Örv

• Arkeur


  Þrjár fylkingar arkea sem eru með ræktanlegar tegundir: Crenarchaeota, Euryarchaeota, Thaumarchaeota
• Fylkingar arkea með óræktanlegum tegundum

  • Korarchaeoa (umhverfissýni - hverir)
  • Nanoarchaoeta (sambýlisörverur við aðrar arkeur)
• Óræktanleg tegund


  Erfðamengi raðgreint en ekki hægt að rækta
• Korarchaeoa er algengt að greina í umhverfissýnum (hverum)
• Nanoarchaoeta eru sambýlisörverur við aðrar arkeur
• Lokiarchaeota-einangrun


  Anaerobic, amino-acid-oxidizing archaeon, small coccus, around 550 nm in diameter, syntrophically grows with hydrogen- and formate-using microorganisms. It produces membrane vesicles, chains of blebs and membrane-based protrusions.
• Veggir arkea


  • Hægta að lita með gram litun en fjölbreytt samsetning
  • Ólíkur frumuvegg baktería - samanstendur af fjölsykrum, próteinum eða glycopróteinum
  • Sumar innihalda pseudomurein (peptidoglycan-like polymer) - vantar muramic acid - vantar D-amínósýrur
  • Þola lysozyme og Beta-lactam sýklalyf
• Frumuhimnur arkea


  • Efnafræðilega ólíkar bakteríum
  • Í bakteríum og heilkjörnungum eru fitusýrur tengdar glyseról með ester tengjum
  • Sérkenni hjá arkeum að það eru greinóttar keðjur tengdar glycerol með ether tengjum og sumar hafa diglycerol tetraethers
• Sameindalíffræði arkea


  • Einn litningur per frumu
  • Hringlaga tvíþátta DNA sameind sem myndar lokaðan hring
  • Venjulega minni en í bakteríum
  • Sumir hafa histone-prótein sem bindast DNA t.a. Mynda nucleosome-like strúktúra
  • Sumir hafa plasmíð
• Arkeur deila genum með bakteríum og heilkjörnungum
• ~30% af þeim genum sem finnast bara í arkeum og heilkjörnungum kóða fyrir próteinum í umritun, próteinþýðingu og DNA efnaferlum
• Mörg þeirra gena sem arkeur deila með bakteríum eru efnaskiptagen - vísb. Um hliðlægan genaflutning
• Arkeu mRNA


  • Virðist líkjast bakteríu mRNA fremur en heilkjörnunga mRNA
• Ríbósóm arkea


  • 70S, lögun breytileg, ólíkt bakt. Og heilkj.
• Stýrlar arkea


  • Svipa til baktería - stýra umritun
• tRNA arkea


  • Inniheldur umbreytta basa sem finnast hvorki í bakteríu né heilkjörnunga tRNA
  • Upphafs tRNA er met-tRNA (ekki umbreytt)
• Orkuöflunar efnaskipti arkea


  • Orkuöflun er ófrumbjarga(chemoorganotrophs) eða frumbjarga (autotrophy - ljós eða ólífræn efni)
  • Kolvetnaöflun er binding CO2 eða lífræn efni
• Fylkingin Crenarchaeota


  • Flestar háhitakærar
  • Margar sýrukærar
  • Margar brennisteinsháðar en brennisteinn er elektrónuþegi í loftfirrtri öndun hjá sumum en er elektrónugjafi hjá öðrum (chemolithoautptrophs)
  • Nær allar loftfirrtar en sulfolobus er mikilvæg undantekning
  • Vaxa í jarðhita, vatni og jarðvegi sem inniheldur brennistein
  • Bæði að finna chemoorganotrophs og chemolithotrophs (brennisteins- oxandi og vetnis-oxandi)
  • >70 ættkvíslir en Sulfobus og Thermoproteus eru best rannsakaðar
  • Önnur ættkvísl er Pyrodictium
• Ættkvíslin Sulfobus


  • Kúlulaga óreglulegur flipi
  • Hita-sýrukærar (70-89°C og optpH =2-3)
  • Fituprótein og kolvetni í frumuvegg
  • Efnaskipti bæði chemolithotrophic(brennisteinn orku/elektrónugjafi og súrefni(oftast) lokaelektrónuþegi), en líka chemoorganotrophic (sykrur eða amínósýrur orku/elektrónu/kolefnisgjafi og súrefni lokaelektrónuþegi
  • Til Sulfobus sem vex á Molybdenite(MoS2) við 60°C
• Ættkvíslin Thermoproteus


