü, təxminən iki milyard il əvvəl sadə prokaryotik və mürəkkəb eukaryotik mikroorqanizmlər arasında mümkün əlaqə ola bilər. [94] [95]

            Fərdi arxelərin diametri 0,1 mikrometrdən (μm) 15 mkm-ə qədərdir və müxtəlif formalarda, adətən kürə, çubuq, spiral və ya lövhə şəklində olur. [96] Crenarchaeotadakı digər morfologiyalara qeyri-düzgün formalı loblu hüceyrələr daxildir. Sulfolobus, diametri yarım mikrometrdən az olan iynə kimi saplar Termofil, və demək olar ki, mükəmməl düzbucaqlı çubuqlar TermoproteusPirobakulum. [97] Archaea cinsinə aiddir Halokadratum kimi Haloquadratum Walsbyi hipersalin hovuzlarında yaşayan düz, kvadrat nümunələrdir. [98] Bu qeyri-adi formalar, ehtimal ki, həm onların hüceyrə divarları, həm də prokaryotik sitoskeleton tərəfindən qorunur. Digər orqanizmlərin sitoskeleton komponentləri ilə əlaqəli zülallar arxeyada [99] mövcuddur və onların hüceyrələrinin içərisində filamentlər əmələ gəlir, [100] lakin digər orqanizmlərdən fərqli olaraq, bu hüceyrə strukturları zəif başa düşülür. [101] In TermoplazmaFerroplazma hüceyrə divarının olmaması hüceyrələrin qeyri-müntəzəm formalara malik olması və amöblərə bənzəməsi deməkdir. [102]

            Bəzi növlər uzunluğu 200 mkm-ə qədər olan hüceyrələrin aqreqatları və ya filamentləri əmələ gətirir. [96] Bu orqanizmlər biofilmlərdə görkəmli ola bilər. [103] Xüsusilə, aqreqatları Thermococcus coalescens hüceyrələr mədəniyyətdə birləşərək tək nəhəng hüceyrələr əmələ gətirir. [104] Arxeya cinsinə aiddir Pyrodictium adlanan uzun, nazik içi boş borular massivlərini əhatə edən çoxhüceyrəli koloniya yaradır. kanulalar Hüceyrələrin səthindən yapışaraq onları sıx bir kol kimi birləşmiş birləşməyə birləşdirən. [105] Bu kanüllərin funksiyası sabit deyil, lakin onlar qonşularla ünsiyyət və ya qida mübadiləsinə imkan verə bilər. [106] Çox növlü koloniyalar mövcuddur, məsələn, 2001-ci ildə Alman bataqlığında aşkar edilmiş "mirvarilər" icması. Yeni Euryarchaeota növlərinin yuvarlaq ağımtıl koloniyaları, uzunluğu 15 santimetrə (5,9 düym) qədər dəyişə bilən nazik filamentlər boyunca yerləşmişdir. [107]

            Arxeya və bakteriyalar ümumiyyətlə oxşar hüceyrə quruluşuna malikdir, lakin hüceyrə tərkibi və təşkili arxeyanı bir-birindən fərqləndirir. Bakteriyalar kimi, arxeylərin də daxili membranları və orqanoidləri yoxdur. [61] Bakteriyalar kimi, arxeylərin hüceyrə membranları adətən hüceyrə divarı ilə məhdudlaşır və bir və ya bir neçə bayraqdan istifadə edərək üzürlər. [108] Struktur olaraq arxeylər qram-müsbət bakteriyalara ən çox bənzəyirlər. Onların əksəriyyətində tək plazma membranı və hüceyrə divarı var və periplazmik boşluq yoxdur, bu ümumi qayda istisnadır. İqnikokklar, membrana bağlı vezikülləri ehtiva edən və xarici membranla əhatə olunmuş xüsusilə böyük periplazmaya malikdir. [109]

            Hüceyrə divarı və flagella Edit

            Arxeylərin əksəriyyəti (lakin yox TermoplazmaFerroplazma) hüceyrə divarına malikdir. [102] Əksər arxeyalarda divar S-qatını təşkil edən səth qatı zülallarından yığılır. [110] S təbəqəsi hüceyrənin xarici hissəsini (zəncir poçtu kimi) əhatə edən sərt zülal molekulları toplusudur. [111] Bu təbəqə həm kimyəvi, həm də fiziki qoruma təmin edir və makromolekulların hüceyrə membranı ilə təmasda olmasına mane ola bilər. [112] Bakteriyalardan fərqli olaraq, arxeylərin hüceyrə divarlarında peptidoqlikan yoxdur. [113] Methanobacteriales morfologiyası, funksiyası və fiziki quruluşu ilə eubakterial peptidoqlikana bənzəyən psevdopeptidoqlikan ehtiva edən hüceyrə divarlarına malikdir, lakin psevdopeptidoqlikan kimyəvi quruluşa görə fərqlidir, D-amin turşuları və N-asetilmuramika turşusunu əvəz edən N-asetilmuramik turşuları, turşu. [112]

            Arxeal flagella bakteriya flagella kimi fəaliyyət göstərən archaella kimi tanınır - onların uzun sapları bazada fırlanan mühərriklər tərəfindən idarə olunur. Bu mühərriklər membran boyunca proton qradiyenti ilə işləyir, lakin archaella tərkibi və inkişafı baxımından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. [108] İki növ flagella fərqli əcdadlardan təkamül keçirmişdir. Bakterial flagellum III tip ifrazat sistemi ilə ortaq əcdadı paylaşır, [114] [115] isə arxa bayraqcıqlar bakterial tip IV pilidən təkamül keçirmiş kimi görünür. [116] İçi boş olan və mərkəzi məsamənin ucuna doğru hərəkət edən alt bölmələr tərəfindən yığılmış bakterial bayraqdan fərqli olaraq, arxa bayraqlar bazaya alt bölmələr əlavə etməklə sintez olunur. [117]

            Membranların redaktəsi

            Arxeal membranlar bütün digər həyat formalarından aydın şəkildə fərqlənən molekullardan ibarətdir ki, bu da arxeyaların yalnız bakteriya və eukariotlarla uzaqdan əlaqəli olduğunu göstərir. [118] Bütün orqanizmlərdə hüceyrə membranları fosfolipidlər kimi tanınan molekullardan ibarətdir. Bu molekullar həm suda həll olunan qütb hissəyə (fosfat "baş"), həm də həll etməyən "yağlı" qeyri-polyar hissəyə (lipid quyruğu) malikdir. Bu fərqli hissələr bir qliserin hissəsi ilə bağlanır. Suda fosfolipidlər başları suya, quyruqları isə ondan uzaqlaşaraq toplanır. Hüceyrə membranlarının əsas quruluşu bu fosfolipidlərin ikiqat təbəqəsidir ki, bu da lipid ikiqatlı adlanır. [119]

            Arxeyanın fosfolipidləri dörd cəhətdən qeyri-adidir:

            • Onların qliserol-efir lipidlərindən ibarət membranları, bakteriya və eukaryotların isə əsasən qliserol-esterlipidlərdən ibarət membranları var. [120] Fərq lipidləri qliserin hissəsinə birləşdirən bağ növüdür, iki növ sağdakı şəkildə sarı rəngdə göstərilmişdir. Efir lipidlərində bu, efir bağıdır, efir lipidlərində isə bu, efir bağıdır. [121]
            • Arxeal qliserol hissəsinin stereokimyası digər orqanizmlərdə tapılanların güzgü görüntüsüdür. Qliserin hissəsi bir-birinin güzgü şəkilləri adlanan iki formada meydana gələ bilər enantiomerlər. Sağ əlin sol əlli əlcəyə asanlıqla sığmadığı kimi, bir növ enantiomerlər də digərinə uyğunlaşdırılmış fermentlər tərəfindən ümumiyyətlə istifadə edilə və ya hazırlana bilməz. Arxeal fosfolipidlər onurğa üzərində qurulmuşdur sn-qliserin-1-fosfat, bir enantiomerdir sn-qliserol-3-fosfat, bakteriyalarda və eukariotlarda olan fosfolipid onurğa sütunu. Bu, arxelərin bakteriya və eukaryotlarla müqayisədə fosfolipidləri sintez etmək üçün tamamilə fərqli fermentlərdən istifadə etdiyini göstərir. Bu cür fermentlər həyatın tarixində çox erkən inkişaf etmişdir ki, bu da digər iki sahədən erkən ayrıldığını göstərir. [118]
            • Arxeal lipid quyruqları digər orqanizmlərinkindən onunla fərqlənir ki, onlar çoxlu yan budaqlı, bəzən siklopropan və ya sikloheksan halqaları olan uzun izoprenoid zəncirlərə əsaslanır. [122] Bunun əksinə olaraq, digər orqanizmlərin membranlarında olan yağ turşuları yan budaqları və halqaları olmayan düz zəncirlərə malikdir. İzoprenoidlər bir çox orqanizmlərin biokimyasında mühüm rol oynasalar da, fosfolipidlər hazırlamaq üçün onlardan yalnız arxeylər istifadə edir. Bu budaqlanmış zəncirlər yüksək temperaturda arxa membranların sızmasının qarşısını almağa kömək edə bilər. [123]
            • Bəzi arxeyalarda lipid ikiqatlı bir təbəqə ilə əvəz olunur. Əslində, arxelər iki fosfolipid molekulunun quyruğunu iki qütb başlığı olan bir molekula (bolamfifil) birləşdirir, bu birləşmə onların membranlarını daha sərt və sərt mühitlərə daha yaxşı müqavimət göstərə bilər. [124] Məsələn, tərkibindəki lipidlər Ferroplazma Bu orqanizmin yüksək turşuluq mühitində sağ qalmasına kömək etdiyi güman edilən bu tipdir. [125]

