Blog de Biologia CMPA 201 2020: Material sobre arqueias

Resumo sobre arqueias:

1) Diferença entre as arqueias (arqueobactérias) e bactérias (eubactérias):

Até algum tempo atrás, as arqueias eram classificadas junto às bactérias no reino Monera pois, em questão de estrutura, eram seres parecidos quando se leva em consideração que os dois grupos apresentam seres unicelulares e procariontes (sem carioteca).

A separação das bactérias em bactérias verdadeiras (eubactérias) e bactérias "antigas" (arqueobactérias) já vinha sido proposta tendo em vista algumas diferenças estruturais entre os dois grupos, enquanto as bactérias verdadeiras apresentavam parede celular, as arqueias não tinham esta estrutura. Esta proposta é reforçada pela análise dos genomas destes seres pelo microbiólogo Carl Woese, que, por meio de sua pesquisa, chegou à conclusão de que as arqueias estão mais próximas dos eucariontes do que estão das bactérias. Surge aí, então, a proposta de divisão dos seres vivos em três divisões: "Eukarya" para os eucariontes, "Archaea" para as arqueias e "Bacteria" para as bactérias.

Outro aspecto importante observado nas arqueias que as diferenciam das bactérias é o caráter extremófilo destes seres. Embora as bactérias consigam viver em ambientes diversos, as arqueias possuem uma maior afinidade por locais a temperaturas extremamente altas e com elevada acidez e concentração de sais.

2) Definição: considerando a comparação entre bactérias e arqueias, é possível destacar alguns dos traços que descrevem as arqueias:

São criaturas unicelulares procarióticas (sem carioteca), portanto, sem organelas membranosas.

Não apresentam parede celular de peptidioglicanos.

São criaturas extremófilas, isto é, têm afinidade por ambientes com condições extremas (temperaturas, acidez e concentração de sais muito elevadas).

Estão, evolutivamente, mais próximas dos seres eucariontes do que as bactérias.

3) Estrutura: de forma geral, a estrutura celular das arqueias é praticamente similar à das bactérias, porém, como já foi dito antes, se diferencia pela ausência de uma parede celular de peptidioglicanos:

Material genético: molécula de DNA circular dispersa no citoplasma celular. Assim como as bactérias, moléculas extras de DNA na forma dos plasmídeos também estão presentes.

Ribossomos: uma das únicas organelas presentes em células procarióticas, responsável por fazer a síntese proteica.

Membrana plasmática: as arqueias apresentam moléculas e compostos incomuns em outras células que ajudam a manter a estabilidade da estrutura, o que é necessário para a célula sobreviver em ambientes com condições extremas. Alguns exemplos destes compostos e interações seriam as ligações éster com cadeias de isoprenos ramificados e a presença de anéis de ciclopentano.

Parede celular: embora a estrutura como é encontrada na bactéria (composta de peptidioglicanos) não esteja presente nas arqueias, algumas espécies deste grupo possuem paredes compostas por substâncias parecidas com o peptidioglicano.

Flagelos e pili: cumprem as mesmas funções que tinham nas bactérias (locomoção, adesão ao substrato e realizar a troca de material genético durante o processo de conjugação).

Assim como as bactérias, as arqueias podem ter diversas formas - esferas, bastonetes, espirais, etc.

4) Reprodução: por serem seres unicelulares, as arqueias se reproduzem por métodos similares ao das bactérias, isto é, por meio de fissão binária (a célula se divide em duas, gerando duas células que são cópias uma da outra). As arqueias também podem passar pelo processo de conjugação, em que incorporam material genético de fora, provocando a variação de seu genoma.

5) Metabolismo: a maioria das arqueias é autotrófica quimiossintetizante, ou seja, usam a energia de compostos inorgânicos para formar compostos orgânicos. Ambientes como as fontes termais submarinas liberam grandes quantidades de compostos inorgânicos (como o ácido sulfúrico), o que explica o fato das arqueias se concentrarem nestes ambientes. Aí se encontra mais uma diferença entre arqueias e bactérias, tendo em vista que as bactérias podem obter energia de diversas outras maneiras além da quimiossíntese (fotossíntese, decomposição, parasitismo, etc.).

6) Tipos:

Halófilas: arqueias que têm afinidade por ambientes repletos de sais.

Termófilas: arqueias que vivem em condições de temperaturas muito elevadas como fendas vulcânicas.

Metanogênicas: arqueias anaeróbias que podem viver no interior dos tratos digestórios de outros seres vivos, auxiliando no processo de digestão, ou em ambientes como pântanos. Através de seus processos metabólicos, liberam o gás metano (por isso metanogênicas).

7) Classificações:

As arqueias costumam ser divididas em três grupos principais:

Crenarchaeota: compreende a maior parte dos procariotos marinhos e é termófila, podendo viver em ambientes com temperaturas que beiram os 120 graus Celsius. Acredita-se que as crenarqueotas são as arqueias com estruturas mais parecidas com as dos seres eucarionte, portanto, é possível que esta vertente das arqueias seja o mais próximo do ancestral do domínio Eukarya.

Euryarchaeota: corresponde às arqueias metanogênicas, isto é, arqueias que liberam o gás metano em seu processo quimiossintético, e às arqueias halófilas, que têm afinidade por ambientes concentrados de sais (como o Mar Morto, por exemplo).

Korarchaeota: grupo proposto que reúne uma menor quantidade de arqueias termófilas que foram distinguidas das crenarqueotas e das euriarqueotas simplesmente por algumas diferenças em seu material genético.