  • Langir, þunnir, beygðir eða greinóttir stafir
  • Frumuveggur úr glykópróteinum
  • Hita-sýrukærar (70-97 °C og pH 2,5-6,5)
  • Loftfirrð efnaskipti bæði chemolithotrophic ( vetni orku/elektrónugjafi og brennisteinn sem lokaelektrónuþegi (öndun) en einnig Chemoorganotrophic (sykrur og amínósýrur, alkóhól og lífrænar sýrur sem orku og elektrónugjafar (og kolefnisgjafar)
  • Brennisteinn sem lokaelektrónuþegi(öndun)
  • Eru frumbjarga þegar CO eða CO2 er kolefnisgjafi
• Ættkvíslin Pyrodictium


  • Ættbálkur Desulforoccales og ætt Pyrodictiacea
  • Pyrodictum er ein hitakærasta arkean (Topt 106°C og Tmax 121°C)
  • Sérstæð lögun en fruman er óreglulegur flatur diskur og út frá henni vaxa holir próteinþræðir
  • Þræðina nota frumurnar t.a. Tengjast innbyrðis, t.a. Festa sig á brennisteinskristalla og frumurnar geta skipst á efnum
  • Pyrodictum er efnaorkunýtandi og frumbjarga arkea sem oxar vetni með brennistein sem lokaelektrónuþega
  • Finnst í sjávarhverum og vex við hlutlaust pH, á milli 82°-110
  • Niturbasar 16S rRNA sameindarinnar eru mjög umbreyttir og hún hefur hærri G+C% en nokkur önnur arkea, 62%
• Fylking Euryarchaeota


  • Inniheldur marga flokka, ættbálka og ættir
  • Yfirleitt skipt í fimm hópa: 1 methanogens (metanmyndandi), 2 ofursaltkærar arkeur (haloarchaea) - (roðagerlar), 3 thermoplasmas, 4 háhitakærar brennisteinsnýtandi arkeur (Thermococci), 4 sulfatafoxandi arkeur (Archaeoglobus)
• Methanogens (metanmyndandi arkeur)


  • Misleitur m.t.t. Frumulögunar, 16S rRNA röð, samsetningu frumuveggjar og lípíða í frumuhimnu
  • Sameiginlegt að orkuöflun leiðir til metan myndunar úr H2 og CO2 (autotrophic),( 4H2 ´CO2 —> CH4 + 2H2O) og einföldum lífrænum sameindum (maurasýra, metanól)
  • Metanmyndunin gerist við loftfirrtar aðstæður
• Heildarframleiðsla metanmyndandi arkea: milljarður tonna á ári
• Metanmyndun


  H2 er rafeindagjafi og CO2 er rafeindaþegi
• Búsvæði metanmyndandi örvera


  • Loftfirrt umhverfi ríkt af lífrænum efnum - t.d. Meltingarfæri dýra (vambir jórturdæyra og þarmar)
  • Einni í skolpim innan loftfirrtra frumdýra, mýrlendi, ruslahaugar, hverir (jarðgas inniheldur bæði vetni og koltvísýring)
• Vistfræðilegt og hagnýtanlegt mikilvægi methanogens

  • Mikilvægar í skólphreinsistöðvum og ruslahaugum
  • Getur myndað töluvert metan sem er notað sem hreint brennslu eldsneyti og orkuuppspretta
  • Gróðurhúsalofttegund og gæti stuðlað að hlýnun jarðar
• Metanmyndandi arkeur bera sérstök samensím
• Haloarchaea (ofursaltkær)


  • Flokkur halobacteria, ein ætt - halobacteriaceae, 15 ættkvíslir
  • Ofursaltkærar en þær þurfa s.m.k. 1,5 M NaCl
  • Frumuveggur sundrast ef [NaCl] < 1,5 M
  • Kjörvöxtur við 3-4 M NaCl
  • Loftháðöndun (chemoorganotrophs, en þær brjóta niður prótein, amínósýrur og sykrur
  • Getur valdið skemmdum í söltuðum matvælum
  • Frumulögunin er fjölbreytt, en bæði stafir, kúlulagar, pýramídar o.fl
  • Sumar kvikar (hreyfanlegar)
• Halobacterium salinarium


