A rkeler, Arkea ( Yunanca αρχαία, "eskiler" 'den türetme; tekil olarak Arkaeum, Arkaean, veya Arkaeon), veya Arkebakteriler, canlı organizmaların bir ana bölümüdür.
Yabancı literatürde bu gruptaki canlılar Archaea veya Archaebacteria, grubun tek bir üyesi ise tekil olarak Archaeum, Archaean, veya Archaeon olarak adlandırılır
Arkeler,
Yunan dili. 3000 yıllık bir geçmişi olan Hint-Avrupa dil ailesine ait bir dildir. Antik Yunanca Klasik Yunan uygarlığının dili olarak kullanılmıştır. Modern Yunanca Antik Yunancadan oldukça farklı olmakla beraber köken olarak ona dayanır. Yunanca, Yunan alfabesi kullanılarak yazılır. Modern Yunanca dünyada, çoğu Yunanistan'da yaşayan yaklaşık 12 milyon kişinin anadilidir.
Ökaryotlar ve
bkz. ökaryot
Bakteriler,
üç-saha sisteminin ( İngilizce ''three domain system'') temel gruplarıdır. Bakteriler gibi arkaeler de çekirdeği olmayan tek hücreli canlılardır, yani
İngiltere kökenli bir dil olan İngilizce ABD, Avustralya, Yeni Zelanda, İrlanda, Güney Afrika ve Kanada gibi pek çok ülkede ana dil olarak kullanılıyor. İngilizce 380 milyon kullanıcısı ile dünya üzerinde en çok konuşulan 3. dildir. (Çince ve Hintçe'den sonra)
prokaryotlardır (prokaryotlar altı-
bkz. Prokaryotik
alemli sınıflandırmada
Monera olarak adlandırılırlar). İlk tanımlanan arkaeler aşırı ortamlarda bulunmuş olmalarına rağmen sonradan hemen her
Resim:430px-5kingdoms.png| 300px|right| Canlılar dünyasının beş alem (biyoloji)|alemi
habitatta raslanmışlardır.
Bu üst krallığa ait tek bir organizma "arkeli" (Arkea'ye ait anlamında; İngilizce ''archaean'') olarak adlandırılır, bu sözcük sıfat olarak da kullanılır.
Tarihçe
1977'de
Habitat, bir organizmanın yaşadığı yer. Bu yer, fiziksel bir bölge, yeryüzünün özel bir parçası, hava, toprak ya da su olabilir. Habitat, bir okyanus ya da bir çayır|çayırlık kadar büyük olabileceği gibi, çürümüş bir ağaç kütüğünün altı ya da bir böcek|böceğin bağırsağı kadar küçük de olabilir. Bununla beraber, her zaman tanımlanabilen ve fiziksel olarak sınırlı bir bölgedir. Birden fazla hayvan ya da bitki özel bir habitatta yaşayabilir.
Carl Woese ve George Fox, prokaryotları 16S rRNA dizinlerine göre sınıflandırdıkları
bkz. RNA
filojenetik ağaçdaki diğer bakterilerden ayrı kümelenmelerinden dolayı arkaeleri tanımlanmışlardır. Bu iki canlı grubu başlangıçta birer âlem veya alt âlem olarak görülmüş, Arkaebakteriler ve Öbakteriler olarak adlandırılmışlardır. Woese bu grupların canlıların temel düzeyde birbirinden farklı birer kolu sayılması gerektiğini savunmuştur. Daha sonra bu kavramı daha belirginleştirmek için grupları Arkeler ve Bakteriler olarak yeniden adlandırmış ve bunların,
bkz. evren
.
Ökarya ile beraber canlıların üç bölgesini oluşturduğunu öne sürmüştür. (Woese'nin bu gruplara İngilizce 'bölge' anlamında ''domain'' olarak adlandırmıştır; Türkçe ''üst-âlem'' olarak da adlandırılırlar.)
Biyolojik bir terim olarak Arkea ile jeolojideki Arkean veya
Jeoloji, YERBİLİMİ olarakta bilinir. Ana inceleme konusu Dünya olan bilim dalı. Maden yatakları, su, doğal enerji kaynakları, petrol, zemin etüdü ve depremleri inceler.
...
Arkeozoik dönemin bir ilişkisi yoktur. Arkeozoik dönem, Yer tarihinde Arke ve Bakterilerin gezegende yaşayan tek canlılar olduğu bir dönemin ismidir. Bu canlılara ait muhtemel fosiller 3,8 milyar yıl öncesine tarihlenmişlerdir.
