Arkea
Faktor yang memperrumit termasuk klaim bahwa hubungan antara eukariota dan filum arkea Crenarchaeota lebih dekat daripada hubungan antara Euryarchaeota dan filum Crenarchaeota dan adanya gen seperti-arkea pada bakteri tertentu, seperti "Thermotoga maritima", dari transfer gen horizontal. Hipotesis standar menyatakan bahwa nenek moyang eukariota menyimpang awal dari Archaea, dan
bahwa eukariota muncul melalui fusi dari archaea dan eubacterium, yang menjadi inti dan sitoplasma; ini menjelaskan berbagai kesamaan genetik tetapi berjalan ke dalam kesulitan menjelaskan struktur sel. Sebuah hipotesis alternatif, hipotesis eosit, berpendapat bahwa Eukaryota muncul relatif terlambat dari Archaea.
Sebuah garis keturunan baru ditemukan dari arkea, "Lokiarchaeum" (dari filum baru Lokiarchaeota), dinamakan untuk ventilasi hidrotermal yang disebut Kastil Loki di Samudra Arktik, telah ditemukan paling erat kaitannya dengan eukariota. Organisme ini telah disebut organisme peralihan antara prokariota dan eukariota.
Sampai saat ini, beberapa filum saudara dari "Lokiarchaeota" telah ditemukan ("Thorarchaeota", "Odinarchaeota", "Heimdallarchaeota"), semuanya membentuk sebuah supergrup Asgard yang baru diajukan, yang mungkin merupakan takson saudara dari TACK. Rincian dari hubungan anggota Asgard dan eukariota masih dalam pertimbangan.
Berbagai arkea individu dari 0.1 mikrometer (m) sampai lebih dari 15 m dengan diameter, dan terjadi dalam berbagai bentuk, umumnya sebagai bola, batang, spiral atau piring. Morfologi lain di Crenarchaeota termasuk sel berlobus yang bentuknya tidak teratur di "Sulfolobus", filamen seperti-jarum yang kurang dari setengah mikrometer diameter di "Thermofilum", dan batang hampir sempurna
persegi panjang di "Thermoproteus" dan "Pyrobaculum". "Haloquadratum walsbyi" adalah arkea persegi yang datar, yang hidup di kolam hypersaline. Bentuk yang tidak biasa ini mungkin dipertahankan baik oleh dinding sel mereka dan sitoskeleton prokariotik. Protein yang terkait dengan komponen sitoskeleton organisme lain ada di arkea, dan filamen terbentuk dalam sel mereka, tetapi
berbeda dengan organisme lain, struktur seluler ini kurang dipahami. Dalam "Thermoplasma" dan "Ferroplasma" ketiadaan dinding sel berarti bahwa sel memiliki bentuk yang tidak teratur, dan dapat menyerupai ameba.
Beberapa spesies membentuk agregat atau filamen sel hingga panjang 200 m. Organisme ini bisa menonjol dalam biofilm. Khususnya, agregat sel "Thermococcus coalescens" menyatu bersama dalam kultur, membentuk sel-sel raksasa tunggal. Arkea di genus "Pyrodictium" menghasilkan koloni multisel rumit yang melibatkan jajaran panjang, tabung berongga tipis yang disebut "kanula"
yang menonjol dari permukaan sel dan menghubungkan mereka ke dalam aglomerasi padat seperti-semak. Fungsi dari kanula ini tidak diselesaikan, tetapi mereka dapat memungkinkan komunikasi atau pertukaran nutrisi dengan tetangga. Koloni multi-spesies yang ada, seperti komunitas "string-of-pearls" yang ditemukan pada tahun 2001 di sebuah rawa Jerman. Koloni
putaran keputihan dari novel spesies Euryarchaeota spasi sepanjang filamen tipis yang dapat berkisar hingga 15 sentimeter (5.9 in) panjang; filamen ini terbuat dari spesies bakteri tertentu.
Arkea dan bakteri memiliki struktur sel yang umumnya sama, tetapi komposisi dan organisasi sel memisahkan arkea. Seperti bakteri, arkea tidak memiliki membran interior dan organel. Seperti bakteri, membran sel arkea biasanya dibatasi oleh dinding sel dan mereka berenang menggunakan satu atau lebih flagela. Secara struktural, arkea paling mirip dengan bakteri gram-positif.
Kebanyakan memiliki membran plasma dan dinding sel tunggal, dan tidak ada ruang periplasmik; pengecualian untuk aturan umum ini adalah "Ignicoccus", yang memiliki sebuah periplasma sangat besar yang berisi vesikel bermembran dan tertutup oleh membran luar.