  • Sérstæð ljóstillífun
  • Byggir ekki á chlorophyll heldur notar hún ummyndaðan frumuvegg (purple membrane) sem inniheldur archaerhodopsin
  • Gleypir ljós með archaerhodopsin sem drífur prótónuflutning og myndar himnuspennukraft (PMF) fyrir ATP myndun
  • Notar lífrænt efni sem kolefnisgjafa
• Ljós-virkjun hjá roðagerlum


  • Margar tegundir geta notað ljós til orkuöflunar en sá ferill er mjög frábrugðinn því sem gerist hjá ljósorkunýtandi bakteríum
  • Ferillinn byggist á tilvist himnupróteinsins archaerhodopsin, en tjáning þess er vakin af ljósi
  • Próteinið skylt rhodopsin (litarefni augans)
  • Áfast við archaerhodopsin er sérstök carotenoid sameind, retinal, sem gleypir grænt ljós (570 nm) og þessi ljósorka nýtist próteininu t.a. Dæla prótónum út úr frumunni og það myndast himnuspenna
  • Prótónurnar leita niður styrkstigulinn og ATP myndast fyrir tilverknað ATPasa
  • Roðagerlar færir um þetta geta því framleitt ATP og vaxið undir loftfirrtum aðstæðum ef ljós er til staðar
• Thermoplasmata, flokkur


  • Tvær ættir, Thermoplasmataceae og Picrophilaceae, sem hver inniheldur eina ættkvísl
  • Hita- sýrukærar
  • Hafa ekki frumuvegg - frumur pleomorphic
• Thermoplasma, ættkvísl


  • Hita- sýrkærar, vaxa í úrgangshaugum kolanáma
  • Topt (55-59°C) og pH=1-2
  • Lögun fer eftir hita, en við 59°C eru óreglulegir þræðir en er kúlulaga við lægri hita
  • Geta verið með svipur og hreyfanlegar
  • Frumuhimnan er styrkt með diglycerol tetraethers, fitu, fjölsykrum og glýkópróteinum
• Picrophilus, ættkvíslin


  • Óreglulegir kokkar, 1 til 5 míkrómetrar í þvermál - enginn frumuveggur en hefur S-lag fyrir utan frumuhimnu
  • Eru hita-sýrukærar, 47-65°C (Topt 60°C) og pH<3,5 (Topt 0,7) en vaxa við pH=0
  • Loftháð
• Roðagerlar


  • Geta framleitt ATP og vaxið undir loftfirrtum aðstæðum ef ljós er til staðar
• Thermoplasmata


  Flokkur með tveimur ættum, Thermoplasmataceae og Picrophilaceae, sem hver inniheldur eina ættkvísl. Hita- sýrukærar. Hafa ekki frumuvegg - frumur pleomorphic
• Thermoplasma


  • Hita- sýrkærar, vaxa í úrgangshaugum kolanáma. Topt (55-59°C) og pH=1-2. Frumubygging - lögun fer eftir hita, en við 59°C eru óreglulegir þræðir en er kúlulaga við lægri hita. Geta verið með svipur og hreyfanlegar. Frumuhimnan er styrkt með diglycerol tetraethers, fitu, fjölsykrum og glýkópróteinum
• Picrophilus


  • Óreglulegir kokkar, 1 til 5 míkrómetrar í þvermál - enginn frumuveggur en hefur S-lag fyrir utan frumuhimnu. Eru hita-sýrukærar, 47-65°C (Topt 60°C) og pH<3,5 (Topt 0,7) en vaxa við pH=0. Loftháð
• Háhitakærar brennisteins (S0) notendur

  • Flokkur Thermococci, einn ættbálkur Thermococcales, ein ætt inniheldur tvær ættkvíslir, Thermococcus og Pyrococcus. Hreyfanlegur með svipum. Topt 88-100°C. Orkubúskapur - chemoorganoheterotrophs eingöngu (sykrur, peptíð ofl.), loftfirrtar; afoxa brennistein yfir í brennisteinsvetni (H2S) (elektrónuþegi)
• Súlfat-afoxandi arkeur, Archaeoglobi


  • Flokkur Archaeoglobi, ættbálkur Archaeoglobales, ein ætt ein ættkvísl, Archaeoglobus. Óreglulegir kokkalaga frumur - frumuveggur úr glýko-prótein einingum, háhitakærar, Topt 83°C, einangrast úr neðansjávarhverum. Efnaskipti - geta verið chemolithotrophic (H2) eða chemoorganotrophic (laktat eða glúkósi), nota súlfa,súlfít eða thíosúlfít sem rafeindaþega, innihalda sum kóensím frá metanmyndandi örverum