Archeóny (starší názov archebaktérie, Archaebacteria) sú jednobunkové prokaryotické organizmy, ktoré patria do samostatnej vývojovej línie. Až do konca 70. rokov 20. storočia boli pre svoj vzhľad zaraďované medzi baktérie. Analýzou sekvencie ribozomálnej RNA, ktorú vykonal americký mikrobiológ CARL WOESE, sa však preukázalo, že táto skupina organizmov je fylogeneticky od pravých baktérií vzdialená rovnako ako od eukaryotov. V skutočnosti majú na evolučnom strome bližšie k eukaryotom (rastlinám, živočíchom a ľuďom) než k baktériám. Preto WOESE navrhol systém živej prírody, ktorý sa delí na 3 domény (nadríše):
- doména: Baktérie (Bacteria)
- doména: Archeóny (Archaea)
- doména: Eukaryoty (Eucarya)
Hoci o nich bežne nepočujeme, tvoria obrovskú zložku biosféry. V oceánoch v hĺbkach nad 150 m predstavujú podstatnú časť všetkých prokaryotov a v hĺbkach okolo 1 000 m tvoria viac ako polovicu všetkého života. Bunka archeónov sa z tohto pohľadu považuje za najrozšírenejšiu na planéte.
V súčasnosti nepoznáme ani jeden jediný druh archeónov, ktorý by u človeka spôsoboval ochorenie. Z lekárskeho hľadiska sú pre nás úplne neškodné.
Morfológia a cytológia archeónov link
Morfologicky sú archeóny prokaryotického typu, čo znamená, že ich nepravé jadro (nukleoid) nie je od zvyšku cytoplazmy oddelené jadrovou membránou. Bunkám úplne chýba kompartmentácia – nemajú mitochondrie, plastidy, Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum ani lyzozómy.
Najväčší rozdiel spočíva v povrchových štruktúrach. Bunková stena archeónov vôbec neobsahuje peptidoglykán (mureín), ktorý je typický pre pravé baktérie. Namiesto toho je tvorená špecifickými bielkovinami, ktoré vytvárajú hustú ochrannú vrstvu. Táto stavebná látka sa označuje ako pseudomureín alebo pseudopeptidoglykán. Vďaka tomuto odlišnému chemickému zloženiu na archeóny neúčinkuje štandardné Gramovo farbenie, ktorým sa bežne diagnostikujú baktérie.
V ďalších znakoch vidno, že archeóny sú napriek svojmu prokaryotickému stupňu bunky bližšie k eukaryotom, najmä čo sa týka proteosyntézy. Základné rozdiely medzi doménami z hľadiska molekulárnej biológie prehľadne zhrňuje nasledujúca tabuľka:
| Znak alebo vlastnosť | Baktérie | Archeóny | Eukaryoty |
|---|---|---|---|
| bunková stena | mureín | pseudomureín | celulóza, chitín |
| jadrová membrána | nie | nie | áno |
| membránové lipidy | rovný reťazec, esterová väzba | rozvetvený reťazec, éterová väzba | rovný reťazec, esterová väzba |
| organely | nie | nie | áno |
| chromozómy | 1 kruhový | 1 kruhový | viac ako 1 lineárny |
| históny | nie | áno | áno |
| operóny a polycistronická mRNA | áno | áno | nie |
| intróny | nie | nie | áno |
| RNA-polymeráza | 4 podjednotky, 1 typ | 8–12 podjednotiek, niekoľko typov | 12–14 podjednotiek, >3 typy |
| iniciačná aminokyselina | N-formylmetionín | metionín | metionín |
| ribozómy | 70S | 70S | 80S |
| citlivosť k antibiotikám | áno (+) | nie (-) | nie (-) |
Klasifikácia, ekológia a význam link
Archeóny sú vo vedeckom svete najviac preslávené svojou schopnosťou osídľovať a prosperovať v extrémnych podmienkach, ktoré by iné bunky okamžite zabili. Bývajú preto súhrnne označované ako extrémofily. Podľa toho, aké extrémne prostredie obývajú, ich primárne delíme do troch hlavných fyziologických skupín.
Termoacidoarcheóny link
Tieto organizmy (extrémne termofily a acidofily) obývajú prostredie kyslých horúcich prameňov. Ideálna teplota pre ich život sa pohybuje medzi 60–80 °C. Často osídľujú okolie podmorských sopiek, kde energiu získavajú oxidáciou síry, alebo žijú v zahrievajúcich sa kompostoviskách.
Vynikajúcim príkladom extrémnej teplotnej odolnosti je druh pyrolobus dymivý (Pyrolobus fumarii), ktorý dokáže prežiť a množiť sa pri teplote až 113 °C.
Ďalším mimoriadne odolným zástupcom je rod pikrofil (Picrophilus). Tento archeón naopak vyniká odolnosťou voči kyselinám a dokáže rásť v extrémne kyslom prostredí pri pH blízkom 0, čo je podmienka typická napríklad pre horúce termálne jazierka v Yellowstonskom národnom parku.
Haloarcheóny link
Tieto extrémne halofily môžu žiť len v prostrediach s obrovskou salinitou (slanosťou v rozmedzí 150–300 ‰ alebo nad 2 M NaCl), akú nachádzame napríklad v Mŕtvom mori alebo v umelých odparovacích nádržiach na soľ. Pre väčšinu iných buniek je takéto prostredie silne hypertonické a okamžite smrteľné. Sú to fotoautotrofné organizmy, ktoré vo svojich bunkách obsahujú špecifické fialové farbivo bakteriorodopsín. Pri ich väčšom premnožení preto dokážu sfarbiť celé vodné plochy do červena, purpurova či dožlta.
Metanoarcheóny link
Tieto metanogény sú obligátne anaeróby, čo znamená, že žijú a prosperujú výlučne v prísne bezkyslíkatom prostredí. Energiu získavajú oxidáciou vodíka (H₂) pomocou oxidu uhličitého (CO₂). Prirodzeným vedľajším produktom ich metabolizmu je plyn metán (CH₄).
Bežne obývajú hlboké bahno na dňoch jazier a močiarov. Únik nimi vyprodukovaného metánu spôsobuje na hladine charakteristické bubliny a v noci svetielkujúce úkazy, z ktorých v minulosti vznikli ľudové legendy o „bludičkách“.
Veľké množstvo metanoarcheónov žije tiež v symbióze v tráviacej sústave bylinožravcov (napríklad u dobytka či jeleňovitých), ktorým pomáhajú rozkladať ťažko stráviteľnú celulózu. Nadmerný chov poľnohospodárskeho dobytka preto vo veľkom prispieva k produkcii skleníkových plynov a následnému globálnemu otepľovaniu.
Využitie v biotechnológiách a výskum link
Archeóny majú pre svoje unikátne metabolické vlastnosti obrovský význam v moderných biotechnológiách. Anaeróbne formy nám pomáhajú pri čistení odpadových a priemyselných vôd. Počas tohto procesu produkujú bioplyn (zmes obsahujúca 60–70 % metánu, 30–40 % oxidu uhličitého a zvyšok tvorí sulfán či dusík), ktorý sa následne spätne využíva na energetické pokrytie chodu samotnej čističky.
Niektoré druhy haloarcheónov sú schopné efektívne rozkladať aromatické uhľovodíky znečisťujúce prostredie. Zároveň produkujú látky, ktoré sa dnes využívajú pri výrobe novej generácie ekologicky neškodných a rozložiteľných plastických látok. Metabolická aktivita archeónov sa sľubne využíva aj na ekologickú ťažbu a spracovanie kovov, čo je proces známy ako biometalurgia.