Moleküler biyolojide temel rolü olan genetik
Dünya’nın yörüngesinde herhangi bir olağandışılık yok. Dünya’nın Güneş’ten ortalama uzaklığı 149.597.000 kilometre; Güneş etrafında dolanım süresi 3651/4 gün; yörüngesel hızı saniyede ortalama 29,8 kilometre, yani saatte 107.000 kilometredir. Dünya’nın Güneş etrafında izlediği yol kusursuz bir daire değildir; Ocak’ta günberi, Temmuz’da günöte noktalarına ulaşırız.
transkripsiyon ve
Ökaryotik RNA polimeraz II, bir düzine proteinden (mavi ve yeşil) oluşur. Bu enzim DNA`yı (turuncu) çevrelerler, onun iki zincirini ayırır, DNA`daki bilgiyi kullanarak bir RNA iplikçiği (pembe) sentezlerler.
translasyon mekanizmaları bakterilere pek benzemeyip, çoğu bakımdan
ökaryotlara benzemektedir. Örneğin arke translasyonu ökaryotik-benzeri başlatma (''initiation'') ve uzatma (elongasyon) faktörleri kullanır, trankripsiyonda ökaryotlardaki gibi TATA-bağlanma proteinleri ve TFIIB rol oynar. Çoğu arke tRNA ve rRNA genlerinde arkelere has intronlar bulunur ki bunlar ve ökaryotik intronlara, ne de bakteryel intronlara benz farklı kılan çeşitli başka özellikler vardır. Bakteri ve ökaryotlarda olduğu gibi arkaelerde de
Ökaryotlar (Lat., Eukaryota), çekirdek zarı bulunduran organizmaları kapsayan canlılar üst âlemidir.
gliserollu
Gliserol, Propantiriol -1, 2, 3'ün yaygın adıdır.
fosfolipitlere sahiptirler. Ancak arke
Fosfolipitler dört bileşenden oluşurlar: bir veya iki yağ asit grubu, negatif yüklü bir fosfat grubu, bir alkol grubu ve de bunları birbirine baglayan bir omurga. Gliserol omurgalı fosfolipitlere gliserofosfolipit veya fosfogliserit denir. Sfingozin omurgalı tek bir fosfolipit vardır: sfingomiyelin. Hücre zarlarının (membranlarının) ana bileşenleri fosfolipitler, kolesterol ve glikolipitlerdir.
lipitlerinin üç özelliği değişiktir:
Arke lipitlerindeki gliserolun stereokimyası bakteri ve ökaryotlardakinin tersidir. Bu, farklı bir biyosentetik yol olduğuna işarettir.
Çoğu bakteri ve ökaryotun hücre zarları gliserol-lipit Lipit, hem bitki hem de hayvan hücrelerinde yedek madde olarak depolanan maddeler.
esterlerinden oluşur, oysa arkelerin zarları gliserol-lipit Ester Alm. Ester m, Fr. Esther m, İng. Ester. RCOOR1 genel formülü ile gösterilen organik bileşikler sınıfı. R ve R1 alkil gruplarını temsil eder. Çok Ünlü olan elde edilmesi, asitlere alkollerin etki ettirilmesiyledir:
RCOOH + HOR1 ® RCOOR1 + H2O
asit alkol ester su
Esterlerin adlandırılması, karboksilli asitlerin tuzlarının adlandırılması gibidir. HCOOCH3, formik asit ile metil alkolden elde edilir ve adı metil formiyattır.
CH3 COOC2H5 = Et
eterlerinden oluşur. Bakterilerde eter bağlantılı lipitler olsa dahi bunlardaki gliserol sterokimyası bakteriyel biçimdedir. Arke lipitleri Eter Alm. Ather m, Fr. Ether m, İng. ether. Karbon, hidrojen ve oksijenden meydana gelen, R-O-R1 genel formülü ile gösterilen organik maddeler sınıfından herhangi bir üye. R ve R1 alkil veya aril gruplarıdır (R ve R1 aynı bir grup veya ayrı da olabilirler. Aynı olmaları halinde eter basit bir eterdir. Farklı iseler karışık eter sözkonusu olur). Bu sınıfın en tanınmış üyesi, anestezik (uyuşturucu) bir madde olan dietileter (veya kısaca “eter”)dir. Bu sını
izoprenoid birimlerden. Bu beş karbonlu bileşik bakteri ve ökaryotlardaki bazı vitaminlerde yer almasına rağmen, yalnızca arkeler onu lipitlerinin inşasında kullanırlar. Çoğunlukla bu lipitler 20 karbonlu (4 monomerden oluşmuş) veya 40 karbonlu (8 monomer) olurlar. Kırk karbonlu lipitlerin uzunluğu hücre zarının kalınlığı kadar olduğu için bazı arkelerin İzopren Kapalı formülü C5H8 olan renksiz, uçucu sıvı hidrokarbon. 2-metil-1.3- bütadien olarak da bilinir. Petrol veya kömürün damıtılması ile elde edilir.
