PERBEDAAN UTAMA ANTARA ARCHAEA DAN BAKTERI - BIOLOGI - 2025

Perbedaan utama antara archaea dan bakteri didasarkan pada aspek molekuler-struktural dan metabolisme yang akan kita kembangkan di bawah ini. Domain Archaea secara taksonomi mengelompokkan mikroorganisme uniseluler yang memiliki morfologi sel prokariotik (tanpa membran inti, atau membran organel sitoplasma), karakteristik yang menyerupai bakteri.

Namun, ada juga ciri-ciri yang memisahkan mereka, karena archaea diberkahi dengan mekanisme adaptasi yang sangat khusus yang memungkinkan mereka hidup di lingkungan dengan kondisi ekstrim.

Gambar 1. Bakteri Escherichia coli. Sumber: NIAID, melalui Wikimedia Commons

Domain bakteri mengandung bentuk bakteri paling melimpah yang disebut eubacteria, atau bakteri sejati. Ini juga organisme uniseluler, mikroskopis, prokariotik yang hidup di lingkungan apa pun dengan kondisi sedang.

Evolusi taksonomi kelompok ini

Pada abad ke-4 SM, makhluk hidup diklasifikasikan menjadi dua kelompok: hewan dan tumbuhan. Van Leeuwenhoek, pada abad ketujuh belas, dengan menggunakan mikroskop yang dibuatnya sendiri, mampu mengamati mikroorganisme yang hingga saat itu tidak terlihat dan menggambarkan protozoa dan bakteri dengan nama "animáculos".

Pada abad ke-18, "hewan mikroskopis" dimasukkan ke dalam klasifikasi sistematis Carlos Linneo. Pada pertengahan abad kesembilan belas, sebuah kerajaan baru mengelompokkan bakteri: Haeckel mendalilkan sistematik berdasarkan tiga kerajaan; kingdom Plantae, kingdom Animalia, dan kingdom Protista, yang mengelompokkan mikroorganisme dengan nukleus (alga, protozoa dan fungi) dan organisme tanpa nukleus (bakteri).

Sejak tanggal ini, beberapa ahli biologi telah mengusulkan sistem klasifikasi yang berbeda (Chatton pada tahun 1937, Copeland pada tahun 1956, Whittaker pada tahun 1969) dan kriteria untuk mengklasifikasikan mikroorganisme, awalnya berdasarkan perbedaan morfologi dan perbedaan pewarnaan (pewarnaan Gram), mereka menjadi berdasarkan perbedaan metabolisme dan biokimia.

Pada tahun 1990, Carl Woese, yang menerapkan teknik pengurutan molekuler dalam asam nukleat (ribosomal ribonucleic acid, rRNA), menemukan bahwa di antara mikroorganisme yang dikelompokkan sebagai bakteri, terdapat perbedaan filogenetik yang sangat besar.

Penemuan ini menunjukkan bahwa prokariota bukanlah kelompok monofiletik (dengan nenek moyang yang sama) dan Woese kemudian menyarankan tiga domain evolusioner yang dia beri nama: Archaea, Bacteria dan Eukarya (organisme sel berinti).

Karakteristik Diferensial Archaea dan Bakteri

Organisme Archaea dan Bakteri memiliki karakteristik yang sama yaitu keduanya uniseluler, bebas atau teragregasi. Mereka tidak memiliki inti atau organel yang ditentukan, mereka memiliki ukuran sel rata-rata antara 1 hingga 30μm.

Mereka menyajikan perbedaan yang signifikan sehubungan dengan komposisi molekuler dari beberapa struktur dan dalam biokimia dari metabolisme mereka.

Habitat

Spesies bakteri hidup di berbagai habitat: mereka berkoloni di perairan payau dan segar, lingkungan yang panas dan dingin, tanah berawa, sedimen laut dan celah batu, dan mereka juga dapat hidup di udara atmosfer .

Mereka dapat hidup bersama organisme lain di dalam saluran pencernaan serangga, moluska dan mamalia, rongga mulut, saluran pernapasan dan saluran urogenital mamalia, dan darah vertebrata.

Gambar 2. Mata air panas, habitat ekstrim dimana organisme dari kelompok Archaea mendiami, yang biasanya memberi warna cerah. Sumber: CNX OpenStax melalui wikipedia

Juga mikroorganisme yang termasuk dalam Bakteri dapat berupa parasit, simbion atau komensal ikan, akar dan batang tumbuhan, mamalia; mereka dapat dikaitkan dengan jamur lumut dan protozoa. Mereka juga bisa menjadi kontaminan makanan (daging, telur, susu, makanan laut, dan lain-lain).

Spesies dari kelompok Archaea memiliki mekanisme adaptasi yang memungkinkan mereka hidup di lingkungan dengan kondisi ekstrim; mereka dapat hidup pada suhu di bawah 0 ° C dan di atas 100 ° C (suhu yang tidak dapat didukung oleh bakteri), dalam pH basa atau asam yang ekstrim dan konsentrasi garam yang jauh lebih tinggi daripada di air laut.

Organisme metanogenik (yang menghasilkan metana, CH ₄ ) juga termasuk dalam domain Archaea.

