El grupo más antiguo, las arqueobacterias, constituyen un fascinante conjunto de organismos y por sus especiales características se considera que conforman un Dominio separado: Archaea.
Fenotípicamente, Archaea son muy parecidos a las Bacterias. La mayoría son pequeños (0.5-5 micras) y con formas de bastones, cocos y espirilos. Las Archaea generalmente se reproducen por fisión, como la mayoría de las Bacterias. Los genomas de Archaea son de un tamaño sobre 2-4 Mbp, similar a la mayoría de las Bacterias. Si bien lucen como bacterias poseen características bioquímicas y genéticas que las alejan de ellas. Por ejemplo:
- no poseen paredes celulares con peptidoglicanos.
- presentan secuencias únicas en la unidad pequeña del ARNr.
- poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las bacterias como de los eucariotas (incluyendo enlaces éter en lugar de enlaces éster).
Hoy se encuentran restringidas a hábitats marginales como fuentes termales, depósitos profundos de petróleo caliente, fumarolas marinas, lagos salinosos (incluso en el mar Muerto...). Por habitar ambientes "extremos", se las conocen también con el nombre de extremófilas.
Se considera que las condiciones de crecimiento semejan a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra por ello a estos organismos se los denominó arqueobacterias (del griego arkhaios = antiguo).
Las cianobacterias, de color verde azul, pequeñas, pero sin llegar al tamaño de las bacterias, no tienen una organización como la de la célula eucariota pero constan de: una vaina que actúa como medio para evitar la deshidratación la vaina está formada de pectina. Bajo la vaina se encuentra la pared formada por ácido murámico y celulosa y bajo ella la membrana protoplasmática. En el interior de la célula se distinguen dos partes: el nucleoplasma lugar donde se encuentra el ADN y el cromatoplasma.
Tienen pigmentos con unas estructuras alargadas llamadas tilacoides, tienen pigmentos de clorofila, xantofilas y carotenos aparece también un pigmento la ficobilina localizado en los ficobilisomas; con este amplio conjunto de pigmentos están en disposición de absorber la mayor parte de radiaciones.
Asimilan el glucógeno como fuente de glúcidos, el glucógeno se almacena en el citoplasma, también son capaces de captar nitrógeno y almacenarlo.
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