Perbedaan utama antara archaea dan bakteri didasarkan pada aspek struktur molekul dan metabolisme yang akan kita bahas di bawah ini. Domain Archaea secara taksonomi mengelompokkan mikroorganisme uniseluler yang memiliki morfologi sel prokariotik (tanpa membran inti atau membran organel sitoplasma), karakteristik yang menyerupai bakteri.
Namun, ada juga sifat yang memisahkan mereka, karena archaea diberkahi dengan mekanisme adaptasi yang sangat khusus yang memungkinkan mereka untuk hidup di lingkungan dengan kondisi ekstrim .
Gambar 1. Bakteri Escherichia coli. Sumber: NIAID [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], melalui Wikimedia Commons
Domain bakteri mengandung bentuk bakteri paling melimpah yang disebut eubacteria, atau bakteri sejati. Ini juga uniseluler, organisme mikroskopis, prokariota, yang hidup di lingkungan apa pun dengan kondisi sedang .
Indeks artikel
Evolusi taksonomi kelompok-kelompok ini
Pada abad ke-4 SM, makhluk hidup hanya diklasifikasikan menjadi dua kelompok: hewan dan tumbuhan . Van Leeuwenhoek, pada abad ketujuh belas, menggunakan mikroskop yang ia buat sendiri, mampu mengamati mikroorganisme yang sampai saat itu tidak terlihat dan menggambarkan protozoa dan bakteri dengan nama “animáculos”.
Pada abad ke-18, “hewan mikroskopis” dimasukkan ke dalam klasifikasi sistematis Carlos Linnaeus. Pada pertengahan abad kesembilan belas, sebuah kingdom baru mengelompokkan bakteri: Haeckel mendalilkan sistematik berdasarkan tiga kingdom; kingdom Plantae, kingdom Animalia, dan kingdom Protista , yang mengelompokkan mikroorganisme dengan nukleus (alga, protozoa, dan jamur) dan organisme tanpa nukleus (bakteri).
Sejak saat ini, beberapa ahli biologi telah mengusulkan sistem klasifikasi yang berbeda (Chatton pada tahun 1937, Copeland pada tahun 1956, Whittaker pada tahun 1969) dan kriteria untuk mengklasifikasikan mikroorganisme, awalnya berdasarkan perbedaan morfologi dan perbedaan pewarnaan (pewarnaan Gram), mereka menjadi berdasarkan metabolisme. dan perbedaan biokimia.
Pada tahun 1990, Carl Woese, yang menerapkan teknik sekuensing molekuler pada asam nukleat (ribosomal ribonucleic acid, rRNA), menemukan bahwa di antara mikroorganisme yang dikelompokkan sebagai bakteri, terdapat perbedaan filogenetik yang sangat besar.
Penemuan ini menunjukkan bahwa prokariota bukanlah kelompok monofiletik (dengan nenek moyang yang sama) dan Woese kemudian menyarankan tiga domain evolusi yang dia beri nama: Archaea, Bakteri dan Eukarya (organisme sel berinti).
Perbedaan karakteristik Archaea dan Bakteri
Organisme Archaea dan Bakteri memiliki ciri-ciri yang sama yaitu keduanya uniseluler, bebas atau teragregasi. Mereka tidak memiliki nukleus atau organel yang pasti, mereka memiliki ukuran sel rata-rata antara 1 hingga 30μm.
Mereka menyajikan perbedaan yang signifikan sehubungan dengan komposisi molekul beberapa struktur dan dalam biokimia metabolisme mereka.
Habitat
Spesies bakteri hidup di berbagai habitat: mereka telah menjajah air payau dan air tawar, lingkungan panas dan dingin, tanah berawa, sedimen laut dan celah batu, dan mereka juga dapat hidup di udara atmosfer .
Mereka dapat hidup berdampingan dengan organisme lain di dalam saluran pencernaan serangga, moluska dan mamalia, rongga mulut, saluran pernapasan dan saluran urogenital mamalia, dan darah vertebrata .
Gambar 2. Mata air panas, habitat ekstrim tempat organisme dari kelompok Archaea mendiami, yang biasanya memberi mereka warna-warna cerah. Sumber: CNX OpenStax melalui wikipedia
Juga mikroorganisme yang termasuk dalam Bakteri dapat berupa parasit, simbion atau komensal pada ikan, akar dan batang tumbuhan , mamalia; mereka dapat dikaitkan dengan jamur lumut dan protozoa. Mereka juga bisa menjadi kontaminan makanan (daging, telur, susu, makanan laut, antara lain).
Spesies dari kelompok Archaea memiliki mekanisme adaptasi yang memungkinkan hidupnya di lingkungan dengan kondisi ekstrim; Mereka dapat hidup pada suhu di bawah 0 ° C dan di atas 100 ° C (suhu yang tidak dapat ditanggung oleh bakteri), dalam pH basa atau asam yang ekstrem dan konsentrasi garam yang jauh lebih tinggi daripada air laut.