Kebanyakan arkea (tapi tidak "Thermoplasma" dan "Ferroplasma") memiliki dinding sel. Dalam kebanyakan arkea dinding dirakit dari protein permukaan-lapisan, yang merupakan lapisan-S. Sebuah S-layer adalah array kaku protein molekul yang menutupi bagian luar sel (seperti zirah rantai). Lapisan ini menyediakan baik perlindungan kimia dan fisik, dan dapat mencegah makromolekul
mengalami kontak dengan membran sel. Tidak seperti bakteri, arkea tidak memiliki peptidoglikan di dinding sel mereka. Methanobacteriales memiliki dinding sel yang mengandung pseudopeptidoglikan, yang menyerupai peptidoglikan eubacteria dalam morfologi, fungsi, dan struktur fisik, tetapi pseudopeptidoglikan berbeda dalam struktur kimia; tidak memiliki asam amino-D dan asam N-asetilmuramat.
Flagela arkea beroperasi seperti flagela bakteri-mereka tangkai panjang digerakkan oleh motor berputar di dasar. Motor ini didukung oleh gradien proton melintasi membran. Namun, flagela arkea terutama berbeda dalam komposisi dan pengembangan. Kedua jenis flagela berevolusi dari nenek moyang yang berbeda. Flagela bakteri memiliki satu nenek moyang dengan sistem sekresi tipe III,
sementara flagela arkea tampaknya telah berevolusi dari tipe IV pili bakteri. Berbeda dengan flagela bakteri, yang berongga dan dirakit oleh subunit bergerak naik pori pusat ke ujung flagela tersebut, flagela arkea disintesis dengan menambahkan subunit di dasar.
Membran arkea terbuat dari molekul yang sangat berbeda dari molekul di bentuk kehidupan lain, menunjukkan arkea yang terkait jauh dari bakteri dan eukariota. Dalam semua organisme, membran sel yang terbuat dari molekul yang dikenal sebagai fosfolipid. Molekul-molekul ini memiliki kedua bagian kutub yang larut dalam air ("kepala" fosfat), dan bagian non-polar "berminyak" yang tidak larut
dalam air (ekor lipid). Bagian-bagian yang berbeda dihubungkan oleh gugus gliserol. Dalam air, fosfolipid mengelompok, dengan kepala menghadap air dan ekor menghadap jauh dari air. Struktur utama dalam membran sel adalah lapisan ganda fosfolipid ini, yang disebut lipid bilayer.
Arkea menunjukkan berbagai macam reaksi kimia dalam metabolisme mereka dan menggunakan banyak sumber energi. Reaksi-reaksi ini diklasifikasikan ke dalam kelompok nutrisi, tergantung pada sumber-sumber energi dan karbon. Beberapa arkea memperoleh energi dari senyawa anorganik seperti belerang atau amoniak (mereka litotrof). Ini termasuk nitrifier, metanogen dan oksidan metana
anaerob. Dalam reaksi ini satu senyawa memberikan elektron kepada senyawa yang lain (dalam reaksi redoks), melepaskan energi untuk bahan bakar aktivitas sel. Satu senyawa bertindak sebagai donor elektron dan satu sebagai akseptor elektron. Energi yang dilepaskan menghasilkan adenosina trifosfat (ATP) melalui kemiosmosis, dalam proses dasar yang sama yang terjadi di mitokondria sel eukariotik.
Kelompok lain dari arkea menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi (mereka fototrof). Namun, fotosintesis yang menghasilkan oksigen tidak terjadi dalam organisme-organisme ini. Banyak jalur metabolik dasar dibagi antara semua bentuk kehidupan; misalnya, arkea menggunakan bentuk modifikasi dari glikolisis (jalur Entner-Doudoroff) dan baik siklus asam sitrat lengkap atau parsial.
Kesamaan dengan organisme lain ini mungkin mencerminkan baik asal usul awal dalam sejarah hidup dan tingkat efisiensi yang tinggi.
Beberapa euryarchaeota adalah metanogen yang hidup di lingkungan anaerobik, seperti rawa-rawa. Bentuk metabolisme ini berkembang awal, dan bahkan mungkin bahwa organisme hidup bebas pertama adalah metanogen. Reaksi umum melibatkan penggunaan karbon dioksida sebagai akseptor elektron untuk mengoksidasi hidrogen. Metanogenesis melibatkan berbagai koenzim yang unik untuk arkea
ini, seperti koenzim M dan metanofuran. Senyawa organik lain seperti alkohol, asam asetat atau asam format yang digunakan sebagai alternatif akseptor elektron oleh metanogen. Reaksi-reaksi ini sering terjadi pada arkea yang tinggal di usus. Asam asetat juga dipecah menjadi metana dan karbon dioksida secara langsung, oleh arkea "asetotrofik". Asetotrof ini arkea