Archaea y Bacteria: Diferencias y similitudes
Archaea contra bacterias
La vida en la Tierra se divide en tres amplios dominios (o ramas): Eukarya, Archaea y Bacteria . Durante muchos años, las arqueas y las bacterias se consideraron parte del mismo reino taxonómico porque ambas se consideraban organismos procarióticos sin núcleo. Sin embargo, los científicos descubrieron en investigaciones posteriores que las arqueas poseen distintas diferencias moleculares de las bacterias. Los análisis genéticos también han revelado que Domain Archaea y Eukarya comparten una relación filogenética más cercana entre sí que con Domain Bacteria.
El dominio Archaea consiste en organismos procarióticos que se adaptan a la vida en una variedad de condiciones tanto estándar como extremas. Si bien algunas especies de arqueas viven en ambientes de agua dulce, otras son capaces de vivir en condiciones consideradas hostiles para los organismos vivos, como ambientes con alta salinidad, acidez, presión y temperatura. Otras especies de arqueas también pueden sobrevivir en entornos anaeróbicos y llenos de metano.
Como las arqueas, las bacterias son organismos procariotas, unicelulares (unicelulares). Aunque son capaces de vivir en una variedad de hábitats, incluidos algunos con condiciones extremas, las bacterias generalmente están más limitadas por los tipos de entornos en los que pueden sobrevivir y reproducirse. Algunas especies bacterianas también son responsables de causar enfermedades en humanos y otros animales.
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Esta lección examinará algunas de las similitudes y diferencias entre las arqueas y las bacterias en términos de su estructura, metabolismo y características.
¿En qué se parecen los organismos en los dominios de bacterias y arqueas?
Cuando se observa bajo un microscopio, tanto las especies arqueicas como las bacterianas son similares en apariencia. Estas similitudes visuales contribuyeron a su clasificación en un solo grupo antes del advenimiento de las tecnologías modernas de investigación y obtención de imágenes moleculares. Aunque la investigación posterior demuestra claramente las diferencias genéticas entre el dominio Archaea y Bacteria, existen numerosas similitudes entre estos dos grupos. Por ejemplo, tanto las arqueas como las bacterias se pueden caracterizar como:
- Procariota
- Unicelular
- Sin núcleos
- Sin orgánulos
- Poseer un solo ADN circular
- Reproducción por fisión (en la que una célula madre se divide en dos células hijas)
- Poseer una pared celular
- Tener flagelos
Aunque tanto los arqueos como las bacterias son capaces de vivir en condiciones extremas (extremófilos), las especies de arqueos se asocian típicamente con hábitats más extremos, como respiraderos térmicos en el fondo del océano o manantiales ricos en azufre. Algunos ejemplos de especies arcaicas incluyen Halococcus, Halobacterium, Pyrococcus y Methanococcus. Los nombres de las especies de estos organismos a menudo son indicativos de los entornos en los que viven, ya sea de alta salinidad (“halo”) o alta de metano (“metano”). Si bien los nombres de estas especies arcaicas pueden no ser familiares para los individuos, muchas especies bacterianas, como E. coli , Salmonella ,
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¿En qué se diferencian las arqueas y las bacterias?
Aunque las arqueas y las bacterias son visualmente similares, los dos dominios poseen una serie de importantes diferencias estructurales y funcionales.
Por ejemplo, si bien hay componentes conservados de proteínas de ARNr (proteínas r) que se encuentran en todos los eucariotas, arqueas y bacterias, las arqueas poseen proteínas r que son exclusivas de su dominio. Además, mientras que los arqueos y los eucariotas comparten proteínas r comunes, las arqueas y las bacterias no poseen proteínas r compartidas. Esto resalta aún más cómo el dominio Archaea está más relacionado con los eucariotas que con las bacterias. Otra diferencia clave entre los arqueos y las bacterias está en el número de polimerasas de ARN. Al igual que los eucariotas, los arqueos tienen tres ARN polimerasas. Por el contrario, las bacterias tienen uno.
Otras diferencias genéticas importantes incluyen:
- Los arqueos carecen de timina en el ARNt; por contrato, las bacterias tienen timina en su ARNt.
- El ADN arcaico tiene intrones; el ADN bacteriano no lo hace.
