Arqueas: Microorganismos Extremófilos

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¿QUÉ SON LAS ARQUEAS? 
Las arqueas son organismos microscópicos, (tamaño entre 0,1 µm a más de 15 µm), microorganismos unicelulares de morfología procariota que pueden tener flagelos, sus células están envueltas con una cubierta (pared celular) con lípidos de membrana muy distintos a las otras formas de vida, como las bacterias o los eucariotas, hecho que les confiere alta resistencia a las condiciones extremas. Su alimentación también es muy distinta a la de las bacterias, puesto que aprovechan compuestos inorgánicos como el hidrógeno, dióxido de carbono, alcoholes, azufre, hierro, entre otros. 
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS ARQUEAS 
1. Son unicelulares: tiene un individuo y una célula, esta es capaz de realizar por si sola las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción. 
2. Son procariotas: carecen tanto de orgánulos celulares como de un núcleo delimitado, por lo que el material genético se encuentra libre en el citoplasma. 
3. Se reproducen asexualmente: la célula se divide por mitosis, se generan clones. 
4. Podrían conformar una cuarta parte de la biomasa de la tierra. 
5. Viven especialmente en ambientes extremos. 
6. Su metabolismo está limitado: siempre son quimioautótrofos, obtienen la materia y la energía de la oxidación de compuestos inorgánicos. 
7. No hay ninguna especie patógena: no son capaces de colonizar tejidos u órganos de otros seres vivos para provocar enfermedades. 
8. Ninguna especie es capaz de realizar la fotosíntesis. 
9. Se separaron de las bacterias hace 3.500 millones de años: son muy distintas desde el punto de vista genético. 
10. Podría formar parte de nuestra flora intestinal. 
11. Pueden encontrarse en océanos y en el suelo. 
12. Su pared celular es distinta a la bacteriana. 
13. Su material genético tiene forma circular: reduce el riesgo de que el material genético sufra alteraciones. 
14. Tiene mecanismos de replicación del ADN similares a los eucariotas. 
15. Tienen un tamaño entre 0,1 y 15 micrómetros. 
CLASIFICACIÓN DE LAS ARQUEAS 
Hasta la década de 1970, las bacterias se consideraban un grupo homogéneo y monofilético. Cuando los biólogos comenzaron a profundizar en los estudios de ultraestructura y bioquímica celular, en particular de las vías metabólicas, pudieron comenzar a desentrañar las relaciones evolutivas entre los procariontes. La aplicación de técnicas moleculares produjo cambios radicales en la manera de entender las relaciones entre estos microorganismos. Los estudios moleculares arrojaron resultados sorprendentes; las diferencias encontradas entre distintos tipos de bacterias eran tan grandes que pusieron seriamente en duda la homogeneidad del grupo. La secuenciación de ácidos nucleicos demostró que entre las bacterias hay organismos muy alejados desde un punto de vista filogenético, tan alejados entre sí como de los eucariontes, lo cual indica que se separaron muy tempranamente. 
Sobre la base del análisis comparativo de secuencias del RNA, se establecieron tres linajes celulares o dominios distintos, entre ellos el “Dominio Arquea”. Aún hoy algunos autores ponen en duda el monofiletismo de este grupo y, así este dominio continua en discusión. 
Hay dos grandes grupos de Arqueas, el de euriarqueotas (euryarchaeota) y el de las crenarqueotas (crenarchaeota). Se ha propuesto un tercer gran grupo, el de las coriarqueotas, cuyos organismos nunca se han visto ni cultivado sino que se conocen solo por DNA recogido en ambientes naturales. Lo mismo ocurre con otros grupos de arqueas ya que muchas especies no han podido cultivarse en el laboratorio. 
	Grupo 
	Ejemplos 
	 
	Euriarqueotas 
	Methanopyrus kandleri 
	Incluye microorganismos metanógenos, 
termoacidófilos 	e hiperhalófilos. 
	
	Methanococcus jannaschii 
	
	
	Thermoplasma acidophilium 
	
	
	Halobacterium halobium 
	
	Crenarqueotas 
	Thermoproteus tenax 
	Incluye hipertermófilos, acidófilos, reductores y/u oxidantes del azufre y quimiolitoheterótrofos. 
	