            Arxeya maddələr mübadiləsində çox müxtəlif kimyəvi reaksiyalar nümayiş etdirir və bir çox enerji mənbəyindən istifadə edir. Bu reaksiyalar enerji və karbon mənbələrindən asılı olaraq qida qruplarına təsnif edilir. Bəzi arxeylər enerjini kükürd və ya ammonyak kimi qeyri-üzvi birləşmələrdən əldə edirlər (onlar kemotroflardır). Bunlara nitrifikatorlar, metanogenlər və anaerob metan oksidləşdiricilər daxildir. [126] Bu reaksiyalarda bir birləşmə elektronları digərinə keçir (redoks reaksiyasında), hüceyrənin fəaliyyətini təmin etmək üçün enerji buraxır. Bir birləşmə elektron donor, digəri isə elektron qəbuledici rolunu oynayır. Buraxılan enerji, eukaryotik hüceyrələrin mitoxondrisində baş verən eyni əsas proses olan kemiosmoz vasitəsilə adenozin trifosfat (ATP) yaratmaq üçün istifadə olunur. [127]

            Arxeyaların digər qrupları enerji mənbəyi kimi günəş işığından istifadə edirlər (onlar fototroflardır), lakin bu orqanizmlərin heç birində oksigen yaradan fotosintez baş vermir. [127] Bir çox əsas metabolik yollar həyatın bütün formaları arasında paylaşılır, məsələn, arxeylər qlikolizin dəyişdirilmiş formasından (Entner-Doudoroff yolu) və ya tam və ya qismən limon turşusu dövründən istifadə edirlər. [128] Digər orqanizmlərlə olan bu oxşarlıqlar, yəqin ki, həm həyatın ilkin mənşəyini, həm də onların yüksək effektivlik səviyyəsini əks etdirir. [129]

            Arxeal maddələr mübadiləsində qidalanma növləri
            Qidalanma növü Enerji mənbəyi Karbon mənbəyi Nümunələr
            Fototroflar Günəş işığı Üzvi birləşmələr Halobacterium
            Litotroflar Qeyri-üzvi birləşmələr Üzvi birləşmələr və ya karbon fiksasiyası Ferroqlobus, Metanobakteriyalar və ya Pyrolobus
            Organotroflar Üzvi birləşmələr Üzvi birləşmələr və ya karbon fiksasiyası Pirokok, Sulfolobus və ya Metanosarcinales

            Bəzi Euryarchaeota bataqlıqlar kimi anaerob mühitlərdə yaşayan metanogenlərdir (maddələr mübadiləsi nəticəsində metan istehsal edən arxelər). Maddələr mübadiləsinin bu forması erkən inkişaf etmişdir və hətta ilk sərbəst yaşayan orqanizmin metanogen olması da mümkündür. [130] Ümumi reaksiya hidrogeni oksidləşdirmək üçün karbon dioksidin elektron qəbuledicisi kimi istifadəsini nəzərdə tutur. Metanogenez koenzim M və metanofuran kimi bu arxeyalara xas olan bir sıra koenzimləri əhatə edir. [131] Spirtlər, sirkə turşusu və ya qarışqa turşusu kimi digər üzvi birləşmələr metanogenlər tərəfindən alternativ elektron qəbulediciləri kimi istifadə olunur. Bu reaksiyalar bağırsaqda yaşayan arxeyalarda yaygındır. Sirkə turşusu da birbaşa olaraq metan və karbon qazına parçalanır asetotrof arxeya. Bu asetotroflar Methanosarcinales sırasındakı arxelərdir və bioqaz istehsal edən mikroorqanizmlər icmasının əsas hissəsidir. [132]

            Digər arxeylər CO istifadə edir
            2 atmosferdə karbon mənbəyi kimi, karbon fiksasiyası adlanan prosesdə (onlar avtotroflardır). Bu proses ya Kalvin dövrünün [134] yüksək dərəcədə dəyişdirilmiş formasını, ya da 3-hidroksipropionat/4-hidroksibutirat dövrü adlanan başqa bir metabolik yolu əhatə edir. [135] Crenarchaeota da əks Krebs dövründən istifadə edir, Euryarchaeota da reduktiv asetil-KoA yolundan istifadə edir. [136] Karbon fiksasiyası qeyri-üzvi enerji mənbələri ilə təmin edilir. Heç bir məlum arxeya fotosintez etmir [137] (Halobacterium yeganə məlum fototrof arxeondur, lakin fotosintezə alternativ bir prosesdən istifadə edir). Arxeal enerji mənbələri son dərəcə müxtəlifdir və ammonyakın Nitrosopumilales [138] [139] tərəfindən oksidləşməsindən tutmuş hidrogen sulfid və ya elementar kükürdün növlər tərəfindən oksidləşməsinə qədər müxtəlifdir. Sulfolobus, elektron qəbulediciləri kimi oksigen və ya metal ionlarından istifadə etməklə. [127]

            Fototrofik arxeya ATP şəklində kimyəvi enerji istehsal etmək üçün işıqdan istifadə edir. Halobakteriyalarda, bakteriorhodopsin və halorhodopsin kimi işıqla aktivləşdirilən ion nasosları plazma membranı vasitəsilə hüceyrədən və hüceyrəyə ionları vuraraq ion qradiyenti yaradır. Bu elektrokimyəvi qradiyentlərdə saxlanılan enerji daha sonra ATP sintaza tərəfindən ATP-yə çevrilir. [96] Bu proses fotofosforlaşmanın bir formasıdır. Bu işıqla idarə olunan nasosların ionları membranlar arasında hərəkət etdirmə qabiliyyəti zülalın mərkəzində basdırılmış retinol kofaktorunun strukturunda işıqla idarə olunan dəyişikliklərdən asılıdır. [140]

            Arxeya adətən tək dairəvi xromosoma malikdir, [141] 5,751,492 baza cütü ilə Methanosarcina acetivorans, [142] məlum olan ən böyük arxeal genom. Kiçik 490,885 baza-cüt genomu Nanoarxeum ekvitansları bu ölçüsün onda birini təşkil edir və məlum olan ən kiçik arxeal genomda yalnız 537 protein kodlayan gen olduğu təxmin edilir. [143] Daha kiçik müstəqil DNT parçaları adlanır plazmidlər, arxeylərdə də rast gəlinir. Plazmidlər hüceyrələr arasında bakterial birləşməyə bənzər bir proseslə fiziki təmasla ötürülə bilər. [144] [145]

            Arxeya bakteriya və eukariotlardan genetik olaraq fərqlənir, hər hansı bir arxeal genom tərəfindən kodlanmış zülalların 15%-ə qədəri bu sahəyə xasdır, baxmayaraq ki, bu unikal genlərin əksəriyyətinin məlum funksiyası yoxdur. [147] Müəyyən edilmiş funksiyaya malik qalan unikal zülalların əksəriyyəti Euryarchaeota-ya aiddir və metanogenezdə iştirak edir. Arxeya, bakteriya və eukariotların paylaşdığı zülallar əsasən transkripsiya, tərcümə və nukleotid mübadiləsi ilə əlaqəli hüceyrə funksiyasının ümumi nüvəsini təşkil edir. [148] Digər xarakterik arxeoloji xüsusiyyətlər əlaqəli funksiyalı genlərin təşkilidir – məsələn, eyni metabolik yolda addımları yeni operonlara kataliz edən fermentlər və tRNT genlərində və onların aminoasil tRNT sintetalarında böyük fərqlər. [148]

            Arxeyadakı transkripsiya bakterial transkripsiyadan daha çox eukaryotiklərə bənzəyir, arxeal RNT polimeraza onun eukariotlardakı ekvivalentinə çox yaxındır [141], arxeal tərcümə isə həm bakterial, həm də eukariotik ekvivalentlərin əlamətlərini göstərir. [149] Arxeylərdə yalnız bir növ RNT polimeraz olmasına baxmayaraq, onun strukturu və transkripsiya funksiyası eukaryotik RNT polimeraz II-yə yaxın görünür, oxşar zülal birləşmələri (ümumi transkripsiya faktorları) ilə RNT polimerazanın bağlanmasını istiqamətləndirir. genin promotoru [150], lakin digər arxa transkripsiya faktorları bakteriyalarda olanlara daha yaxındır. [151] Transkripsiyadan sonrakı modifikasiya eukariotlara nisbətən daha sadədir, çünki arxa genlərin əksəriyyətində intronlar yoxdur, baxmayaraq ki, onların transfer RNT və ribosomal RNT genlərində çoxlu intronlar var, [152] və bir neçə protein kodlayan gendə intronlar baş verə bilər. [153] [154]

            Gen transferi və genetik mübadiləsi Redaktə edin

            Haloferax vulkanıHəddindən artıq halofil arxeon, hər iki istiqamətdə DNT-nin bir hüceyrədən digərinə köçürülməsi üçün istifadə olunan hüceyrələr arasında sitoplazmik körpülər meydana gətirir. [155]

            Hipertermofil arxeya olduqda Sulfolobus solfataricus [156] və Sulfolobus acidocaldarius [157] DNT-yə zərər verən UV şüalanmasına və ya bleomisin və ya mitomisin C agentlərinə məruz qaldıqda, növə xas hüceyrə birləşməsinə səbəb olur. İçində toplama S. solfataricus pH və ya temperaturun dəyişməsi kimi digər fiziki stressorlar tərəfindən induksiya edilə bilməz [156], aqreqasiyanın xüsusi olaraq DNT zədələnməsi ilə induksiya edildiyini göstərir. Ajon və başqaları. [157] UV-induksiya etdiyi hüceyrə aqreqasiyasının yüksək tezlikli xromosomal marker mübadiləsinə vasitəçilik etdiyini göstərdi. S. acidocaldarius. Rekombinasiya dərəcələri induksiya edilməmiş mədəniyyətlərin göstəricilərini üç böyüklük sırasına qədər üstələyib. Frols və başqaları. [156] [158] və Ajon et al.[157] hüceyrə aqreqasiyasının növə spesifik DNT transferini gücləndirdiyini fərz etdi. Sulfolobus homoloji rekombinasiya yolu ilə zədələnmiş DNT-nin artan təmirini təmin etmək üçün hüceyrələr. Bu cavab daha yaxşı öyrənilmiş bakterial transformasiya sistemlərinə bənzər cinsi qarşılıqlı əlaqənin primitiv forması ola bilər ki, bu da DNT zədəsinin homoloji rekombinasiyalı təmirinə aparan hüceyrələr arasında növə xas DNT transferi ilə bağlıdır. [159]

