Археи: кладезь бионаноматериалов
 |
| Апрель - Июнь 2010 No : 23 |
|
Посоветуй другу |
А. Угуз
БИОЛОГИЯ
Bсе живые существа, видимые или невидимые нашему глазу, могут быть классифицированы также и по клеточной структуре. В мире живых созданий растения, животные и люди, чьи клетки содержат ядра и органоиды с мембранами (эукариоты), образуют одно царство, а все остальные, не обладающие клеточным ядром и органоидами с мембранами (прокариоты), собраны в другом царстве. Археи, которые имеют величину в 1-10 микрон, являются важной подгруппой царства прокариот. Необычные способности представителей этой подгруппы жить и продолжать свой род в экстремальных экологических условиях (водные и земельные экосистемы с очень высокими и низкими температурами, чрезвычайной засоленностью, высоким содержанием кислот и щелочей), которые губительны для представителей другого царства, вызывают живой интерес многих исследователей. Археи обитают в различных экстремальных средах, например, в геотермальных источниках, соленых озерах вокруг вулканических кратеров, в горячих источниках в глубинах океанов и на дне морей. Наличие у архей наиболее подходящих структурных материалов (гены и белки) и различных механизмов адаптации к самым экстремальным средам обитания не перестает удивлять мир науки.
Химические свойства глицерина, находящегося в липидах клеточной мембраны архей, отличаются от эукариотов. Другими словами, на поверхности клеточных мембран вместо глицерино-липидных сложных эфиров находятся глицерино-липидные простые эфиры. Поверхности клеточных мембран других живых существ образованы из двухслойного жира. Мембраны архей образованы из одного и более прочного слоя; ДНК-полимераза и другие ферменты работают и производятся в различных условиях. С точки зрения дыхательных, пищеварительных, питательных, биохимических и физиологических свойств, а также классификации с точки зрения окраски, археи похожи на бактерии (эубактерии или истинные бактерии); а с точки зрения наличия белков гистонов в хромосомах и разновидностей паролей-запускателей, необходимых для синтеза белка, археи похожи на клетки эукариотов.
Археи в разных экологических условиях
Метанобразующие археи, которые берут свою энергию от производства метана (CH4) путем соединения углекислот с водородом, дышат без кислорода (анаэробное дыхание). Поэтому кислород представляет для них смертельную опасность. Их жизненной средой являются болота, сточные воды, сельскохозяйственные удобрения, мусор и пищеварительная система травоядных существ. Галофильные археи, которые живут в таких соленых водах, как Соленое озеро в Турции или Красное море, нуждаются в соляных растворах, превышающих плотность соли в море в десять раз. Для термофильных архей, обитающих в очень жарких средах, наиболее благоприятной температурой является 65-85 °C. Некоторые виды живут рядом с вулканическими кратерами, где температура поднимается выше 105 °C, или же вблизи расплавленного магматического материала, который выходит прямо из глубин морей. Некоторые виды архей-психрофилов, более 80% представителей которых обитают в температурном режиме ниже 5 °C, живут в температурных условиях, близких к температуре замерзания воды.
Археи, которые в естественных условиях расщепляют органические вещества, как например, целлюлоза, и вносят лепту в цепь пищевого обмена, применяются и в промышленности. Они используются в труднореализуемых химических реакциях, ликвидации отходов, приведении низкокачественных металлических руд в годное к использованию состояние, производстве биогаза (метана) из мусора и навоза, очистке сточных вод и лакокрасочной промышленности (очистке жидкостей в цистернах анаэробической обработки).
Своей искусной работой археи демонстрируют, что бионанотехнологии, с которыми человечество знакомится только сегодня, продолжают существовать и функционировать как неотъемлемые части экосистем Земли уже многие миллиарды лет. Они, по сути, напоминают нам о Бескрайней Мудрости, Могуществе, Искусстве и Воле, стоящей за всем этим. Действительно, археи – эти мельчайшие живые существа, – вносят неоценимый вклад в решение многих проблем, с которыми мы сами никогда не смогли бы справиться. И археи, будучи прекрасными произведениями божественного искусства, указывают нам на книгу мироздания, в которой заложены ответы и решения на многие наши проблемы.