İzopren doymamış bir bileşik olarak polimerleşmeye yatkındır. İzoprenden tabii kauçuğa çok benzeyen sun’i kauçuk polimerleşme işlemiyle elde edilmektedir. İzoprenin en çok kullanıldığı saha sun’i kauçuk üretimidir.
hücre zarında bu lipit zincirinin iki ucunda gliserol fosfat grupları bağlıdır, zar başka canlı türlerinde olduğu gibi iki lipit tabakasından değil, tek bir tabakadan oluşur. Tek tabakalı zar özellikle ısısever (termofilik) arkelerde yaygındır.
Arke hücre duvarları da bakteri ve ökaryotlarda ender görülen özelliklere sahiptir. Örneğin, çoğu arkenin hücre duvarı S-tabakası olarak adlandırılan yüzey proteinlerinden oluşur. S-tabakası bakterilerde de görülür, bazı canlılarda hücre duvarının tek bileşenidir (örneğin Hücre Zarı ya da Hücre Membranı, hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan katmandır.
Planctomyces) veya peptidoglikanlı canlılarda bir dış tabaka oluşturur. Peptidoglikan, uzun paralel polisakkarit zincirlerine kovalent çapraz bağlarla bağlanmış kısa peptit zincirlerinden meydana gelen büyük molekül|moleküller.
Metanojenlerin bir grubu haricinde arkelerde peptidoglikan duvar yoktur. Metanojenlerde olan peptidoglikan dahi bakterilerdekinden çok farklıdır.
Arkelerin flagellası, bakteri flagellasına yüzeysel olarak benze#redirect bkz. Kamçı
Habitatları
Çoğu arke, aşırıseverdir ( ekstremofil). Bazısı yüksek sıcaklıklarda, Ekstremofiller çoğunlukla tek hücreli olup ekstrem koşullarda yaşama gereksinim duyan ve bu koşullarda optimum olarak gelişen organizmalara denir.Ekstremofiller karasal mezofilik organizmaların büyümeleri ve üremeleri için gerekli optimal koşullardan çok farklı olan ekstrem çevrelerde gelişirler.Çoğu ekstremofiller(ekstrem koşulları seven) mikroorganizmalardır.Archaea domaini ekstremofillerin geniş dağılımlı olduğu bir domain olarak bilinmesine karşın,ekstremofiller hem bakterilerin hem
geyzerlerde veya deniz dibi sıcak su kaynaklarında oluğu gibi, çoğu zaman 100 °C'nin üstünde yaşarlar. Diğerleri çok soğuk ortamlarda, veya aşırı tuzlu, asit veya alkali ortamlarda bulunurlar. Buna karşın başka arkeler ılıman şartlarda yaşarlar (mezofil), bataklık, deniz suyu, toprak ve atık sularda bulunmuşlardır. Çoğu metanojenik bakteri geviş getiren hayvanların, insanların ve termitlerin sindirim sisteminde bulunur. Arkeler genelde diğer organizmalar için zararsızdır ve hastalık etmeni olarak bilineni yoktur.
Arkeler tercih ettikleri habitatlarına göre üç gruba ayrılırlar. Bunlar tuzsevenler ( halofiller), metanojenler ve ısısevenlerdir ( termofiller). Halofiller aşırı tuzlu ortamlarda yaşar. Metanojenler anaerobik ortamda yaşarlar ve metan üretirler. Bunlar tortu tabakalarında ve hayvanların bağırsaklarında bulunurlar. Termofiller sıcak su kaynakları gibi yüksek sıcaklıklı yerlerde yaşarlar. Bu gruplar mutlaka moleküler genetik yöntemlerle belirlenmiş filojenilere uymayabilirler, tüm arkeleri kapsamayabilirler ve birbirlerini dışlamayabilirler. Gene de, daha ayrıntılı çalışmalara başlangıç olarak faydalı sayılırlar.