            Arxeal viruslar Redaktə edin

            Arxeya bakterial və eukaryotik viruslardan fərqli olaraq müxtəlif virosferdə bir sıra virusların hədəfidir. Onlar indiyədək 15-18 DNT əsaslı ailələrdə təşkil olunub, lakin bir çox növ təcrid olunmamış qalır və təsnifatını gözləyir. [160] [161] [162] Bu ailələri qeyri-rəsmi olaraq iki qrupa bölmək olar: arxeyaya xas və kosmopolit. Arxeal spesifik viruslar yalnız arxe növlərini hədəf alır və hazırda 12 ailəni əhatə edir. Bu qrupda çoxlu unikal, əvvəllər naməlum virus strukturları müşahidə edilmişdir, o cümlədən: şüşəşəkilli, milşəkilli, qıvrım formalı və damcı formalı viruslar. [161] Arxeyaya xas növlərin reproduktiv dövrləri və genomik mexanizmləri digər viruslara bənzəsə də, onlar yoluxdurduqları host hüceyrələrin morfologiyasına görə xüsusi olaraq hazırlanmış unikal xüsusiyyətlərə malikdirlər. [160] Onların virus buraxma mexanizmləri digər faqların mexanizmlərindən fərqlənir. Bakteriofaqlar ümumiyyətlə ya litik yollardan, lizogen yollardan və ya (nadir hallarda) ikisinin qarışığından keçir. [163] Arxeya spesifik virus ştammlarının çoxu öz sahibləri ilə sabit, müəyyən qədər lizojenik əlaqə saxlayır – xroniki infeksiya kimi görünür. Bu, ev sahibi hüceyrəni öldürmədən virionların tədricən və davamlı istehsalını və sərbəst buraxılmasını əhatə edir. [164] Prangishyili (2013) qeyd etdi ki, quyruqlu arxa faqlar haloarxeal növləri yoluxdura bilən bakteriofaqlardan əmələ gəlmişdir. Əgər fərziyyə düzgündürsə, belə nəticəyə gəlmək olar ki, arxeyaya xas qrupun qalan hissəsini təşkil edən digər ikiqat zəncirli DNT virusları qlobal viral birlikdə öz unikal qrupudur. Krupovic və başqaları. (2018) qeyd edir ki, yüksək səviyyəli üfüqi gen transferi, virus genomlarında sürətli mutasiya nisbətləri və universal gen ardıcıllığının olmaması tədqiqatçıları arxeal virusların təkamül yolunu bir şəbəkə kimi qəbul etməyə səbəb olub. Bu şəbəkədə və qlobal virosferdə filogenetik markerlər arasında oxşarlığın olmaması, eləcə də qeyri-viral elementlərlə xarici əlaqələr, arxeyaya xas virusların bəzi növlərinin qeyri-viral mobil genetik elementlərdən (MGE) təkamül etdiyini göstərə bilər. [161]

            Bu viruslar termofillərdə, xüsusən də Sulfolobales və Thermoproteales sıralarında ən ətraflı şəkildə öyrənilmişdir. [165] Arxeyanı yoluxduran iki zəncirli DNT virus qrupu bu yaxınlarda təcrid edilmişdir. Bir qrup nümunə olaraq göstərilir Halorubrum pleomorfik virus 1 (Pleolipoviridae) halofilik arxeyləri yoluxduran, [166] və digərini Aeropyrum spiralvari virus (Spiraviridae) hipertermofil (90-95 °C-də optimal böyümə) sahibini yoluxdurur. [167] Qeyd etmək lazımdır ki, sonuncu virus hazırda bildirilmiş ən böyük ssDNT genomuna malikdir. Bu viruslara qarşı müdafiə virusların genləri ilə əlaqəli təkrarlanan DNT ardıcıllığından RNT müdaxiləsini əhatə edə bilər. [168] [169]

            Arxeya ikili və ya çoxlu parçalanma, parçalanma və ya tumurcuqlanan mitoz və meyoz yolu ilə qeyri-cinslə çoxalır, buna görə də arxeya növləri birdən çox formada mövcuddursa, hamısı eyni genetik materiala malikdir. [96] Hüceyrə xromosomu təkrarlandıqdan və iki qız xromosomu ayrıldıqdan sonra hüceyrə bölünməsi hüceyrə siklində idarə olunur, hüceyrə bölünür. [170] Cinsdə Sulfolobus, dövr həm bakteriya, həm də eukaryotik sistemlərə oxşar xüsusiyyətlərə malikdir. Xromosomlar ekvivalent eukaryotik fermentlərə bənzəyən DNT polimerazalarından istifadə edərək çoxlu başlanğıc nöqtələrindən (replikasiyanın mənşəyi) təkrarlanır. [171]

            Euryarchaeota-da hüceyrənin ətrafında büzülmə halqası əmələ gətirən hüceyrə bölünməsi zülalı FtsZ və hüceyrənin mərkəzi boyunca qurulan septumun komponentləri onların bakterial ekvivalentlərinə bənzəyir. [170] Cren- [172] [173] və thaumarchaea, [174] hüceyrə bölgüsü mexanizmi Cdv oxşar rolu yerinə yetirir. Bu mexanizm eukaryotik ESCRT-III mexanizmləri ilə əlaqədardır ki, bu mexanizm hüceyrə çeşidlənməsində ən yaxşı rolu ilə tanınsa da, bölünmüş hüceyrələr arasında ayrılma rolunu yerinə yetirir və hüceyrə bölünməsində əcdadların rolunu göstərir. [175]

            Həm bakteriya, həm də eukariotlar, lakin arxeya deyil, sporlar əmələ gətirir. [176] Haloarxeyanın bəzi növləri fenotipik keçidə məruz qalır və bir neçə fərqli hüceyrə növü kimi böyüyür, o cümlədən osmotik şoka davamlı olan qalın divarlı strukturlar və arxeylərin aşağı duz konsentrasiyalarında suda sağ qalmasına imkan verir, lakin bunlar reproduktiv strukturlar deyil və ola bilər. əvəzinə onlara yeni yaşayış yerlərinə çatmağa kömək edin. [177]

            Ünsiyyət Redaktəsi

            Kvorum algılamasının əvvəlcə Arxeyada olmadığı düşünülürdü, lakin son tədqiqatlar bəzi növlərin kvorum algılaması vasitəsilə çarpaz danışıq apara bildiyini sübut etdi. Digər tədqiqatlar biofilmin böyüməsi zamanı arxeya və bakteriyalar arasında sintrofik qarşılıqlı əlaqəni göstərdi. Arxeal kvorumun tədqiqində tədqiqatlar məhdud olsa da, bəzi tədqiqatlar arxeal növlərdə LuxR zülallarını aşkar etdi, LuxR bakteriyası ilə oxşarlıqlar nümayiş etdirdi və nəticədə yüksək sıxlıqlı ünsiyyətdə istifadə olunan kiçik molekulların aşkarlanmasına imkan verdi. Bakteriyalara bənzər şəkildə, Archaea LuxR sololarının AHL (laktonlar) və qeyri-AHL liqanlarına bağlandığını göstərdi ki, bu da kvorum tədqiqi vasitəsilə növlərarası, növlərarası və krallıqlararası əlaqənin həyata keçirilməsində böyük rol oynayır. [178]

            Yaşayış yerlərinin redaktəsi

            Arxeya geniş yaşayış mühitində mövcuddur və hazırda qlobal ekosistemlərin əsas hissəsi kimi tanınır [17] və okeanlardakı mikrob hüceyrələrinin təxminən 20%-ni təşkil edə bilər. [179] Bununla belə, ilk kəşf edilən arxeylər ekstremofillər idi. [126] Həqiqətən də, bəzi arxeya geyzerlərdə, qara siqaret çəkənlərdə və neft quyularında olduğu kimi, çox vaxt 100 °C-dən (212 °F) yuxarı olan yüksək temperaturda sağ qalır. Digər ümumi yaşayış yerlərinə çox soyuq yaşayış yerləri və yüksək duzlu, turşu və ya qələvi sular daxildir, lakin arxeya mülayim şəraitdə, bataqlıqlarda və bataqlıqlarda, kanalizasiya sularında, okeanlarda, heyvanların bağırsaqlarında və torpaqlarda böyüyən mezofilləri əhatə edir. [17]

            Extremophile archaea dörd əsas fizioloji qrupun üzvləridir. Bunlar halofillər, termofillər, alkalifillər və asidofillərdir. [180] Bəzi arxeyalar bir neçə qrupa aid olduğu üçün bu qruplar hərtərəfli və ya filum-spesifik deyil, nə də bir-birini istisna edir. Buna baxmayaraq, onlar təsnifat üçün faydalı başlanğıc nöqtəsidir. [181]

            Halofillər, o cümlədən cins Halobacterium, duzlu göllər kimi həddindən artıq duzlu mühitlərdə yaşayır və 20-25% -dən çox duzluluqda bakterial həmkarlarından çoxdur. [126] Termofillər isti bulaqlar kimi yerlərdə 45 °C-dən (113 °F) yuxarı temperaturda ən yaxşı şəkildə böyüyürlər. hipertermofil archaea 80 °C-dən (176 °F) yüksək temperaturda optimal şəkildə böyüyür. [182] Arxeal Methanopyrus kandleri 116 ştammı hətta 122 °C-də (252 °F) çoxalda bilər ki, bu da istənilən orqanizmin qeydə alınmış ən yüksək temperaturudur. [183]

