Genetika a rozmnožování

Jak už bylo několikrát zmíněno je archeální doména nejméně probádanou doménou, a to se promítá i do znalostí archeální genetiky. Ukazuje se však, že jsou archea nesmírně pestrá, co se molekulárních mechanizmů týče. Vzhledem k jejich příbuznosti s eukaryoty, slouží archea jako zjednodušené modely pro různé molekulární pochody (např. iniciace replikace).

Replikace archeálního chromozomu

Odlišnost od domény Bacteria a naopak jistá podobnost s doménou Eucarya je počet replikačních počátků. Nejčastější počet replikačních počátků jsou tři a doposud nejvyšší počet jsou čtyři. Je zajímavé, že počet replikačních počátků nekoreluje s velikostí genomu.

Archeální genomy jsou zpravidla malé (jejich velikost se nejčastěji pohybuje mezi 1 – 5 miliony párů bází), kruhové a genově husté (mezi geny je velmi málo nevyužitého prostoru). Nejčastější velikost genomu je kolem 2 milionů párů bází. Je také nesmírně zajímavé, že existují archea s mnoha kopiemi svého chromozomu. To znamená, že po replikaci chromozomu neproběhne buněčné dělení. U některých halofilních archeí se odhaduje počet kopií hlavního chromozomu na 10 až 25 kopií. Některé kopie chromozomu nejsou úplně kompletní a říká se jim megaplazmidy. Replikační aparát archeí je úplně stejný jako u eukaryot (výjimku tvoří DNA polymeráza PolD).

Rozmnožování archeí

Po replikaci zpravidla následuje buněčné dělení. Některá archea se dělí velmi podobně jako bakterie (včetně cytoskeletální složky FtsZ), většina však k dělení využívá cytoskeletální aparát pojmenovaný Cdv. Tento aparát, podobně jako FtsZ dokáže zaškrtit buňku a oddělit vznikající dceřiné buňky. Jistým překvapením však bylo, že systém Cdv se v pozměněné formě nalézá v eukaryotických buňkách (zde pojmenovaný ESCRT-III komplex), kde zajišťuje vznik váčků uvnitř buňky.

Jedna z věcí, která komplikuje kultivaci archeí, je poměrně dlouhá generační doba. Například výše zmiňované Prometheoarchaeum se rozdělí přibližně jednou za 20 dnů. Porovnáme-li to s generační dobou E. coli, která trvá 20 minut, nepřekvapí, že zdárná kultivace většího množství prométheorcheí trvala několik let.

Introny

Další skutečnost, která archea odlišuje od bakterií je přítomnost intronů v některých genech. Přítomnost intronů byla vždy chápána jako eukaryotický výdobytek a jejich nalezení v genech archeí bylo velmi překvapivé. Je však pravda, že archeální introny nejsou přítomny v genech kódujících proteiny. Takřka výhradně se jedná o malé introny v DNA kódující tRNA a rRNA. Vystřihávány jsou odlišně od eukaryotních intronů, které používají sestřihový aparát (spliceosome).

Shrnutí

Vzhledem k tomu, že mají archea prokaryotní strukturu, najdeme u nich řadu podobností s bakteriemi. Množí se binárním dělením a je běžný horizontální přenos genetické informace. Nicméně molekulární mechanizmy týkající se replikace DNA jsou u archeí velmi podobné eukaryotům. Tento fakt je také poměrně silným tvrzením podporující teorii vzniku eukaryotické buňky z buňky archeální. Další podobnost s eukaryoty jsou větší počet replikačních počátků, či přítomnost intronů v některých genech.