Organisme metanogenik (yang menghasilkan metana, CH 4 ) juga termasuk dalam domain Archaea.
Membran plasma
Selubung sel prokariotik umumnya dibentuk oleh membran sitoplasma, dinding sel dan kapsul.
Membran plasma organisme dari kelompok Bakteri tidak mengandung kolesterol atau steroid lainnya, melainkan asam lemak linier yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan tipe ester.
Membran anggota Archaea dapat dibentuk oleh bilayer atau oleh monolayer lipid, yang tidak pernah mengandung kolesterol. Fosfolipid membran terdiri dari rantai panjang, hidrokarbon bercabang yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan tipe eter.
Dinding seluler
Pada organisme dari kelompok Bakteri, dinding sel terdiri dari peptidoglikan atau murein. Organisme Archaea memiliki dinding sel yang mengandung pseudopeptidoglikan, glikoprotein atau protein, sebagai adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim.
Selain itu, mereka dapat menghadirkan lapisan luar protein dan glikoprotein, menutupi dinding.
Asam ribonukleat ribosom (rRNA)
rRNA adalah asam nukleat yang berpartisipasi dalam sintesis protein – produksi protein yang dibutuhkan sel untuk memenuhi fungsinya dan untuk perkembangannya –, mengarahkan langkah-langkah perantara dari proses ini.
Urutan nukleotida dalam asam ribonukleat ribosom berbeda pada organisme Archaea dan Bakteri. Fakta ini ditemukan oleh Carl Woese dalam studinya tahun 1990, yang menghasilkan pemisahan menjadi dua kelompok yang berbeda dari organisme ini .
Produksi endospora
Beberapa anggota kelompok Bakteri dapat menghasilkan struktur kelangsungan hidup yang disebut endospora. Ketika kondisi lingkungan sangat buruk, endospora dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya selama bertahun-tahun, dengan metabolisme hampir nol.
Spora ini sangat tahan terhadap panas, asam, radiasi, dan berbagai bahan kimia. Dalam kelompok Archaea, tidak ada spesies yang membentuk endospora telah dilaporkan .
Pergerakan
Beberapa bakteri memiliki flagela yang memberikan mobilitas; spirochetes memiliki filamen aksial yang dengannya mereka dapat bergerak dalam media cair dan kental seperti lumpur dan humus.
Beberapa bakteri ungu dan hijau, cyanobacteria, dan Archaea memiliki vesikel gas yang memungkinkan mereka bergerak dengan mengapung. Spesies Archaea yang dikenal tidak memiliki pelengkap seperti flagela atau filamen.
Gambar 3. Río Tinto, lingkungan ekstrem di Huelva, Spanyol tempat Arqueas dari genus Metallosphaera dan Sulfolobus berkembang. Sumber: Riotinto2006 [Domain publik], dari Wikimedia Commons
Fotosintesis
Dalam domain Bakteri, ada spesies cyanobacteria yang dapat melakukan fotosintesis oksigen (yang menghasilkan oksigen), karena mereka memiliki klorofil dan fikobilin sebagai pigmen aksesori, senyawa yang menangkap sinar matahari.
Golongan ini juga mengandung organisme yang melakukan fotosintesis anoksigenik (yang tidak menghasilkan oksigen) melalui bakterioklorofil yang menyerap sinar matahari, seperti: bakteri sulfur merah atau ungu dan bakteri non-sulfur merah, bakteri sulfur hijau dan non-sulfur hijau.
Dalam domain Archaea, tidak ada spesies fotosintesis yang dilaporkan, tetapi genus Halobacterium , dari halofit ekstrim, mampu menghasilkan adenosin trifosfat ( ATP ), dengan menggunakan sinar matahari tanpa klorofil. Mereka memiliki pigmen ungu retina, yang mengikat protein membran dan membentuk kompleks yang disebut bacteriorhodopsin.
Kompleks bakteriorhodopsin menyerap energi dari sinar matahari dan ketika dilepaskan dapat memompa ion H + ke luar sel dan mempromosikan fosforilasi ADP (adenosin difosfat) menjadi ATP (adenosin trifosfat), dari mana mikroorganisme memperoleh energi.
Referensi
- Barraclough TG dan Nee, S. (2001). Filogenetik dan spesiasi. Tren Ekologi dan Evolusi. 16: 391-399.
- Doolittle, WF (1999). Klasifikasi filogenetik dan pohon universal. Sains. 284: 2124-2128.
- Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. dan Raoult, D. (2018). Analisis Filogenomik -laktamase pada Archaea dan Bakteri Memungkinkan Identifikasi Anggota Baru yang Diduga. Biologi dan Evolusi Genom. 10 (4): 1106-1114. Biologi dan Evolusi Genom. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
- Whittaker, RH (1969). Konsep baru kingdom organisme. Sains. 163: 150-161.
- Celakalah, CR, Kandler, O. dan Wheelis, ML (1990). Menuju sistem alami organisme: proposal untuk domain Archaea, Bakteri dan Eukarya. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Alam. PENGGUNAAN 87: 45-76.