            Digər arxeylər çox turşu və ya qələvi şəraitdə mövcuddur. [180] Məsələn, ən ifrat arxe asidofillərindən biridir Picrophilus torridus, pH 0-da böyüyür, bu da 1,2 molar sulfat turşusunda inkişaf etməyə bərabərdir. [184]

            Ekstremal mühitlərə qarşı bu müqavimət arxeyanı yerdənkənar həyatın mümkün xüsusiyyətləri ilə bağlı fərziyyələrin mərkəzinə çevirdi. [185] Bəzi ekstremofil yaşayış yerləri Marsdakılardan fərqlənmir [186], bu, meteoritlərdəki planetlər arasında canlı mikrobların ötürülə biləcəyi təklifinə səbəb olur. [187]

            Bu yaxınlarda bir sıra tədqiqatlar göstərdi ki, arxelər təkcə mezofil və termofilik mühitlərdə deyil, həm də bəzən çox sayda, aşağı temperaturda da mövcuddur. Məsələn, arxeya qütb dənizləri kimi soyuq okean mühitlərində geniş yayılmışdır. [188] Plankton icması (pikoplanktonun bir hissəsi kimi) arasında qeyri-ekstremal yaşayış yerlərində dünya okeanlarında tapılan çoxlu sayda arxeya daha da əhəmiyyətlidir. [189] Baxmayaraq ki, bu arxelər son dərəcə yüksək sayda (mikrob biokütləsinin 40%-ə qədəri) mövcud ola bilsələr də, bu növlərin demək olar ki, heç biri təmiz mədəniyyətdə təcrid olunmamış və tədqiq edilməmişdir. [190] Nəticə etibarı ilə, arxeylərin okean ekologiyasındakı rolu haqqında anlayışımız ibtidai xarakter daşıyır, ona görə də onların qlobal biogeokimyəvi dövrlərə tam təsiri əsasən tədqiq edilməmiş olaraq qalır. [191] Bəzi dəniz Crenarchaeota nitrifikasiya qabiliyyətinə malikdir, bu, bu orqanizmlərin okeanın azot dövrünə təsir göstərə biləcəyini göstərir, [138], baxmayaraq ki, bu okean Crenarchaeota başqa enerji mənbələrindən də istifadə edə bilər. [192]

            Dəniz dibini əhatə edən çöküntülərdə çoxlu sayda arxeya da rast gəlinir, bu orqanizmlər okean dibinin 1 metrdən çox dərinliklərində yaşayan canlı hüceyrələrin əksəriyyətini təşkil edir. [193] [194] Göstərilmişdir ki, bütün okean səthi çöküntülərində (1000-dən 10.000 m-ə qədər su dərinliyi) virus infeksiyasının arxeylərə təsiri bakteriyalara nisbətən daha yüksəkdir və arxeylərin virusla törətdiyi lizis daha çox olur. Ümumi mikrob biokütləsinin üçdə birinə qədər öldürülür, nəticədə sərbəst buraxılır

            Qlobal miqyasda ildə 0,3-0,5 giqaton karbon. [195]

            Kimyəvi velosipeddə rolu Redaktə edin

            Arxeya karbon, azot və kükürd kimi elementləri müxtəlif yaşayış yerləri vasitəsilə təkrar emal edir. [196] Arxeya azot dövrəsində bir çox addımlar həyata keçirir. Buraya həm ekosistemlərdən azotu çıxaran reaksiyalar (məsələn, nitrat əsaslı tənəffüs və denitrifikasiya), həm də azotu daxil edən proseslər (məsələn, nitratın assimilyasiyası və azotun fiksasiyası) daxildir. [197] [198] Tədqiqatçılar bu yaxınlarda ammonyak oksidləşmə reaksiyalarında arxeylərin iştirakını aşkar etdilər. Bu reaksiyalar okeanlarda xüsusilə vacibdir. [139] [199] Arxeya torpaqlarda ammonyak oksidləşməsi üçün də mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Onlar nitrit istehsal edirlər, digər mikroblar daha sonra oksidləşərək nitrata çevrilirlər. Bitkilər və digər orqanizmlər sonuncunu istehlak edirlər. [200]

            Kükürd dövranında kükürd birləşmələrini oksidləşdirərək böyüyən arxeylər bu elementi süxurlardan ayıraraq onu digər orqanizmlər üçün əlçatan edir, lakin bunu edən arxeya, məsələn Sulfolobus, tullantı məhsulu kimi sulfat turşusu istehsal edir və tərk edilmiş mədənlərdə bu orqanizmlərin böyüməsi turşu minalarının drenajına və ətraf mühitə digər zərərlərə kömək edə bilər. [201]

            Karbon dövründə metanogen arxeya hidrogeni çıxarır və çöküntülər, bataqlıqlar və çirkab sularının təmizlənməsi işləri kimi anaerob ekosistemlərdə parçalayıcı rolunu oynayan mikroorqanizmlərin populyasiyaları tərəfindən üzvi maddələrin parçalanmasında mühüm rol oynayır. [202]

            Digər orqanizmlərlə qarşılıqlı əlaqə Redaktə edin

            Arxeya və digər orqanizmlər arasında yaxşı xarakterizə olunan qarşılıqlı əlaqə ya qarşılıqlı, ya da komensaldır. Məlum arxeal patogenlər və ya parazitlərin heç bir aydın nümunəsi yoxdur, [203] [204], lakin bəzi metanogen növlərinin ağız boşluğunda infeksiyalarda iştirak etdiyi irəli sürülür, [205] [206] və Nanoarxeum ekvitansları başqa bir arxe növünün paraziti ola bilər, çünki o, yalnız Crenarchaeon hüceyrələrinin içərisində sağ qalır və çoxalır. Ignicoccus hospitalis, [143] və ev sahibinə heç bir fayda vermədiyi görünür. [207]

            Mutualizm Redaktə

            Qarşılıqlılığın yaxşı başa düşülən nümunələrindən biri gövşəyən heyvanlar və termitlər kimi sellülozu həzm edən heyvanların həzm sistemlərində protozoa və metanogen arxelərin qarşılıqlı əlaqəsidir. [208] Bu anaerob mühitlərdə protozoa enerji əldə etmək üçün bitki sellülozunu parçalayır. Bu proses hidrogeni tullantı məhsul kimi buraxır, lakin yüksək səviyyəli hidrogen enerji istehsalını azaldır. Metanogenlər hidrogeni metana çevirdikdə, protozoa daha çox enerjidən faydalanır. [209]

            Anaerob protozoalarda, məsələn Plagiopyla frontata, archaea protozoanın içərisində yaşayır və hidrogenosomlarında istehsal olunan hidrogeni istehlak edir. [210] [211] Arxeylər də daha böyük orqanizmlərlə əlaqə saxlayırlar. Məsələn, dəniz arxeanı Senarchaeum simbiozum süngərin daxilində yaşayır (endosimbiondur). Axinella mexicana. [212]

            Kommensalizm Redaktə

            Arxeya həm də digər orqanizmə kömək etmədən və ya zərər vermədən birləşmədən faydalanaraq kommensal ola bilər. Məsələn, metanogen Methanobrevibacter Smithii bu günə qədər insan florasında ən çox yayılmış arxedir və insan bağırsağındakı bütün prokaryotların təxminən onda birini təşkil edir. [213] Termitlərdə və insanlarda bu metanogenlər əslində həzmə kömək etmək üçün bağırsaqdakı digər mikroblarla qarşılıqlı əlaqədə olan mutualistlər ola bilər. [214] Arxe icmaları həmçinin mərcanların səthində [215] və bitki köklərini əhatə edən torpaq bölgəsində (rizosfer) kimi bir sıra digər orqanizmlərlə də əlaqə qurur. [216] [217]

            Ekstremofil arxelər, xüsusilə də istiliyə və ya həddindən artıq turşuluq və qələviliyə davamlı olanlar, bu sərt şəraitdə fəaliyyət göstərən fermentlərin mənbəyidir. [218] [219] Bu fermentlər bir çox istifadə tapmışdır. Məsələn, termostabil DNT polimerazları, məsələn, Pfu DNT polimerazından Pyrococcus furiosus, polimeraza zəncirvari reaksiyasının DNT-nin klonlanması üçün sadə və sürətli bir texnika kimi tədqiqatda istifadə edilməsinə icazə verməklə molekulyar biologiyada inqilab etdi. Sənayedə amilazalar, qalaktozidazalar və pullulanazaların digər növlərində Pirokok 100 °C-dən (212 °F) yuxarı temperaturda bu funksiya aşağı laktozalı süd və zərdab istehsalı kimi yüksək temperaturda qida emalına imkan verir. [220] Bu termofilik arxeyalardan olan fermentlər də üzvi həlledicilərdə çox sabit olmağa meyllidirlər, bu da onların üzvi birləşmələri sintez edən yaşıl kimyada ekoloji cəhətdən təmiz proseslərdə istifadəsinə imkan verir. [219] Bu sabitlik onların struktur biologiyada istifadəsini asanlaşdırır. Nəticədə, struktur tədqiqatlarda tez-tez ekstremofil arxelərdən bakterial və ya eukaryotik fermentlərin analoqları istifadə olunur. [221]

            Arxean fermentlərinin tətbiq dairəsindən fərqli olaraq, orqanizmlərin özlərinin biotexnologiyada istifadəsi az inkişaf etmişdir. Metanogen arxeya kanalizasiya sularının təmizlənməsinin vacib hissəsidir, çünki onlar anaerob həzm həyata keçirən və bioqaz istehsal edən mikroorqanizmlər cəmiyyətinin bir hissəsidir. [222] Mineral emalında, asidofil arxeylər qızıl, kobalt və mis də daxil olmaqla filizlərdən metalların çıxarılmasını vəd edir. [223]

