Eubatteri, Archea ed Eucarioti, Dispense di Biologia

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Archaea

Gli Archaea (o Archeobatteri) sono procarioti estremofili che vivono

in sorgenti caldissime e/o in pozze ad elevata salinità

Morning Glory Hot Spring, Yellowstone National Park (USA)

Suddivisione degli Archaea

 Crenarchaeota

 Euryarchaeota

 Nanoarchaeota

 Korarchaeota  Thaumarchaeota Gli ARMAN (Archaeal Richmond Mine Acidophilic Nanoorganisms), Euryarchaeota scoperti nel 2006 nei residui iperacidi di una miniera della California (Ciccarelli et al., Science 2006)

Methanocaldococcus jannaschii

(syn. Methanococcus jannaschii, Euryarchaeota) Bult et al. 1996. Complete Genome Sequence of the Methanogenic Archaeon, Methanococcus jannaschii. Science 273: 1058-1072. Isolato per la prima volta nel 1983 da una “white smoker” della dorsale del Pacifico, a 2600 m di profondità (Jones et al., 1983) Genoma circolare di 1665 kb, con due elementi extracromosomici (ECE) di 58 e 16.5 kb Primo organismo vivente il cui genoma è stato completamente sequenziato (1996) dal TIGR - The Institute for Genomic Research, allora diretto da J. Craig Venter

Lipidi termoresistenti ed estremozimi (enzimi che funzionano

in condizioni estreme) degli Archaea

Di-bifitanil-diglicerolo tetraetere (caldarcheolo)

Aldolasi e lipasi termofile

Archaeoglobus fulgidus ,

un altro Euryarchaeota ipertermofilo

 Archeosolfobatterio anaerobio, con crescita ottimale a 85°C, in grado di ridurre il solfato a solfuro ad alte temperature  Primo solfobatterio interamente sequenziato (1997) (Klenk HP, et al. "The complete genome sequence of the hyperthermophilic, sulphate- reducing archaeon Archaeoglobus fulgidus. “ Nature 390, 364, 1997)  Il suo genoma circolare di 2.18 Mb è molto simile a quello di M. jannaschii

Pyrococcus furiosus

Ipertermofilo estremo che vive a 103 °C , a pH 5- 9

Isolato da una solfatara marina dell’isola di Vulcano (Italia) e completamente sequenziato nel 2002 dal Biotechnology Institute, Università del Maryland Il suo genoma (1.91 Mb) codifica per 2228 geni e 2065 proteine Contiene enzimi che usano come cofattore il tungsteno La sua DNA polimerasi (Pfu) è usata comunemente per la reazione a catena della polimerasi ( PCR )

• Oltre alla PCR, gli enzimi di P. furiosus sono usati industrialmente per produrre dioli ad alte temperature
• Altre applicazioni di questo Archaea coinvolgono il trasferimento di geni di P. furiosus nel modello vegetale Arabidopsis thaliana , per ottenere piante ad elevata resistenza allo stress ossidativo e al calore

I Crenarchaeota, estremofili solfodipendenti

I Crenarchaeota sono Archaea solfodipendenti, termofili ed acidofili, diffusi in ambienti marini e sorgenti calde Il più conosciuto tra i Crenoarchaeota è Sulfolobus solfataricus , isolato per la prima volta in una sorgente calda sulfurea della Solfatara di Pozzuoli (Napoli), a 80 °C e a pH 2- 4 Al contrario di molti altri termofili, S. solfataricus è aerobio e chemiorganotrofo, quindi facilmente coltivabile in laboratorio: per questo è stato scelto come modello per lo studio degli ipertermofili Il suo genoma è stato interamente sequenziato nel 2002 e le sue proteine sono di notevole interesse biotecnologico S. solfataricus è stato inoltre usato sulla Space Shuttle per esperimenti di cristallografia delle proteine nello spazio