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Tutorial MenueVom Gen zum Protein - eine EinführungLerneinheit 1 von 3

Genomstruktur in Eu- und Prokaryonten

Die Archaea

Archaea, die oft auch Archaebakterien genannt werden, bilden nach dem amerikanischen Mikrobiologen Carl Woese neben den Eubakterien und den Eukaryonten das dritte Reich des Lebens. Archaea gehören zwar auch zu den Prokaryonten, da sie keinen Zellkern haben, sind aber trotzdem keine echten Bakterien. In vielerlei Hinsicht nehmen Archaea eine Zwischenstellung ein, da sie Eingeschaften von Bakterien und Eukaryonten vereinen und damit evolutionsbiologisch zwischen diesen beiden Reichen angesiedelt sind.

Abb.1
Die drei Reiches des Lebens

Bei der Entstehung des Lebens haben sich aus einer gemeinsamen Vorläuferzelle nach heutiger Vorstellung zwei Linien entwickelt, die der Zellen mit Zellkern (Eukarya) und die der Zellen ohne Zellkern (Eubacteria). Noch bevor die Eukaryonten im Laufe ihrer Fortentwicklung den Zellkern und viele andere besondere Strukturen der eukaryontischen Zellen "erfanden", spaltete sich als dritte Linie die Archaea ab.

Die Eigenschaften der Archaea

Das Vorkommen der Archaea

Archaea werden nicht zu Unrecht oft als "Extremophile" zusammengefasst, da viele Vertreter dieser Prokaryonten an sehr spezielle Bedingungen angepasst sind, die das Leben in der Urzeit widerspiegeln. Die methanogenen (Methan-bildenden) Achaea leben unter Sauerstoff-Abschluss im Faulschlamm oder im Darm von Tieren oder Menschen und benötigen oft molekularen Wasserstoff für ihre Energiegewinnung. Die halophilen (salzliebenden) Archaea besiedeln Habitate mit extrem hohen Salzkonzentrationen wie z.B. das Tote Meer oder auch gepökelten Schinken. Diese Halophoilen nutzen auf eine besondere Art das Sonnenlicht für ihre Energiegewinnung, sie haben spezielle Pigmente in der Membran, die als lichtgetriebene Protonenpumpe fungieren. Die thermo-acidophilen Archaea kommen wiederum in extrem heißen Schwefelquellen vor, in denen bei extrem niedrigen pH-Werten und Temperaturen von über 100 °C scheinbar kein Lebewesen existieren kann. Die äußerst ungewöhnlichen Eigenschaften und Lebensräume vieler Archaea sind auch der Grund, warum diese Lebewesen erst sehr spät entdeckt wurden.

Für Wissenschaft und Industrie sind Extremophile von großem Interesse, weil aus diesen Prokaryonten Enzyme isoliert werden können, die über ganz besondere Eigenschaften verfügen. Die Enzyme der thermophilen Archaea sind z.B. für die Waschmittelindustrie hochinteressant, weil sie auch bei Temperaturen von 60 °C oder sogar 90 °C noch aktiv sind, während Enzyme normalerweise bereits bei Temperaturen über 40 °C nicht mehr arbeiten können.

Test: Pro- und Eukaryonten

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