            Archaea potensial faydalı antibiotiklərin yeni sinfinə ev sahibliyi edir. Bu arxeosinlərdən bir neçəsi səciyyələndirilmişdir, lakin yüzlərlə daha çoxunun, xüsusən də içərisində mövcud olduğuna inanılır HaloarchaeaSulfolobus. Bu birləşmələr strukturuna görə bakterial antibiotiklərdən fərqlənir, buna görə də onların yeni fəaliyyət üsulları ola bilər. Bundan əlavə, onlar arxeal molekulyar biologiyada istifadə üçün yeni seçilə bilən markerlərin yaradılmasına imkan verə bilər. [224]


            UYĞUNSUZ TƏMİR

            Kanonik MutL-MutS yolu

            MMR, DNT replikasiya maşınları tərəfindən səhv olaraq daxil edilmiş əsasların aşkar edildiyi və düzəldildiyi prosesdir. MutL-MutS MMR yolu ilk olaraq xarakterizə olunur Escherichia coli əksər bakteriyalarda (aktinobakteriyalar istisna olmaqla) və eukaryada mövcuddur, lakin arxeyadakı qaydadan daha çox istisnadır (Kelman and White 2005). Əksər arxeyalarda ağlabatan MutS və MutL homoloqları yoxdur və onlara malik olanlar, çox güman ki, bu genləri bakteriyalardan yanal gen köçürməsi ilə tutmuş halofillər və metanogenlər kimi temperatur mezofilləri olurlar (Şəkil 2). Bakteriya tipli MMR yolunun bakteriyadan eukaryaya miras qalma üsulu bir fərziyyə məsələsidir. Ehtimallardan biri, mitoxondrinin Alfa-proteobakteriyadan təkamülünə səbəb olan endosimbiotik hadisənin MMR üçün bakterial genlərin erkən eukarial genomda qurulmasına imkan verməsidir. Alternativ bir ehtimal, eukaryanın arxeal nəsilləri ilə bakterial MMR mexanizmlərini miras almasıdır. Diqqətəlayiqdir ki, ASGARD arxeləri, o cümlədən Lokiarchaeum və Thorarchaeum, eukaryanın (Eme) əcdadı ilə ən yaxın əlaqəli mövcud arxelər kimi təklif olunur. və b. 2017), aydın MutS və MutL homoloqlarına malikdir.

            EndoMS-in ortaya çıxan rolu

            Əksər arxeylərdə kanonik MMR-nin olmaması yüksək mutasiya nisbətlərində (Grogan 2004) və MutS-MutL-nin silinməsində əks olunmur. Halobacterium salinarum hipermutasiya fenotipinə səbəb olmadı (Busch və DiRuggiero 2010). Bu müşahidələr göstərir ki, DNT replikasiyasından sonra uyğunsuzluqları aşkar etmək və aradan qaldırmaq üçün alternativ yollar mövcuddur.

            Bu yolu axtarmaq üçün Ishino və b. (2016) DNT uyğunsuzluqlarını parçalaya bilən fermentlər üçün funksional ekran hazırlayıb. Pyrococcus furiosus. Bu, endonükleaza uyğunsuzluğuna görə EndoMS adlandırılan, DNT-nin hər iki zəncirində pilləli parçalanmaların tətbiqi ilə bir sıra uyğunsuz DNT-ləri parçalaya bilən və 5 nt 5 ΄-aşıntılar buraxan fermentin müəyyən edilməsi ilə nəticələndi (İşino) və b. 2016). EndoMS əvvəlcə Myllykallio laboratoriyasında müəyyən edilmiş və tək zəncirli DNT-yə (Ren) qarşı fəaliyyətinə əsaslanaraq NucS adlandırılmışdır. və b. 2009). NucS-in strukturu dimerik, iki domenli bir quruluş aşkar etdi və fermentin sürüşən sıxac PCNA (çoxaldan hüceyrə nüvə antigeni) ilə fiziki qarşılıqlı əlaqə yaratması göstərildi (Ren. və b. 2009). Ferment budaqlanmış və ya ssDNA ilə müqayisədə uyğunsuzluqlar üçün daha yüksək spesifikliyə malik olduğundan, bundan sonra 'EndoMS' nomenklaturasından istifadə ediləcək. Ən son DNT:protein co-kristal strukturu, EndoMS-in uyğun olmayan DNT substratlarının ətrafına sarıldığını, iki əsası çıxardığını və II tip məhdudlaşdırıcı fermentləri (Nakae) xatırladan şəkildə DNT onurğasını parçaladığını ortaya qoyur. və b. 2016) (şək. 3). Ferment G-T, G-G, T-T, T-C və A-G uyğunsuzluqlarına qarşı aktivdir, lakin C-C, A-C və ya A-A uyğunsuzluqlarına qarşı deyil. in vitro (İşino və b. 2016), uyğun olmayan G və ya T (Nakae) olan substratlar üçün daha yüksək bağlanma yaxınlıqlarına uyğundur və b. 2016).

            DNT ilə əlaqəli EndoMS dimerinin quruluşu (Nakae və b. 2016). EndoMS alt bölmələri mavi və yaşıl rənglərlə göstərilmişdir, yuxarıda N-terminal dimerizasiya sahəsi və aşağıda C-terminal nukleaz domenləri göstərilir. İki katalitik sahə aktiv sahə maqnezium ionlarını ifadə edən yaşıl kürələrlə göstərilir. DNT dupleksi (mavi) EndoMS bağlanması ilə təhrif edilir və iki əsas çıxarılır.

            DNT ilə əlaqəli EndoMS dimerinin quruluşu (Nakae və b. 2016). EndoMS alt bölmələri mavi və yaşıl rənglərlə göstərilmişdir, yuxarıda N-terminal dimerizasiya sahəsi və aşağıda C-terminal nukleaz domenləri göstərilir. İki katalitik sahə aktiv sahə maqnezium ionlarını ifadə edən yaşıl kürələrlə göstərilir.DNT dupleksi (mavi) EndoMS bağlanması ilə təhrif edilir və iki əsas çıxarılır.

            EndoMS arxeyada kompleks paylanmaya malikdir (Şəkil 2), misallar halofillərdə, müxtəlif termofillərdə krenarxeal və evriarxeyal filadan və Thorarchaeum ASGARD filumundan. EndoMS bəzi bakterial genomlarda, xüsusən MutS-MutL-nin ümumiyyətlə olmadığı Aktinobakteriyalar filumunda da mövcuddur. Mutasiyadan yayınma genləri üçün ekran EndoMS-i kodlayan genin silindiyini göstərdi Mycobacterium smegmatis fon mutasiya sürətini təxminən 100 dəfə artıran hipermutasiya fenotipi ilə nəticələndi (Castaneda-Garcia) və b. 2017). Daha yüksək mutasiya nisbətləri MMR qüsurunun əlaməti olan keçidlərin yüksək səviyyələri (A:T-dən G:C və ya G:C-dən A:T) bağlı idi və oxşar təsirlər EndoMS-in silinməsi zamanı müşahidə edilmişdir. Streptomyces coelicolor. Mycobacterial EndoMS uyğun olmayan DNT substratları ilə təqdim olunduqda heç bir nukleaz aktivliyi yoxdur in vitro, bu qeyri-kanonik MMR yolunda əlavə komponentlərin müəyyən edilməli olduğunu təklif edir (Castaneda-Garcia və b. 2017).

            Birlikdə götürdükdə, arxeya və bakteriyalarda aparılan tədqiqatlar, EndoMS-in MMR yolunda iştirak etdiyinə inandırıcı bir vəziyyət yaradır. Bununla belə, bu yolun bir çox mühüm aspektləri hələ də aydınlaşdırılmalıdır. İkiqat tel qırılmalarının (DSB) yaradılması P. furiosus EndoMS, HR/DSBR (Ishino və b. 2016). Bunun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, uyğun olmayan bazanı təyin etmək üçün yaranan DNT zəncirlərini müəyyən etməyə ehtiyac yoxdur, çünki hər ikisi DSBR zamanı rezeksiya ediləcək. EndoMS-in bəzən RadA rekombinazı olan bir operonda tapıldığı müşahidəsi bu fərziyyəyə əlavə dəstək verir (Ren və b. 2009). Bununla belə, hər dəfə uyğunsuzluq aşkar edildikdə DSB-nin yaradılması riskli strategiya kimi görünür, əgər HR çox səmərəlidirsə. Bu, çox güman ki, çox poliploid olan Euryarchaea-da belədir. Monoploid və diploid mərhələləri olan eukaryayabənzər hüceyrə dövrü olan Crenarchaea üçün daha az aydındır (Lundgren və Bernander 2007). Aydındır ki, genetik və biokimyəvi üsullardan istifadə edərək yolun parçalanması və yenidən qurulması aktual prioritetdir. Arxeal EndoMS-nin PCNA sürüşmə sıxacıyla qarşılıqlı əlaqəsi yeni sintez edilmiş DNT-ni sorğulamaq üçün EndoMS-ni replikasiya çəngəlində tapmaq üçün bir vasitə təmin edə bilər və PCNA alət kəmərində müxtəlif DNT manipulyasiya fermentlərinin birgə yerləşməsinə imkan verə bilər (Beattie və Bell 2011). Bu baxımdan, bakterial EndoMS zülalının fəaliyyət üçün bakterial sürüşmə sıxacıyla qarşılıqlı əlaqə tələb edib-etmədiyini görmək maraqlı olacaq.


            Arxebakteriyaların xüsusiyyətləri

            Arxebakteriyalar daha “müasir” hüceyrə tiplərində görünməyən bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Bunlara daxildir:

            Arxebakteriyaların hüceyrə membranları efirlə əlaqəli fosfolipidlərdən ibarətdir, bakteriyalar və eukariotlar isə hüceyrə membranlarını efirlə əlaqəli fosfolipidlərdən əmələ gətirirlər.

            Arxebakteriyalar bakteriyaların hüceyrə membranlarında istifadə olunan peptidoqlikan şəkərinə bənzər, lakin eyni olmayan şəkərdən istifadə edirlər.

