Archaea

Figura 1: Árbol filogenético propuesto por Woese, en el que se ven separadas las Arqueas de las bacterias.

Las Arqueas, Archaebacterias o Archaea son un Dominio de procariotas fascinante y enigmático. El debate de su ubicación filogenética continua hasta nuestros días con cada nueva prueba que se descubre sobre ellas. Son un grupo muy antiguo, del que se han encontrado evidencias químicas de unos 3.500 millones de años. Evolutivamente a caballo entre bacterias y eucariotas, poseen rasgos de ambos tipos de células sin poder clasificarse en ninguno de los dos. Es por eso que desde 1977 cuando el Dr. Carl Woese propuso un sistema de clasificación biológica en tres dominios (en lugar de los dos dominios clásicos: Bacteria y Eukarya) pasaron a estar separadas de las bacterias, con las que habían compartido Reino hasta entonces. Así pasaron a diferenciarse Bacterias por un lado, separadas evolutivamente de Arqueas y Eucariotas, que a su vez se separaron más tarde. Esta clasificación se hizo mediante la comparación del RNA ribosomal 16S, que actualmente es ampliamente utilizado para la comparación de especies de todos los filos.

Sin embargo, no solo el RNA 16S es diferente entre los tres dominios, las Archaea presentan muchas diferencias que dejan intrigados a los investigadores. Tienen características de bacterias, tienen características de eucariotas y tienen características completamente exclusivas, un 15% de las proteínas que codifican son exclusivas de arqueas. Son estas características son las que les permite adaptarse en un rango de condiciones para la vida completamente único, por las que muchas se les considera extremófilas en su mayoría.

El aspecto general de las bacterias y las arqueas es muy similar, lo que dio pie a la confusión inicial. Las archeas son también un grupo de microorganismos unicelulares con reproducción asexual, como la de la mayoría de seres unicelulares más sencillos. Tanto Archaea como Bacteria presentan su genoma circular en el citoplasma, es decir, no poseen núcleo y este genoma puede ir acompañado, aunque es poco frecuente, de plásmidos. No presentan secuencias no codificantes como intrones, presentes en eucariotas. No tienen mitocondrias u otros orgánulos citoplasmáticas, que son la principal diferencia entre eucariotas y procariotas. En general su estructura celular es similar a las bacterias, sin membranas internas, con o sin pared celular respondiendo a la tinción de Gram, pero de manera diferente que las bacterias y flagelos para moverse. No obstante, un estudio en profundidad de sus estructuras revela un origen evolutivo muy separado de las bacterias. Por ejemplo, la membrana posee una composición química que aunque se parece más a la membrana eucariota que a la bacteriana resulta en varios aspectos única. El rasgo que más puede llamar la atención sin ser un bioquímico es el hecho de que está formada en monocapa y no en una bicapa como ocurre en Bacteria y Eucariota.

Si decíamos que estructuralmente el Dominio Archaea es parecido a Bacteria, la maquinaria de transcripción y traducción es más parecida a Eukarya. Los ribosomas, una de las diferencias principales entre Bacteria y Eukarya, son más semejantes a los eucariotas. Los genes que codifican para las proteínas y RNAs implicados en estos procesos están altamente conservados (sufren pocas mutaciones puesto que si mutan pierden su función) y su comparación nos revela la proximidad evolutiva de las Archaea y Eukarya. Por ejemplo su extraño genoma circular, parecido al de las bacterias, presenta unas proteínas de unión similares a las histonas eucariotas que producen el súperenrollamiento.

El 15% de las proteínas que comentábamos al principio del artículo le confieren unas características metabólicas excepcionales, no solo permitiéndoles vivir en ambientes extremos de salinidad (Halófilas), presión o temperatura (Termófilas), sino haciéndolas capaces de utilizar de compuestos poco utilizados para el resto de seres vivos como el hidrógeno en las arqueas metanógenas o sulfato, hierro y amoniaco que son capaces de oxidar o reducir para obtener energía.

Son estas cualidades tan especiales las que las convierte en un grupo tan difícil de estudiar en laboratorio. Son comunes en el rumen bovino, en geiseres a más de 100ºC, fondos oceánicos, salinas, etc. Todos ellos inalcanzables para la mayoría de los otros seres vivos. Por ello, se cree que tan solo se han descrito un pequeñísimo porcentaje de ellas.

Se especula con que puesto que viven en unas condiciones tan extrañas, el estudio de las Archaea podría llevarnos a comprender el funcionamiento de una posible vida extraterrestre.