Şekil
Arke hücrelerin çapları 0.1 μm ila 15 μm'nin üstü arasında değişir. Bazıları öbekleşir veya 200 μm'ye varan iplikçikler oluşturabilir. Çok çeşitli şekillere sahip olabilirler, küresel, çubuk, spiral, yumrulu, yassı kare şekilli veya dikdörtgen olabilirler.
Metabolizma
Metabolizmaları çok çeşitlidir. Halobakteriler ATP üretmek için ışık kullanırlar. Ama başka gruplar gibi, elektron taşıma zinciri kullanarak fotosentez yapan bir arkae yoktur.
Evrim ve sınıflandırma
Arkeler rRNA filojenetik ağaçlarına göre iki ana gruba ayrılırlar, Euryarchaeota ve Crenarchaeota. Ancak yakın yıllarda bu iki gruba ait olmayan bazı başka türler de keşfedilmiştir.
Woese, arke, bakteri ve ökaryotların ortak bir atadan (''progenot'') türemiş farklı evrimsel sülaleler olduğunu öne sürmüştür. Yunanca ''archae'' veya 'eski' anlamında Arke isminin seçiminin arkasında bu hipotez yatmaktadır. Daha sonra bu grupları, her biri bir çok âlem içeren, bölge (''domain'') veya üst-âlem olarak tanımlamıştır. Bu gruplandırma sistemi çok popüler olmuş, ancak progenot fikri genel destek görmemektedir. Bazı biyologlar arkaebakteri ve ökaryotların özelleşmiş öbakterilerden türediğini öne sürmüşlerdir.
Arkea ve Ökarya arasındaki ilişki biyolojide önemli bir problem olarak sürmektedir. Yukarda belirtilen benzerlikler bir yana, birçok filogenetik ağaç bu ikisini beraber gruplandırır. Bazıları ökaryotları Crenarchaeota'lardan ziyade Euryarchaeota'lara yakın yerleştirir, hücre zarı biyokimyası aksini göstermesine rağmen. ''Thermatoga'' gibi bazı bakterilerde arke-benzeri genlerin keşfi aradaki ilişkinin tanımlanmasını zorlaştırmaktadır, çünkü yatay gen transferi olmuş olması muhtemel görünmektedir. Bazıları ökaryotların bir arkeli ile bir öbakterinin kaynaşmasıyla meydana geldiğini öne sürmüşlerdir, öyle ki birinci çekirdek, ikincisi ise sitoplazmayı oluşturmuştur. Bu hipotez genetik benzerlikleri açıklayabilmekte, ama hücre yapısını açıklamakta zorluklarla karşılaşmaktadır.
Arkelerin bakterilerden farklılıkları rRNA gen dizinlerinin karşılıştırılması sonucu ortaya çıkmıştı. Yukarıda belirtilen problemlerin bazıları, gen dizinlerine tek başına bakmak yerine artık organizmaların bütün genomlarının karşılıştırılması yoluyla çözülmeye çalışılmaktadır. 2006 Eylül ayı itibariyle 28 arke genom dizini tamamlanmış, 28'i ise kısmen tamamlanmıştır.
Arkeler üzerinde çalışmış biyologlar
Aled Edwards, Ph.D., University of Toronto
Carl Woese, Ph.D., University of Illinois at Urbana-Champaign
Karl Stetter, Ph.D., University of Regensburg, Germany
John N. Reeve, Ph.D., Ohio State University
Kaynaklar
Howland, John L. (2000). The Surprising Archaea: Discovering Another Domain of Life. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-511183-4}}
Giovannoni, S.J. and Stingl, U. (2005). Molecular diversity and ecology of microbial plankton. Nature 437: 343-348.
Könneke, M., Bernhard, A.E., de la Torre, J.R., Walker, C.B., Waterbury, J.B. and Stahl, D.A. (2005). Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437: 543-546.
Lake, J.A. (1988). Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences. Nature 331: 184–186.
Woese, Carl R.; Fox, George E. (1977). Phylogenetic Structure of the Prokaryotic Domain: The Primary Kingdoms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74 (11): 5088–5090.
Woese, Carl R., Kandler, Otto, Wheelis, Mark L (1990). Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proceedings of the National Academy of Sciences 87 (12): 4576–4579.
kaynak