            Arxebakteriyaların bakteriyalara bənzər tək, yuvarlaq bir xromosomu var, lakin onların gen transkripsiyası eukaryotik hüceyrələrin nüvələrində baş verənlərə bənzəyir.

            Bu qəribə vəziyyətə gətirib çıxarır ki, hüceyrə membranının istehsalı kimi əksər həyat funksiyalarını əhatə edən genlərin çoxu Eukarya və Bakteriyalar tərəfindən daha yaxından paylaşılır, lakin gen transkripsiyası prosesində iştirak edən genlər Eukarya və Archaea tərəfindən ən yaxından paylaşılır.

            Bu, bəzi alimlərin eukaryotik hüceyrələrin arxebakteriyaların bakteriya ilə birləşməsindən, ehtimal ki, bir arxebakteriya bakteriya hüceyrəsinin içərisində endosimbiotik yaşamağa başladığı zaman yarandığını irəli sürməyə vadar etdi.

            Digər elm adamları, arxebakteriya növlərinin tapıntılarına əsaslanaraq, eukariotların birbaşa arxebakteriyalardan gəldiyinə inanırlar. Lokiarxeota, yalnız eukariotlarda olan bəzilərini ehtiva edir, eukariotlarda unikal eukaryotik qabiliyyətlərə malik genləri kodlayır.

            Düşünülür ki Lokiarxeota Arxeya və Eukaryota arasında keçid forması ola bilər.

            3. Yalnız arxebakteriyalar metan əmələ gətirən anaerob tənəffüs forması olan metanogenez qabiliyyətinə malikdir.

            Hüceyrə tənəffüsünün digər formalarından istifadə edən arxebakteriyalar da mövcuddur, lakin metan istehsal edən hüceyrələr Bakteriyalarda və ya Eukariyada tapılmır.

            4. Uzaq keçmişdə bir nöqtədə həm Bakteriyalardan, həm də Eukaryadan ayrıldıqlarını göstərən ribosomal RNT-dəki fərqlər


            Arxeya: Sistematika

            Arxeya bütün məlum həyatın bölünə biləcəyi üç sahədən birini təşkil edir. Həyatın daha iki sahəsi var. Bunlardan biri bitkiləri, heyvanları, göbələkləri və protistləri əhatə edən Eukaryotadır. Protistlər istisna olmaqla, bu orqanizmlər Aristotelin dövründən bəri tanınır və öyrənilir və çox güman ki, tanış olduğunuz orqanizmlərdir. Kəşf edilən ikinci sahə, ilk dəfə 17-ci əsrdə Hollandiyalı təbiətşünas Antoni van Levenhuk kimi insanlar tərəfindən mikroskop altında müşahidə edilən Bakteriyalar idi.

            Bakteriyaların kiçik ölçüləri onların öyrənilməsini çətinləşdirirdi. Erkən təsnifatlar fərdlərin formasından, laboratoriya mədəniyyətlərində koloniyaların görünüşündən və digər fiziki xüsusiyyətlərdən asılı idi. Biokimya müasir bir elm olaraq çiçəklənəndə bakteriya növlərini təsnif etmək üçün kimyəvi xüsusiyyətlərdən də istifadə olunurdu, lakin hətta bu məlumat kiçik mikrobları etibarlı şəkildə müəyyən etmək və təsnif etmək üçün kifayət deyildi. Bakteriyaların etibarlı və təkrarlana bilən təsnifatı 20-ci əsrin sonlarına qədər mümkün deyildi ki, molekulyar biologiya onların DNT-ni ardıcıllıqla sıralamağa imkan verdi.

            DNT molekulları bütün canlıların hüceyrələrində olur və zülalları və digər hüceyrə komponentlərini yaratmaq üçün lazım olan məlumatları saxlayır. Hüceyrələrin ən vacib komponentlərindən biri də hüceyrələrdir ribosom, DNT mesajını kimyəvi məhsula çevirən böyük və mürəkkəb molekul. Bir ribosomun kimyəvi tərkibinin çox hissəsidir RNT, DNT-yə çox bənzəyən və öz tikinti bloklarının ardıcıllığına malik olan bir molekul. Molekulyar bioloq ardıcıllıq üsulları ilə RNT-nin tikinti blokunu tək-tək ayırıb hər birini müəyyən edə bilər. Nəticə budur ardıcıllıq həmin tikinti bloklarından.

            Ribosomlar canlıların fəaliyyəti üçün çox kritik əhəmiyyətə malik olduğundan, onlar sürətli təkamülə meylli deyillər. Ribosom ardıcıllığında böyük bir dəyişiklik ribosomu hüceyrə üçün yeni zülallar yaratmaq vəzifələrini yerinə yetirə bilməz. Buna görə ribosomlardakı ardıcıllığın olduğunu deyirik konservləşdirilmiş -- zaman keçdikcə çox dəyişmir. Molekulyar təkamülün bu yavaş sürəti ribosom ardıcıllığını bakteriya təkamülünün sirlərini açmaq üçün yaxşı seçim etdi. Geniş bakteriya müxtəlifliyi arasında ribosom ardıcıllığında cüzi fərqləri müqayisə etməklə, oxşar ardıcıllıq qruplarını tapmaq və əlaqəli qrup kimi tanımaq olar.

            1970-ci illərdə Carl Woese və Urbana-Champaign-dəki İllinoys Universitetindəki həmkarları bakteriya əlaqələrinin daha yaxşı mənzərəsini inkişaf etdirmək məqsədi ilə bakteriyaların ardıcıllığını tədqiq etməyə başladılar. Onların tapıntıları 1977-ci ildə nəşr olundu və böyük bir sürpriz də daxil idi. Bütün kiçik mikroblar yaxından əlaqəli deyildi. Analizdə bakteriya və eukariot qruplarından başqa üçüncü qrup metan əmələ gətirən mikroblar da var idi. Bunlar metanogenlər oksigen tərəfindən öldürüldükləri, qeyri-adi fermentlər istehsal etdikləri və bütün məlum bakteriyalardan fərqli hüceyrə divarlarına sahib olduqları üçün mikrob dünyasında kimyəvi qəribəliklər olduğu artıq məlum idi.

            Woese işinin əhəmiyyəti ondan ibarət idi ki, o, bu qəribə mikrobların biologiyasının ən fundamental səviyyəsində fərqli olduğunu göstərdi. Onların RNT ardıcıllığı balıq və ya çiçəklərdən daha çox bakteriyalarınki kimi deyildi. Bu böyük fərqi tanımaq üçün o, onları "Eubakteriyalardan" (əsl bakteriyalardan) fərqləndirmək üçün qrupu "Arxebakteriyalar" adlandırdı. Bu orqanizmlər arasındakı əsl ayrılıq səviyyəsi aydınlaşdıqca, Woese orijinal adını qısaltdı Arxeya arxelərin sadəcə bir bakteriya qrupu olduğunu düşünməsinin qarşısını almaq üçün.

            Bunu kəşf edəndən bəri metanogenlər Bakteriyalara deyil, arxeyalara aiddir, bir sıra digər arxeal qruplar aşkar edilmişdir. Bunlara həddindən artıq duzlu suda inkişaf edən bəzi həqiqətən qəribə mikroblar, həmçinin qaynamağa yaxın temperaturda yaşayan mikroblar daxildir. Hətta bu yaxınlarda elm adamları okean səthi, dərin okean palçıqları, duzlu bataqlıqlar, heyvanların bağırsaqları və hətta Yer səthinin dərinliklərində olan neft ehtiyatları kimi artan yaşayış yerlərində arxeyləri tapmağa başladılar. Arxeya yalnız 25 il ərzində qaranlıqdan demək olar ki, hər yerdə mövcud olmağa başladı!

            Arxeylər getdikcə daha çox elmi araşdırmaların öyrənilməsinə çevrildilər. Arxeal hüceyrələr bir çox cəhətdən bakteriyaların hüceyrələrinə bənzəyir, lakin bir sıra vacib cəhətlərə görə onlar daha çox eukariotların hüceyrələrinə bənzəyirlər. Sual yaranır ki, Arxeylər bakteriyaların, yoxsa bizim qrupumuz olan eukariotların daha yaxın qohumlarıdır? Bu cavab vermək çox çətin sualdır, çünki biz həyat ağacının özünün ən dərin budaqlarından bəhs edirik, müqayisə üçün bu gün ətrafımızda həyatın ilk əcdadları yoxdur. Sualın həllində istifadə olunan yeni yanaşmalardan biri də ardıcıllıqlara baxmaqdır dublikat genlər. Bəzi DNT ardıcıllıqları hər bir hüceyrədə birdən çox nüsxədə meydana gəlir, ehtimal ki, keçmişdə bir nöqtədə əlavə bir nüsxə hazırlanmışdır. Bütün canlı hüceyrələrdə dublikat nüsxədə mövcud olduğu bilinən çox az sayda gen var ki, bu da dublikasiyanın həyatın üç sahəsinin ayrılmasından əvvəl baş verdiyini göstərir. İki ardıcıllığı müqayisə edən elm adamları, Arxeyanın bakteriyalardan daha çox bizimlə (və digər eukariotlarla) daha yaxından əlaqəli ola biləcəyini müəyyən etdilər.


            Son Universal Ümumi Əcdad olan LUCA-nı axtarırıq

            Təxminən 4 milyard il əvvəl LUCA adlı bir mikrob yaşayırdı - Son Universal Ümumi Əcdad. Dəmir kükürdlə zəngin hidrotermal ventilyasiyalarda yerin dərinliklərində gizlənmiş bir qədər “yadplanetli” həyat tərzi sürə biləcəyinə dair sübutlar var. Anaerob və avtotrof, havanı nəfəs almadı və ətrafındakı qaranlıq, metalla zəngin mühitdən öz qidasını hazırladı. Onun metabolizmi hidrogen, karbon qazı və azotdan asılı idi və onları ammonyak kimi üzvi birləşmələrə çevirdi. Ən maraqlısı isə bu kiçik mikrob Yerdəki bütün həyatı əhatə edən uzun bir nəslin başlanğıcı idi.