Membran plasma

Selubung sel prokariotik umumnya dibentuk oleh membran sitoplasma, dinding sel, dan kapsul.

Membran plasma organisme dari kelompok Bakteri tidak mengandung kolesterol atau steroid lain, melainkan asam lemak linier yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan tipe ester.

Membran anggota Archaea dapat dibentuk oleh lapisan ganda atau lapisan tunggal lipid, yang tidak pernah mengandung kolesterol. Membran fosfolipid terdiri dari rantai panjang, hidrokarbon bercabang yang dihubungkan dengan gliserol oleh ikatan tipe eter.

Dinding seluler

Dalam organisme dari kelompok Bakteri, dinding sel terdiri dari peptidoglikan atau murein. Organisme Archaea memiliki dinding sel yang mengandung pseudopeptidoglikan, glikoprotein atau protein, sebagai adaptasi terhadap kondisi lingkungan yang ekstrim.

Selain itu, mereka dapat menghadirkan lapisan luar protein dan glikoprotein, yang menutupi dinding.

Asam ribonukleat ribosom (rRNA)

RRNA adalah asam nukleat yang berpartisipasi dalam sintesis protein - produksi protein yang dibutuhkan sel untuk memenuhi fungsinya dan untuk perkembangannya -, mengarahkan langkah-langkah perantara dari proses ini.

Urutan nukleotida dalam asam ribonukleat ribosom berbeda pada organisme Archaea dan Bakteri. Fakta ini ditemukan oleh Carl Woese dalam studinya tahun 1990, yang mengakibatkan pemisahan organisme ini menjadi dua kelompok berbeda.

Produksi endospora

Beberapa anggota kelompok Bakteri dapat menghasilkan struktur kelangsungan hidup yang disebut endospora. Ketika kondisi lingkungan sangat merugikan, endospora dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya selama bertahun-tahun, dengan metabolisme nol.

Spora ini sangat tahan terhadap panas, asam, radiasi, dan berbagai bahan kimia. Dalam kelompok Archaea, tidak ada spesies yang membentuk endospora yang dilaporkan .

Gerakan

Beberapa bakteri memiliki flagela yang memberikan mobilitas; spirochetes memiliki filamen aksial yang dengannya mereka dapat bergerak dalam cairan, media kental seperti lumpur dan humus.

Beberapa bakteri ungu dan hijau, cyanobacteria, dan Archaea memiliki vesikula gas yang memungkinkan mereka bergerak dengan cara mengambang. Spesies Archaea yang diketahui tidak memiliki pelengkap seperti flagela atau filamen.

Gambar 3. Río Tinto, lingkungan ekstrim di Huelva, Spanyol dimana Arqueas dari marga Metallosphaera dan Sulfolobus berkembang. Sumber: Riotinto2006, dari Wikimedia Commons

Fotosintesis

Dalam domain Bakteri terdapat spesies cyanobacteria yang dapat melakukan fotosintesis oksigenik (yang menghasilkan oksigen), karena memiliki klorofil dan fikobilin sebagai pigmen aksesori, senyawa yang menangkap sinar matahari.

Kelompok ini juga mengandung organisme yang melakukan fotosintesis anoksigenik (yang tidak menghasilkan oksigen) melalui bakteri klorofil yang menyerap sinar matahari, seperti: belerang merah atau ungu dan bakteri non belerang merah, belerang hijau, dan bakteri non belerang hijau.

Dalam domain Archaea, spesies fotosintetik belum dilaporkan, tetapi genus Halobacterium, dari halofit ekstrim, mampu menghasilkan adenosin trifosfat (ATP), dengan penggunaan sinar matahari tanpa klorofil. Mereka memiliki pigmen ungu retinal, yang mengikat protein membran dan membentuk kompleks yang disebut bakteriorhodopsin.

Kompleks bakteriorhodopsin menyerap energi dari sinar matahari dan ketika dilepaskan dapat memompa ion H ⁺ ke luar sel dan meningkatkan fosforilasi ADP (adenosin difosfat) menjadi ATP (adenosin trifosfat), dari mana mikroorganisme memperoleh energi.

Referensi

1. Barraclough TG dan Nee, S. (2001). Filogenetik dan spesiasi. Tren Ekologi dan Evolusi. 16: 391-399.
2. Doolittle, WF (1999). Klasifikasi filogenetik dan pohon universal. Ilmu. 284: 2124-2128.
3. Keshri, V., Panda, A., Levasseur, A., Rolain, J., Pontarotti, P. dan Raoult, D. (2018). Analisis Filogenomik β-Laktamase di Archaea dan Bakteri Memungkinkan Identifikasi Anggota Baru Putatif. Genom Biologi dan Evolusi. 10 (4): 1106-1114. Genom Biologi dan Evolusi. 10 (4): 1106-1114. doi: 10.1093 / gbe / evy028
4. Whittaker, RH (1969). Konsep baru kerajaan organisme. Ilmu. 163: 150-161.
5. Woese, CR, Kandler, O. dan Wheelis, ML (1990). Menuju sistem alami organisme: proposal untuk domain Archaea, Bakteri dan Eukarya. Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Alam. PENGGUNAAN. 87: 45-76.