7.8C: Características compartidas de arqueas y eucariotas

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Las arqueas poseen genes y varias vías metabólicas que están más estrechamente relacionadas con las de los eucariotas que con los procariotas.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir las similitudes entre arqueas, eucariotas y bacterias

Claves para llevar

Puntos Clave

Las arqueas exhiben una gran variedad de reacciones químicas en su metabolismo y utilizan muchas fuentes de energía.
La energía liberada genera adenosina trifosfato (ATP) a través de la quimioósmosis, en el mismo proceso básico que ocurre en la mitocondria de las células eucariotas.
Los cromosomas se replican desde múltiples puntos de partida (orígenes de replicación) utilizando ADN polimerasas que se asemejan a las enzimas eucariotas equivalentes.

Términos Clave

eucariota: Cualquiera de los organismos unicelulares o multicelulares, del dominio taxonómico Eukaryota, cuyas células contienen al menos un núcleo distinto.
mitocondrias: un orgánulo esférico u ovoide que se encuentra en el citoplasma de las células eucariotas, contiene material genético separado del del huésped; es responsable de la conversión de los alimentos en energía utilizable en forma de ATP
arqueas: un dominio taxonómico de organismos unicelulares que carecen de núcleos que provienen fundamentalmente de bacterias.
metabolismo: El conjunto completo de reacciones químicas que ocurren en las células vivas.

La relación evolutiva entre arqueas y eucariotas sigue sin estar clara. Aparte de las similitudes en la estructura y función celular que se discuten a continuación, muchos árboles genéticos agrupan a los dos.

imagen — Figura: **Archaea y otros dominios**: Árbol filogenético que muestra la relación entre las Archaea y otros dominios de la vida. Los eucariotas son de color rojo, arqueas verdes y bacterias azules.

Los factores complicadores incluyen afirmaciones de que la relación entre eucariotas y el filo arqueal Crenarchaeota es más cercana que la relación entre Euryarchaeota y el filo Crenarchaeota, y la presencia de genes arqueológicos en ciertas bacterias, como Thermotoga maritima, a partir de la transferencia génica horizontal. La hipótesis principal es que el antepasado de los eucariotas divergió temprano de las Archaea, y que los eucariotas surgieron a través de la fusión de una arquea y una eubacteria, que se convirtieron en el núcleo y el citoplasma. Esto explica diversas similitudes genéticas pero se encuentra con dificultades a la hora de explicar la estructura celular.

A pesar de esta similitud visual con las bacterias, las arqueas poseen genes y varias vías metabólicas que están más estrechamente relacionadas con las de los eucariotas, notablemente las enzimas involucradas en la transcripción y traducción.

Las arqueas exhiben una gran variedad de reacciones químicas en su metabolismo y utilizan muchas fuentes de energía. Estas reacciones se clasifican en grupos nutricionales, dependiendo de las fuentes de energía y carbono. Algunas arqueas obtienen energía de compuestos inorgánicos como el azufre o el amoníaco (son litotrofas). Estos incluyen nitrificadores, metanógenos y oxidantes anaerobios de metano. En estas reacciones, un compuesto pasa electrones a otro (en una reacción redox), liberando energía para alimentar las actividades de la célula. Un compuesto actúa como donador de electrones y otro como aceptor de electrones. La energía liberada genera adenosina trifosfato (ATP) a través de la quimioósmosis, en el mismo proceso básico que ocurre en la mitocondria de las células eucariotas.

Los cromosomas se replican desde múltiples puntos de partida (orígenes de replicación) utilizando ADN polimerasas que se asemejan a las enzimas eucariotas equivalentes. Sin embargo, las proteínas que dirigen la división celular, como la proteína FtsZ, que forma un anillo de contracción alrededor de la célula, y los componentes del tabique que se construye a través del centro de la célula, son similares a sus equivalentes bacterianos.

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