            Əgər həyat ağacını vaxtında kifayət qədər geriyə götürsək, hamımızın LUCA ilə əlaqəli olduğumuzu görərik. Marsı kəşf etməyimiz üçün müharibə çağırışı "suyun arxasınca get"dirsə, LUCA axtarışında "genləri izləyin". Orqanizmlərin genetik əlaqələri və təkamül tarixini üzə çıxaran genetik həyat ağacının tədqiqi filogenetika adlanır. Son 20 il ərzində genomları tam ardıcıllıqla sıralamaq və geniş genetik kitabxanalar yaratmaq üçün texnoloji qabiliyyətimiz filogenetikanın həqiqətən yetkinləşməsinə imkan yaratdı və bizə həyatın erkən tarixi haqqında bəzi dərin dərslər verdi.

            Uzun müddət güman edilirdi ki, həyat ağacı üç əsas budaq və ya domen əmələ gətirir, əsasda LUCA - eukary, bakteriya və arxeya. Son ikisi - prokariotlar - birhüceyrəli və nüvəsi olmayan oxşarlıqları bölüşür və bir-birindən incə kimyəvi və metabolik fərqlərlə fərqlənir. Digər tərəfdən, Eukarya, membranla örtülmüş hüceyrələrdən ibarət mürəkkəb, çoxhüceyrəli həyat formalarıdır, hər birində genetik kodu olan bir nüvə, həmçinin hüceyrənin metabolizmasını gücləndirən mitoxondriya "orqanelləri" var. Eukarya digər iki qoldan o qədər köklü şəkildə fərqlənir ki, mütləq öz sahəsini tutur.

            Bununla belə, eukaryanı bakteriya və arxeya qolu kimi yerləşdirən yeni bir mənzərə ortaya çıxdı. Bu "iki domenli ağac" ilk dəfə 1984-cü ildə UCLA-da təkamülçü bioloq Cim Leyk tərəfindən fərz edildi, lakin yalnız son on ildə, xüsusən təkamül molekulyar bioloq Martin Embley və onun Nyukasl Universitetindəki laboratoriyasının işi sayəsində möhkəmləndi. , Böyük Britaniya, eləcə də Almaniyanın Düsseldorf şəhərindəki Heinrich Heine Universitetində təkamülçü bioloq William Martin.

            Bill Martin və altı Düsseldorf həmkarı (Madeline Weiss, Filipa Sousa, Natalia Mrnjavac, Sinje Neukirchen, Mayo Roettger və Shijulal Nelson-Sathi) Nature Microbiology jurnalında 2016-cı ildə bir məqalə dərc etdilər və iki LUCA ağacına bu yeni perspektivi təsvir etdilər. filogenetika ilə.

            Qədim genlər

            LUCA-nın əvvəlki tədqiqatları, əgər bütün həyatda bu genlərə sahibdirsə, deməli, bu genlərin LUCA-dan gəldiyi ehtimalına əsaslanaraq, bütün genomlarda olan ümumi, universal genləri axtarırdı. Bu yanaşma LUCA-ya aid təxminən 30 geni müəyyən etdi, lakin onlar bizə onun necə və harada yaşadığını söyləmək üçün kifayət deyil. Başqa bir taktika, iki prokaryot domeninin, arxeya və bakteriyaların hər birinin ən azı bir üzvündə mövcud olan genlərin axtarışını əhatə edir. Bu üsul potensial olaraq LUCA-ya aid ola biləcək 11.000 ümumi geni müəyyən etdi, lakin onların hamısının etdiyi çox çətin görünür: bu qədər genlə LUCA hər hansı müasir hüceyrənin edə biləcəyindən daha çox şey edə bilərdi.

            Bill Martin və komandası lateral gen transferi (LGT) kimi tanınan bir fenomenin bu 11.000 genin əksəriyyətinin mövcudluğundan məsul olduğu üçün suları bulandırdığını başa düşdü. LGT genlərin növlər arasında və hətta domenlər arasında ötürülməsini əhatə edir, məsələn, virusların yayılması və ya hüceyrə bir növ stres altında olduqda baş verə biləcək homoloji rekombinasiya kimi müxtəlif proseslər.

            Böyüməkdə olan bir bakteriya və ya arxeya yeni genləri DNT zəncirinə “yenidən birləşdirərək” ətraf mühitdən genləri qəbul edə bilər. Çox vaxt bu yeni qəbul edilmiş DNT artıq orada olan DNT ilə sıx bağlıdır, lakin bəzən yeni DNT daha uzaq bir əlaqədən yarana bilər. 4 milyard il ərzində genlər LUCA-nın ilkin genetik siqnalının çox hissəsini yazaraq, bir qədər hərəkət edə bilər. Həm arxeyada, həm də bakteriyalarda tapılan genlər LGT vasitəsilə paylaşıla bilərdi və buna görə də mütləq LUCA-da yarana bilməzdi.

            Bunu bilən Martin komandası olduqca uzun nəsillərə malik olan, lakin LGT tərəfindən paylaşılmamış kimi görünən “qədim” genləri axtardı və bu qədim genlərin LUCA-dan gəlməsi lazım olduğunu güman etdi. Bir genin LUCA mənşəli sayılması üçün şərtlər qoydular. Kəsmə etmək üçün qədim genin LGT tərəfindən köçürülməsi mümkün deyildi və o, ən azı iki arxeya qrupunda və iki qrup bakteriyada mövcud olmalı idi.

            Martin deyir: "Məlumatları nəzərdən keçirərkən ürəyimiz ağrıdı, çünki hamısı çox konkret bir istiqamətə işarə edirdi".

            Təhlillərini bitirdikdən sonra Bill Martinin komandasına orijinal 11.000 gendən cəmi 355 gen qaldı və onlar iddia edirlər ki, bu 355 mütləq LUCA-ya aid idi və bizə LUCA-nın necə yaşadığı haqqında nəsə deyə bilər.

            Bu qədər az sayda gen, əlbəttə ki, bildiyimiz kimi həyatı dəstəkləyə bilməzdi və tənqidçilər dərhal bu açıq gen çatışmazlığına qapandılar və məsələn, nukleotid və amin turşusu biosintez edə bilən əsas komponentlərin əskik olduğuna işarə etdilər. Martin etiraf edir: "Bizim tam ribosomumuz belə yox idi".

            Bununla belə, onların metodologiyası LTG keçirmiş bütün genləri buraxmağı tələb edirdi, buna görə də ribosomal zülal LGT keçirsəydi, LUCA genləri siyahısına daxil olmazdı. Onlar həmçinin LUCA-nın çatışmayan genlərin, məsələn, amin turşularını sintez edə bilən molekulların funksiyalarını doldurmaq üçün ətraf mühitdəki molekullardan istifadə etməklə əldə edilə biləcəyini fərz etdilər. Martin deyir ki, həyatın təkamülünün bu erkən mərhələsində biokimya hələ də primitiv idi və həyatın mənşəyi və ilk hüceyrələr haqqında bütün nəzəriyyələr ətraf mühitdən kimyəvi sintezi birləşdirir.

            Bu 355 genin bizə söylədiyi şey, LUCA-nın hidrotermal ventilyasiyalarda yaşadığıdır. Düsseldorf komandasının təhlili göstərir ki, LUCA enerji mənbəyi kimi molekulyar hidrogendən istifadə edir. Hidrotermal ventilyasiyalarda serpentinləşmə çoxlu miqdarda molekulyar hidrogen istehsal edə bilər. Üstəlik, LUCA-da hidrotermal ventilyasiya dəlikləri də daxil olmaqla, yüksək temperaturlu mühitlərdə mövcud olan ekstremofillərdə bu gün rast gəlinən “əks giraz” adlı ferment yaratmaq üçün bir gen var.

            İki domenli ağac

            Eukaryotik təkamülün tədqiqi üzrə ixtisaslaşan Martin Embley deyir ki, son on ildə iki domenli ağacın həyata keçirilməsi, o cümlədən William Martin-in nəzəriyyəni irəlilətmək üçün etdiyi iş “sıçrayış” olub və onun necə inkişaf edəcəyinə dair geniş təsirləri var. erkən həyatın təkamülünü nəzərdən keçiririk. "Bazal parçalanmanın arxeya və bakteriyalar arasında olduğu iki sahəli həyat ağacı indi ən yaxşı dəstəklənən fərziyyədir" deyir.

            İlk arxeya və bakteriyaların çox güman ki, klostridiya (oksigenə dözümsüz anaeroblar) və metanogenlər olduğu geniş şəkildə qəbul edilir, çünki bugünkü müasir versiyalar LUCA ilə eyni xüsusiyyətlərə malikdir. Bu xüsusiyyətlərə oxşar əsas fiziologiya və hidrogen, karbon dioksid, azot və keçid metallarından asılılıq daxildir (metallar doldurulmamış elektron qabıqlarını karbon və azotla hibridləşdirərək kataliz verir). Bununla belə, əsas sual qalır: ilk eukariotlar necə idi və onlar həyat ağacına harada uyğun gəlirlər?

            Filogenetika göstərir ki, eukariotlar endosimbioz prosesi ilə təkamül keçirmişlər, burada arxaeal ev sahibi simbiontla, bu halda alfaproteobakteriyalar qrupuna aid bir bakteriya ilə birləşmişdir. Eukaryanın inkişafına səbəb olan xüsusi simbiozda bakteriyalar məhv edilməkdənsə, birtəhər öz arxeal ev sahibi içərisində inkişaf etməyə başladı. Beləliklə, bakteriyalar təkcə arxeya daxilində mövcud deyil, həm də ev sahiblərinə daha da böyüyür və getdikcə daha çox miqdarda DNT ehtiva edirdi. Təkamül dövrlərindən sonra simbiont bakteriyalar bu gün mitoxondriya kimi bildiyimiz şeyə çevrildi, onlar daha mürəkkəb eukaryotik hüceyrələr üçün enerji təmin edən kiçik batareyaya bənzər orqanoidlərdir. Nəticə etibarilə, eukariotlar həyat ağacının əsas qollarından biri deyil, sadəcə olaraq böyük bir qoludur.

