Principales diferencias entre arqueas y bacterias
Las principales diferencias entre arqueas y bacterias se basan en aspectos moleculares-estructurales y metabólicos que desarrollaremos a continuación. El dominio Archaea agrupa taxonómicamente a microorganismos unicelulares que poseen morfología celular procariota (sin membrana nuclear, ni membranas de orgánulos citoplasmáticos), características que les asemeja a las bacterias.
Sin embargo, también existen rasgos que les separan, puesto que las arqueas están dotadas de mecanismos de adaptación muy particulares que les permiten vivir en ambientes de condiciones extremas.
El dominio bacteria contiene a las formas más abundantes de bacterias llamadas eubacterias, o verdaderas bacterias. Estas son también organismos unicelulares, microscópicos, procariontes, que viven en cualquier ambiente de condiciones moderadas.
Índice del artículo
- 1 Evolución de la taxonomía de estos grupos
- 2 Características diferenciales de Archaea y Bacteria
- 3 Referencias
En el siglo IV a.C., los seres vivos se clasificaban en solo dos grupos: animales y plantas. Van Leeuwenhoek, en el siglo XVII, utilizando un microscopio que él mismo había construido, pudo observar microorganismos que hasta ese momento habían sido invisibles y describió bajo la denominación de “animáculos” a protozoarios y bacterias.
En el siglo XVIII se incorporan los “animales microscópicos” a las clasificaciones sistemáticas de Carlos Linneo. A mitad del siglo XIX, un nuevo reino agrupa a las bacterias: Haeckel postuló una sistemática fundamentada en tres reinos; reino Plantae, reino Animalia y reino Protista, que agrupaba a microorganismos con núcleo (algas, protozoarios y hongos) y organismos sin núcleo (bacterias).
Desde esta fecha, varios biólogos han propuesto diferentes sistemas de clasificación (Chatton en 1937, Copeland en 1956, Whittaker en 1969) y los criterios para clasificar a los microrganismos, inicialmente fundamentados en diferencias morfológicas y en diferencias en tinción (tinción de Gram), pasaron a basarse en diferencias metabólicas y bioquímicas.
En 1990, Carl Woese aplicando técnicas moleculares de secuenciación en ácidos nucleicos (ácido ribonucleico ribosómico, ARNr), descubre que entre los microorganismos agrupados como bacterias, existían diferencias filogenéticas muy grandes.
Este descubrimiento evidenció que los procariontes no son un grupo monofilético (con un ancestro común) y Woese sugirió entonces tres dominios evolutivos que denominó: Archaea, Bacteria y Eukarya (organismos de células nucleadas).
Los organismos de Archaea y Bacteria, tienen características comunes en cuanto a que ambos son unicelulares libres o agregados. No poseen núcleo definido ni orgánulos, tienen tamaño celular entre 1 a 30μm en promedio.
Presentan diferencias significativas con respecto a la composición molecular de algunas estructuras y en la bioquímica de sus metabolismos.
Las especies de Bacteria, viven en una amplia gama de hábitats: han colonizado aguas salobres y dulces, medios fríos y calientes, terrenos pantanosos, sedimentos marinos y fisuras en rocas, y también pueden vivir en el aire atmosférico.
Pueden convivir con otros organismos dentro de tubos digestivos de insectos, moluscos y mamíferos, cavidades orales, vías respiratorias y urogenitales de mamíferos, y sangre de vertebrados.
También los microorganismos pertenecientes a Bacteria pueden ser parásitos, simbiontes o comensales de peces, raíces y tallos de plantas, de mamíferos; pueden asociarse con hongos de líquenes y con protozoarios. También pueden ser contaminantes de alimentos (carne, huevos, leche, mariscos, entre otros).
Las especies del grupo Archaea, poseen mecanismos de adaptación que posibilitan su vida en ambientes de condiciones extremas; pueden vivir a temperaturas por debajo de 0 °C y por encima de los 100 °C (temperatura que no soportan las bacterias), en pH alcalinos o ácidos extremos y concentraciones salinas mucho mayores que las del agua de mar.
Los organismos metanogénicos (que producen metano, CH4) también pertenecen al dominio Archaea.
La envoltura de las células procariontes, en general está formada por la membrana citoplasmática, la pared celular y la cápsula.
La membrana plasmática de los organismos del grupo Bacteria, no contiene colesterol, ni otros esteroides, sino ácidos grasos lineales unidos al glicerol por uniones tipo éster.
La membrana de los miembros de Archaea puede estar constituida por una bicapa o por una monocapa lipídica, que nunca contienen colesterol. Los fosfolípidos de la membrana están constituidos por hidrocarburos de cadena larga, ramificados y unidos al glicerol por uniones tipo éter.
En los organismos del grupo Bacteria, la pared celular está formada por peptidoglucanos o mureina. Los organismos de Archaea poseen paredes celulares que contienen pseudopéptidoglucano, glucoproteínas o proteínas, como adaptaciones a las extremas condiciones ambientales.
Adicionalmente pueden presentar una capa externa de proteínas y glucoproteínas, recubriendo a la pared.
El ARNr es un ácido nucleico que participa en la síntesis proteica –producción de las proteínas que requiere la célula para cumplir sus funciones y para su desarrollo-, dirigiendo los pasos intermedios de este proceso.
Las secuencias de nucleótidos en los ácidos ribonucleicos ribosómicos son diferentes en los organismos Archaea y Bacteria. Este hecho fue descubierto por Carl Woese en sus estudios de 1990, que dieron lugar a la separación en dos grupos diferentes a estos organismos.
Algunos integrantes del grupo Bacteria pueden producir estructuras de sobrevivencia llamadas endosporas. Cuando las condiciones del medio son muy adversas, las endosporas pueden mantener por años su viabilidad, con un metabolismo prácticamente nulo.
Estas esporas resisten extraordinariamente el calor, los ácidos, la radiación y agentes químicos diversos. En el grupo Archaea no se han reportado especies que formen endosporas.
Algunas bacterias poseen flagelos que les proporcionan movilidad; las espiroquetas tienen un filamento axial por medio del cual pueden moverse en medios líquidos, viscosos como lodos y humus.
Algunas bacterias púrpuras y verdes, cianobacterias y Archaea poseen vesículas de gas que les permiten movimiento por flotación. Las especies Archaea conocidas no presentan apéndices como flagelos o filamentos.
Dentro del dominio Bacteria, existen especies de cianobacterias que pueden efectuar fotosíntesis oxigénica (que produce oxígeno), ya que poseen clorofila y ficobilinas como pigmentos accesorios, compuestos captadores de la luz solar.
También este grupo contiene organismos que realizan fotosíntesis anoxigénica (que no produce oxígeno) a través de bacterioclorofilas que absorben la luz solar, como son: las bacterias rojas o purpúreas del azufre y rojas no sulfúreas, las bacterias verdes del azufre y verdes no sulfúreas.
En el dominio Archaea, no se han reportado especies fotosintéticas, pero el género Halobacterium, de halófitas extremas, es capaz de producir adenosín trifosfato (ATP), con uso de luz solar sin clorofila. Poseen el pigmento púrpura retinal, el cual se une a proteínas de la membrana y forma un complejo denominado bacteriorrodopsina.
El complejo bacteriorrodopsina absorbe energía de la luz solar y al liberarla puede bombear iones H+ al exterior celular y promover la fosforilación del ADP (adenosín difosfato) a ATP (adenosín trifosfato), de donde obtiene energía el microorganismo.
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