Arkeler Nedir, Özellikleri Nelerdir?

Arkeler kelimesi, eski Yunancadan türetilmiştir ve bakteri ve ökaryotlardan farklı bir grup tek hücreli organizmayı ifade eder. Fosil ve genetik kanıtlar, Dünya üzerindeki ilk canlı organizmaların modern arkelere en çok benzediğini gösteriyor. Arkeler çok çeşitli habitatlarda bulunsa da, alan en çok aşırı çevre koşullarında gelişen üyeler için dikkate değerdir.

Tüm hücreler ya prokaryotik ya da ökaryotiktir. Prokaryotlar, iç zarları olmayan tek hücreli organizmalardır, ökaryotlar ise zara bağlı organeller ve çekirdekler içeren hücrelere sahip organizmalardır. İlk olarak 1977’de Carl Woese tarafından önerilen hücresel yaşamın modern sınıflandırma sistemi, organizmaları üç alandan birine ayırır. Her alan, tek bir ortak atadan gelen farklı bir evrimsel soyu temsil eder ve ortak, farklı hücresel yapısal, moleküler ve kimyasal özelliklere sahip organizmaları içerir. Yaşamın üç alanı Bakteriler, Ökarya ve Arkea’dır. 1990’da resmi olarak tanınan organizmalar, ribozomal RNA sekansı ve benzersiz hücre zarı bileşimi temelinde Arkeler alanına yerleştirildi. Şu anda, bu alanda tanımlanmış 400’den fazla tür var.

Etki Alanlarının Karşılaştırılması Arkeler, Bacteria ve Eukarya

Arkeler alanındaki organizmalar, diğer alanlardakilerle aynı özellikleri paylaşır. Arkea ve bakteriler, benzer hücre yapılarına ve metabolik yollara sahip tek hücreli prokaryotlar iken, arkea ve ökaryotlar genetik olarak daha benzerdir. Ek olarak, Arkeler ve Eukarya alanlarının üyeleri, DNA replikasyonu ve gen ekspresyonu için benzer mekanizmalara sahiptir.

Arkeler Özellikleri

Çoğu bakteri ve ökaryottan farklı olarak arkealar, aşırı sıcaklık, pH ve tuzluluk gibi zorlu ortamlarda gelişirler. Ek olarak, Arkeler alanı, üyelerinin çeşitli ekolojik nişlerine benzersiz genotipik ve fenotipik adaptasyonlar ile bakteri ve ökaryotlardan daha da ayrılır.

Ribozomal RNA: Tüm hücreler, protein alt birimlerinden ve RNA’dan oluşan ribozomlar içerir. Bakteri ve arkelerdeki küçük alt birim ribozomal RNA’nın (16S) analizi, iki soyun evrimsel olarak farklılaştığını ortaya çıkardı ve Arkeler alanını oluşturmak için kullanıldı. Daha ileri analiz, yaşamın üç alanının soybilimsel olarak eşit uzaklıkta olduğunu gösterdi ve arkeal ribozomal RNA’nın ökaryotik ribozomal RNA’ya bakteriyel ribozomal RNA’dan daha homolog olduğunu gösterdi.

Genom: Arkeal genomlardaki kodlama dizilerinin yaklaşık %15’i bakteri veya ökaryotlarda mevcut değildir.

Hücre duvarı: Bakteriyel hücre duvarları peptidoglikandan oluşur ve ökaryotik hücre duvarları kitin veya selülozdan yapılır. Buna karşılık, arkelerin hücre duvarlarında polisakkaritler, glikoproteinler, protein bazlı S-katmanları ve psödomürein gibi çeşitli bileşenler bulunur.

Hücre zarı: Arkeal hücre zarları, L-gliserol eterleri içerir ve izoprenoidlerden sentezlenen fosfolipidler içerebilir. Buna karşılık, ökaryotların ve bakterilerin hücre zarları, yağ asitlerinden sentezlenen D-gliserol esterleri ve fosfolipitler içerir. Arkeler alanındaki benzersiz hücre zarı yapısı, yüksek sıcaklık ve yüksek tuz habitatlarına bir adaptasyondur.

Antibiyotik Direnci ve Duyarlılığı: Hücre duvarı ve ribozomlardaki büyük farklılıklarla uyumlu olarak arkeler, bakterilerde bu hücre bileşenlerini hedef alan antibiyotiklere dirençlidir. Arkeler, penisilin ve polimiksinler dahil peptidoglikan sentezini hedefleyen antibiyotiklere ve streptomisin ve kanamisin dahil 16S ribozomal RNA’yı bağlayarak bakteriyel protein sentezini hedefleyen antibiyotiklere dirençlidir. Ayrıca arkeler, kinolon ve novobiyosin gibi prokaryotik DNA’yı hedef alan antibiyotiklere duyarlıdır. Ek olarak arkeler, arkeler tarafından üretilen ve hem bakterilere hem de ökaryotlara karşı etkili olan antimikrobiyal maddelere karşı hassastır.

Viral Enfeksiyon: Bilinen 65 arkeal virüsün çoğu, çift sarmallı DNA virüsleridir. Arkeler özgü bir konak yelpazesine sahip olan virüsler, aşırı çevre koşullarına da adaptasyonlara sahiptir.