            İsveçin Uppsala Universitetində Thijs Ettemanın rəhbərlik etdiyi bir qrup tərəfindən yazılmış Nature jurnalında bu yaxınlarda çıxan bir məqalə eukariotların təkamülünə daha çox işıq saldı. Şimali Atlantik Okeanında yerləşən, mərkəzi Qrenlandiya, İslandiya və Norveç arasında yerləşən, birlikdə Loki qalası kimi tanınan hidrotermal ventilyasiyalarda onlar yeni arxe filumunu tapdılar ki, onlar İskandinav tanrılarının səltənətinə uyğun olaraq "Asgard" super filumunu adlandırdılar.Super filumun içindəki ayrı-ayrı mikrob növləri daha sonra İskandinav tanrılarının adını aldı: Lokiarchaeota, Thorarchaeota, Odinarchaeota və Heimdallarchaeota. Bu super filum eukariotlara ən yaxın yaşayan qohumları təmsil edir və Ettemanın fərziyyəsi ondan ibarətdir ki, eukariotlar təxminən 2 milyard il əvvəl bu arxelərdən birindən və ya onların hazırda kəşf edilməmiş bir qardaşından təkamül keçiriblər.

            LUCA-ya bağlanır

            Əgər eukariotların yaranması tarixini təyin etmək və hətta onların təkamül etdikləri arxeya və bakteriyaların növlərini müəyyən etmək mümkün olsa, filogenetika LUCA-nın başlanğıcını və onun iki sahəyə bölünməsini də qeyd edə bilərmi?

            Qeyd etmək lazımdır ki, LUCA həyatın mənşəyi deyil. Həyatın ən erkən dəlilləri 3,7 milyard il əvvəl mikroblar tərəfindən qoyulmuş çöküntü təbəqələri olan stromatolitlər şəklindədir. Ehtimal ki, həyat bundan əvvəl də mövcud ola bilər. Bununla belə, LUCA-nın gəlişi və onun arxeya və bakteriyalara çevrilməsi 2 ilə 4 milyard il əvvəl istənilən nöqtədə baş verə bilərdi.

            Filogenetika bunu daraltmağa kömək edir, lakin Martin Embley analitik alətlərimizin hələ belə bir uğura qadir olduğuna əmin deyil. "Filogenetika ilə bağlı problem odur ki, filogenetik analiz etmək üçün istifadə olunan alətlər, təkamül zamanının bu qədər geniş diapazonunda molekulyar təkamülün mürəkkəbliklərini həll etmək üçün həqiqətən kifayət qədər mürəkkəb deyil" dedi. Embli hesab edir ki, bu səbəbdən üç domenli ağac fərziyyəsi bu qədər uzun müddət davam etdi - sadəcə olaraq, onu təkzib etmək üçün lazım olan alətlərimiz yox idi. Bununla belə, iki domen ağacının reallaşdırılması onu göstərir ki, indi bu problemləri həll etmək üçün daha yaxşı texnikalar hazırlanır.

            Bu üsullara laboratoriyada həyatın mənşəyi ilə bağlı eksperimentlərdə həyata keçirilən biokimyanın biologiyada baş verənlərin reallıqları ilə üst-üstə düşmə yollarının araşdırılması daxildir. Bu, Böyük Britaniyanın London Universitet Kollecində təkamülçü biokimyaçı Nik Leyn üçün narahatlıq doğurur. "Məncə, tənlikdə çatışmayan şey bioloji nöqteyi-nəzərdəndir" deyir. "Üzvi [birləşmələri] hazırlamaq çox asan görünür, lakin onları öz-özünə təşkil etmək daha çətindir, ona görə də kimyaçının nöqteyi-nəzərindən əsasən çatışmayan struktur sualları var."

            Məsələn, Lane laboratoriya təcrübələrinin müntəzəm olaraq siyanür kimi kimyəvi maddələrdən həyatın tikinti bloklarını necə qurduğunu və ya ultrabənövşəyi işığın ad hoc enerji mənbəyi kimi necə istifadə edildiyini, lakin heç bir məlum həyatın bu şeylərdən istifadə etmədiyini vurğulayır. Lane bunu laboratoriya biokimyası ilə biologiyanın reallıqları arasında əlaqə kimi görsə də, o, William (Bill) Martinin işinin real həyatdakı hidrotermal ventilyasiyalarda olan real biologiya və şərtlərə uyğun olaraq boşluğu doldurmağa kömək etdiyini vurğulayır. "Buna görə Billin LUCA-nı yenidən qurması çox həyəcanlıdır, çünki o, real dünya biologiyası ilə bu gözəl, müstəqil əlaqə yaradır" dedi Lane.

            Martin Embley deyir ki, biokimya qismən geologiya və onun daxilində həyat qurmaq üçün mövcud olan materiallardan qaynaqlanır. O, filogenetikanı cavab tapmaq üçün düzgün vasitə kimi görür və buna sübut kimi Wood-Ljungdahl karbon fiksasiya yolunu göstərir.

            Karbon fiksasiyası qeyri-üzvi karbonun götürülməsini və həyatda istifadə oluna bilən üzvi karbon birləşmələrinə çevrilməsini nəzərdə tutur. Frayburq Universitetində mikrobioloq Georg Fuchs tərəfindən bir çox onilliklər ərzində həyata keçirilən altı tanınmış karbon fiksasiya yolu var və iş göstərdi ki, Wood-Ljungdahl yolu bütün yollar arasında ən qədimidir və buna görə də ən çox ehtimal olunan yoldur. LUCA tərəfindən istifadə olunur. Həqiqətən, bu, Bill Martinin komandasının tapıntıları ilə təsdiqlənir.

            Sadə dillə desək, bakteriya və arxeya tərəfindən qəbul edilən Wood-Ljundahl yolu hidrogen və karbon dioksiddən başlayır və sonuncunun həyat tərəfindən istifadə edilə bilən karbon monoksit və qarışqa turşusuna çevrildiyini görür. Martin deyir: "Wood-Ljungdahl yolu qələvi hidrotermal mühitə işarə edir ki, bu da onun üçün lazım olan hər şeyi - strukturu, təbii proton gradientlərini, hidrogen və karbon dioksidi təmin edir". "Bu, geoloji konteksti bioloji ssenari ilə birləşdirir və yalnız bu yaxınlarda filogenetika bunu dəstəkləyə bildi."

            Astrobioloji təsirlər

            Həyatın mənşəyini və LUCA-nın kimliyini anlamaq təkcə Yerdə deyil, digər dünyalarda da həyatın mövcudluğunu izah etmək üçün çox vacibdir. LUCA-nın evi olan hidrotermal ventilyasiyalar günəş sistemimizdə olduqca geniş yayılmışdır. Lazım olanların hamısı qaya, su və geokimyəvi istilikdir. "Düşünürəm ki, əgər başqa yerdə həyat tapsaq, o, ən azı kimyəvi cəhətdən müasir həyata çox bənzəyəcək" dedi Martin.

            Qalın su-buz qabığı ilə örtülmüş geniş qlobal su okeanları ilə əhatə olunmuş qaya nüvələri olan aylar Xarici Günəş Sistemini doldurur. Yupiterin peyki Europa və Saturnun peyki Enceladus bəlkə də ən məşhurdur, lakin Saturnun peykləri Titan və Rhea, eləcə də cırtdan planet Pluton və bir çox digər Günəş Sistemi cisimlərində yeraltı okeanlara işarə edən sübutlar var. Bu yeraltı dənizlərin bəzilərinin mərtəbələrində onların ana planetləri ilə qravitasiya gelgit qarşılıqlı təsirindən gələn enerji ilə hidrotermal ventilyasiyaları təsəvvür etmək çətin deyil. Günəşin buz tavanından keçməməsinin əhəmiyyəti yoxdur - Martinin təsvir etdiyi LUCA növü də günəş işığına ehtiyac duymur.

            Martin deyir: "LUCA kağızımızın astrobioloji təsirləri arasında sizin işığa ehtiyacınız olmaması faktı var". "Həyatın mənşəyini idarə edən kimyəvi enerji, ilk hüceyrələri idarə edən kimyəvi enerji və bu gün Enselad kimi cisimlərdə mövcud olan kimyəvi enerjidir."

            Beləliklə, həyatın mənşəyi və LUCA-nın mövcudluğu ilə bağlı mənzərəmizi inkişaf etdirən kəşflər, həyatın Avropa və ya Enceladus kimi uzaq bir ərazidə praktiki olaraq eyni mühitdə asanlıqla mövcud ola biləcəyinə ümidlər yaradır. İndi LUCA-nın necə yaşadığını bildiyimizə görə, bu buzlu aylara gələcək missiyalar zamanı diqqət yetirməli olduğumuz həyat əlamətlərini bilirik.

            NASA Astrobiologiya Proqramından ən son xəbərlər, hadisələr və imkanlar əldə etmək üçün qeydiyyatdan keçin.



Şərhlər:

  1. Corrin

    Bəli, səni başa düşürəm. Bunda bir şey var və düşünürəm ki, bu əla bir fikirdir. Mən səninlə razıyam.

  2. Charleton

    Və sonsuza qədər uzaqda deyil :)

  3. Melvyn

    Uyğunsuz mövzu, mənim üçün maraqlıdır :)

  4. Moogura

    Məncə bu çox maraqlı bir mövzudur. Hər kəsin müzakirədə fəal iştirak etməsinə dəvət edirəm.

  5. Dubhglas

    Məncə səhv edirsən. Mən öz mövqeyimi müdafiə edə bilərəm. Mənə PM-ə yazın, danışarıq.



Mesaj yazmaq