Arheji

Arheji Archaea
Arheji Halobacteria sp. (Šūnas garums apmēram 5 μm).
Klasifikācija Valsts Arheji (Archaea)
Iedalījums Baktēriju iedalījums pēc tipiem: Crenarchaeota Euryarchaeota Korarchaeota Nanoarchaeota Thaumarchaeota

Arheji jeb arhebaktērijas (latīņu: Archaea, Archaebacteria) ir īpašs domēns (pēc Karla Vouza trīs domēnu sistēmas). Arheji ir vienšūnu prokarioti, kas molekulārā līmenī būtiski atšķiras gan no baktērijām, gan no eikariotiem. Atšķirības ir vērojamas olbaltumvielu sintēzes komponentēs, šūnu sieniņu struktūrā, bioķīmijā (tikai starp arhjiem ir sastopami metanogēni), kā arī noturībā pret ārējās vides faktoriem. Lielākā to daļa ir hemoautotrofi. Starp arhejiem (pēc 2003. gada datiem) ir zināms tikai viens parazītiskais organisms — Nanoarchaeum equitans. Pēc zinātnieku aplēsēm tiek uzskatīts, ka summārā arheju biomasa uz planētas (10¹⁴ tonnas) pārsniedz visu pārējo dzīvības formu aprēķināto biomasu (2,4×10¹² tonnas).

Atklāšanas vēsture

Atšķirības starp arhejiem un citām baktērijām 1977. gadā atklāja ASV zinatnieku grupa Karla Vouza vadībā, veicot 16S rRNS salīdzinošo analīzi. Mikroskopā vizuāli nav iespējams atrast kādas atšķirības starp arhejiem un baktērijām. Arheji ir tuvi baktēriju grampozitīvajām formām, vairojas, līdzīgi baktērijām, bināri daloties, pumpurojoties vai fragmentējoties.

Morfoloģija

Arheju šūnu izmēri ir līdzīgi lielakajai prokariotu daļai, vidējais diametrs - apm. 1 μm. Vissīkākie starp arhejiem sugas Nanoarchaeum equitans parstāvji ir 0,4 μm lieli. Šūnu forma ir visdažādākā. Sastopamas ir sfēriskas, iegarenas, spirāliskas, trīsstūrveida un taisnstūra formas; daudziem ir viciņas, kuru sastāvā, atšķirībā no baktērijām, ietilpst vairāku veidu flagellīni. Arheji nespēj sintezēt sarežģītus hidrolītiskus fermentus. Tāpēc tie lielākoties spēj pārstrādāt tikai vienkāršākās orgāniskās vielas. Tomēr tie spēj eksistēt daudz plašākā ārējās vides diapazonā un mazāk no tās ir atkarīgi.

Bez 16S rRNS arhejiem ir arī citas unikālas īpatnības:

• Daudzas arheju šūnu sieniņu makromolekulas ir unikālas, bet tomēr tām nav baktērijām raksturīgā peptidoglikāna jeb mureīna. To funkcijas veic pēc uzbūves atšķirīgais pseidomureīns. Tāpēc arheji ir nejūtīgi pret penicilīnu u.c. antibiotikām, kuras bloķē peptidoglikāna sintēzi.

• Membrānu lipīdi veidoti ne no glicerīna un taukskābēm, kā tas ir baktērijām un eikariotiem, bet no glicerīna un terpentinīdu spirtiem.

• Ģenētiskajam materiālam ir virkne īpašību, kas arhejus tuvina eikariotiem (piemēram intronu klātbūtne).

• Pēc izmēriem ribosomas ir līdzīgas bakteriju ribosomām, bet pēc formas - eikariotu ribosomām. Virkne ribosomu olbaltumvielu ir unikālas.

Ekoloģija

Krāsaino termofīlo arheju plankumi (Jeloustonas nacionalais parks, ASV)

Arheji ir plaši izplatīti apkārtējā vidē, tajā skaita aizņemot nišas, kuras nav pieejamas citām dzīvības formām. karstajos avotos dzīvo arheji - termofīli, kas ir noturīgi temperatūrās +45..+113 °С; alkalofīli savukārt dzīvo sārmainā vidē (pH 9—11). Barofīli iztur 700 atm. spiedienu, halofīli dzīvo sāls šķīdumos ar NaCl koncentrāciju 25—30%. Kserofīli izdzīvo pie minimāla mitruma līmeņa.

Arheji ir izplatīti kalnu iežos līdz 1000—1600 m zem jūras līmeņa. Tur dzīvo kā heterotrofās sugas, kuras par oglekļa avotu izmanto ogļūdeņražus, tā arī hemoautotrofās metānoksidējošās sugas.