	Pyrodictium abyssi 
	
	
	Sulfolobus solfataricus 
	
 
UTILIDAD DE LAS ARQUEAS 
Las arqueas tienen su importancia en la tecnología. Las extremas condiciones en las que estos microorganismos pueden desarrollarse, han sido estudiadas en profundidad, y se ha visto que esto es posible gracias a que estos microorganismos disponen de determinados enzimas que permiten que esto sea posible. Gracias a esto, algunas de estas enzimas se están utilizando hoy en día para realizar reacciones en condiciones extremas. Existen arqueas metanógenas que son utilizadas para el tratamiento en depuradoras de aguas residuales, al realizar la digestión anaeróbica de los residuos, produciendo biogás, y las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas, pudiendo realizar su función a más de 100ºC, con lo que pueden procesarse alimentos a elevadas temperaturas (leche baja en lactosa o suero de leche). Las enzimas de las arqueas termófilas también tienden a ser muy estables en solventes orgánicos, por lo que pueden utilizarse en una amplia gama de procesos respetuosos con el medio ambiente para la síntesis de compuestos orgánicos. 
PAPEL DE LAS ARQUEAS EN LA ENFERMEDAD HUMANA 
A diferencia de las bacterias, la diversidad de las arqueas en el cuerpo humano es sustancialmente menor, incluidos los representantes de un solo filo, Euryarchaeota. El filo incluye tres especies: Methanobrevibacter smithii, que se encuentra principalmente en el intestino y la vagina (Miller y Wolin, 1982; Belay et al., 1990); Methanosphaera stadtmanae, que se encuentra principalmente en el intestino (Miller y Wolin, 1985); y M. oralis, que se encuentra principalmente en la cavidad oral (Belay et al., 1988; Ferrari et al., 1994). En comparación con las bacterias, la abundancia relativa de arqueas también es mucho menor (Miller y Wolin, 1982), aunque las recientes mejoras en el cultivo y la detección de ADN pueden ayudar a estimar estos números con mayor precisión (Dridi et al., 2009; Khelaifia et al., 2013). 
El primer trabajo que sugiere una asociación de las arqueas con la enfermedad gastrointestinal humana se publicó en 1985 (McKay et al., 1985). Los pacientes con enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa y neumatosis intestinal primaria mostraron una incidencia significativamente menor de excreción de metano en comparación con los sujetos sanos. 
Los casos mejor estudiados de una posible participación de las arqueas en la patología humana, sin embargo, están relacionados con la enfermedad periodontal. 
El papel de las arqueas en la enfermedad periodontal no puede interpretarse dentro de los marcos de una interacción típica huésped-patógeno, y tenemos que reconocer que estos no son patógenos de buena fe. Su participación en la enfermedad todavía puede interpretarse desde el punto de vista de las enfermedades polimicrobianas que recientemente ha ganado considerable atención (Peters et al., 2012). Las enfermedades involucran comunidades microbianas complejas en lugar de casos claros de infecciones monoculturales por patógenos clásicos. 
La interacción huésped-microbio afinada que ha estado evolucionando durante las largas adaptaciones coevolutivas de ambos lados entre sí es en gran medida mutua, pero puede verse comprometida debido a defectos genéticos y / o factores ambientales (Khachatryan et al., 2008; Littman y Pamer, 2011). Debido a un mal funcionamiento de la interfaz, un subconjunto de bacterias normalmente simbióticas podría mostrar propiedades potencialmente patógenas; por lo tanto, se les ha llamado "patobiontes" para diferenciarse de los patógenos "clásicos", adquiridos u oportunistas (Chow et al., 2011). 
Actualmente, no hay evidencia sustancial que respalde las propiedades patógenas de las Arqueas. Lo mejor que pueden hacer es cesar la oportunidad creada por los procesos patológicos y ocupar los microambientes adecuados para este tipo de metabolismo hidrogenotrófico anaeróbico. Estos nichos, sin embargo, también pueden ser ocupados por otra microbiota con propiedades metabólicas similares. 
 	 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
· BertóNavarro, R. (2019, 11 enero). Las Arqueas: Un mundo microbiológico por descubrir. Blog sobre seguridad alimentaria. Recuperado 28 de agosto de 2022, de https://www.betelgeux.es/blog/2018/02/26/las-arqueas-todo-unmundo-microbiologico-por-descubrir/ 
· Prieto, P. B. (2022, 29 agosto). Reino Arquea: características, anatomía y fisiología. médico plus. Recuperado 29 de agosto de 2022, de https://medicoplus.com/ciencia/reino-arquea 
· Curtis, H., Barnes, S., Schnek, A., & Flores, G. (2010). Invitación a la biología (6.a ed.). Editorial Médica Panamericana. 
· Aminov, R. I. (2013). Role of archaea in human disease. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 3. https://doi.org/10.3389/fcimb.2013.00042