- La ARN polimerasa de Archaean contiene 10 subunidades, mientras que la ARN polimerasa bacteriana tiene solo 4 subunidades.
Las arqueas y las bacterias también tienen diferencias significativas en cuanto a la construcción de sus paredes celulares. La pared celular de las arqueas carece de peptidoglicano, lo que las hace menos susceptibles a la actividad de los antibióticos. La membrana celular arquea está compuesta de lípidos conectados por enlaces de éter entre las cadenas principales de glicerol. Las bacterias, sin embargo, poseen paredes celulares hechas de peptidoglicano, un polímero hecho de proteínas y carbohidratos, además de membranas celulares compuestas de lípidos unidos por enlaces éster entre ácidos grasos. La presencia de peptidoglicano en la pared celular bacteriana las hace susceptibles a los antibióticos.
Otra diferencia entre arqueas y bacterias está en el método de reproducción utilizado por ambos dominios … Si bien tanto las arqueas como las bacterias son capaces de reproducirse asexualmente por fisión, las arqueas también pueden fragmentarse y brotar. Las bacterias poseen la adaptación única en la que pueden formar endosporas que les permiten sobrevivir en ambientes con condiciones desfavorables.
En términos de metabolismo, las arqueas utilizan una variedad de vías modificadas para producir energía. En lugar de depender de la glucólisis y el ciclo de Calvin, los arqueanos utilizan la vía Entner-Doudoroff, una modificación de la glucólisis, para producir energía. Las arqueas también son capaces de producir metano para el crecimiento, un aspecto del metabolismo que es exclusivo de las arqueas. Las bacterias, por el contrario, utilizan tanto la glucólisis como el ciclo de Calvin para producir energía y compuestos orgánicos.
Aunque tanto los arqueos como las bacterias están presentes en todo el cuerpo humano, se considera que los arqueos no tienen patogenicidad en humanos, mientras que las bacterias son capaces de causar enfermedades importantes como faringitis estreptocócica, intoxicación alimentaria e infecciones de transmisión sexual.
Comparación y contraste de bacterias y arqueas
Algunas de estas similitudes y diferencias entre arqueas y bacterias se destacan en la siguiente tabla:
| Arqueas | Bacterias | |
| Pared celular | sí | sí |
| Peptidoglicano | No | sí |
| Membrana celular | enlace de éter | enlace éster |
| Glucólisis | No | sí |
| ciclo de Calvin | No | sí |
| Hábitats | Aguas termales, piscinas con alto contenido de sal, aguas heladas, respiraderos termales | Suelo, agua, plantas, animales. |
| Reproducción | Fisión binaria, gemación, fragmentación. | Fisión binaria, endosporas |
| Unicelular | sí | sí |
| Procariota | sí | sí |
| Tamaño de la celda | Pequeña | Pequeña |
| Intrones | sí | No |
| Reacción a los antibióticos. | Resistente | Susceptible |
| Polimerasa de ARN | 3 | 1 |
| Inhibición de estreptomicina | No | sí |
Resumen de la lección
Los dominios Archaea y Bacteria poseen una serie de similitudes y diferencias. Ambos son organismos unicelulares procariotas que viven en diversos ambientes. Las arqueas y las bacterias tienen una sola hebra de ADN circular y poseen células rodeadas por una pared celular. Las células arqueas y bacterianas también carecen de orgánulos y núcleos. Sin embargo, varias características importantes diferencian a las arqueas de las bacterias, que incluyen:
- Los arqueos tienen 3 ARN polimerasas; las bacterias tienen 1.
- Las bacterias son susceptibles a los antibióticos; los arqueos no lo son.
- Las bacterias pueden causar enfermedades; los arqueos no.
- Las paredes de las células bacterianas tienen peptidoglicano; las paredes de las células arqueas no lo hacen.
- Las bacterias participan tanto en la glucólisis como en el ciclo de Calvin; las arqueas no.
Tanto las arqueas como las bacterias pueden vivir en ambientes extremos. Sin embargo, las arqueas se destacan por su capacidad para sobrevivir en entornos hostiles caracterizados por alta acidez, alta temperatura, alta salinidad y alta presión. El metabolismo arcaico también es único por su capacidad de producir metano para el crecimiento. Esta forma de metanogénesis es exclusiva de las especies arqueas.