Che differenze ci sono tra i ribosomi degli eubatteri e quelli degli archebatteri?

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Gli esseri viventi sono distinti in base alla presenza del nucleo nelle cellule: gli Eucarioti lo possiedono, a differenza dei Procarioti. A loro volta, questi ultimi sono divisi in Eubatteri e Archeobatteri: un’importante differenza riguarda le sequenze degli RNA costituenti i ribosomi.

I ribosomi sono gli organuli deputati alla sintesi proteica. Sono costituiti da proteine e RNA ribosomali (rRNA) che si assemblano a formare una subunità maggiore, di 60S negli Eucarioti e di 50S nei Procarioti, e una subunità minore, rispettivamente di 40 e 30S, per dimensioni complessive di 80 e 70S. Gli rRNA negli Eucarioti sono quattro, di 28,18, 5,8 e 5S: nei Procarioti sono tre, di 23, 16 e 5S.

La seguente tabella riassume le differenze più significative nella sequenza degli rRNA tra i tre domini in riferimento agli rRNA 16S o 18S; con Y s’intende un nucleotide con base azotata pirimidinica qualsiasi (U o C), con R una purina (G o A), con N una base qualunque.

                                                                         % di organismi in cui è stata trovata

Sequenza nucleotidica
Posizione (appr.)
 Archeobatteri
Eubatteri
Eucarioti
CACYYG
315
0
>95
0
CYAAYUNYG
510
0
>95 
0
AAACUCAAA
910
3
100
0
AAACUUAAAG
910
100
0
100
NUUAAUUCG
960
0
>95
0
YUYAAUUG
960
100
<1
100
CAACCYYCR
1110
0
>95
0
UUCCCG
1380
0
>95
0
UCCCUG
1380
>95
0
100
CUCCUUG
1390
>95
0
0
UACACACCG
1400
0
>99
100
CACACACCG
1400
100
0
0


Per completezza d’informazione, va considerata anche la variabilità di sequenza in tre singole posizioni.

                                                                        % di organismi in cui è stata trovata

Singola base
Posizione
Archeobatteri
Eubatteri
Eucarioti
U
549
98
0
0
A
675
0
100
2
U
880
0
2
100

Sebbene le differenze di sequenza non corrispondano a differenze funzionali, esse sono abbastanza significative da essere usate come marcatori molecolari per la classificazione di microrganismi e per stabilire le distanze filogenetiche in modelli evolutivi. Già ad una prima analisi si vede infatti che gli Archeobatteri sono filogeneticamente più vicini agli Eucarioti che agli Eubatteri, pertanto l’albero universale della vita è stato riformulato.
 
 

I tre domini derivano tutti da un progenitore comune, la cosiddetta radice dell’albero, da cui si sono sviluppate due linee evolutive principali, quella degli Eubatteri e degli Archeobatteri ed Eucarioti. Gli ultimi due si sono separati più recentemente, ma la divergenza evolutiva che ha portato gli Archeobatteri è avvenuta vicino alla radice dell’albero senza portare ad una particolare evoluzione, perciò sono considerati i più primitivi; l’omologia di sequenza con i più evoluti, gli Eucarioti, si può riscontrare solo in strutture evolutivamente molto conservate, come sono appunto gli rRNA ribosomali. L’ipotesi della primitività degli Archeobatteri è supportata dal fatto che essi  vivono in ambienti estremi, che riflettono le condizioni in cui si è generata la vita sulla terra per il basso pH, le alte temperature e l’alta salinità.
                                                                                                                   
 Fonti:
”Brock biology of microorganisms”; Madigan, Martinko, Parker; Prentice Hall
“Genetica”; Russel; Edises.
 
Link utile per approfondire le differenze tra Archeobatteri ed Eubatteri:
 
Glossario:
Nucleo: organulo dotato di membrana che racchiude il DNA.
S: Svedberg,  è un coefficiente di sedimentazione che tiene conto di massa e forma di una molecola.
Organuli: sono strutture interne alla cellula con determinate funzioni, il più delle volte delimitate da membrana

RNA: acido ribonucleico, è codificato a partire dal DNA attraverso un processo detto trascrizione; un gene codifica per un RNA, che può essere messaggero (mRNA, da cui vengono tradotte le proteine), transfer (tRNA, coinvolto nella sintesi proteica), ribosomale (rRNA) o nucleare (snRNA, solo in Eucarioti, implicato nel processamento dell’ mRNA). Dal DNA differisce per lo zucchero, il ribosio, e per la presenza della base azotata uracile (U) al posto della timina (T).