Arkeler (=Archaea)

Arkeler, bazı özellikleri bakterilere bazı özellikleri ökaryotlara benzer. Ancak bu denli uzun zaman ayrı bir evrimsel yolda ilerlemiş bir taksonun da ender özellikler taşıması beklenen bir durumdur.

Archaea domainine ilk katılan prokaryotlar o denli zorlu koşullarda yaşıyorlardı ki, çok az mikroorganizma buralarda yaşayabilirdi. Böyle organizmalara zorlu koşulları seven anlamında olan ekstremofil denmekte olup, içlerinde ekstrem halofiller (yani aşırı tuzlu ortamda yaşayanlar), ekstrem termofiller (yani aşırı sıcak ortamlarda yaşayanlar) de yer alır.

Arkeler, yakın zamana kadar bakterilerle aynı kategoride incelenmiştir. Daha sonraki yıllarda arkelerin hücresel yapısı, yaşama ortamı, metabolik ve filogenetik özellikler bakımından bakterilerden farklı olduğu anlaşılmış ve ayrı bir âlem olarak sınıflandırılmıştır.

Arkelerin hücre duvarı bakterilerden farklı olarak pseudopeptidoglikan yapıdadır. Bazılarının kalıtım materyallerinin yapısında histon proteinleri bulunur. Arkeler diğer canlıların yaşayamadığı uç (ekstrem) koşullarda yaşayabilen ve bu koşullara yapısal ve moleküler düzeyde uyum yapabilen prokaryotlardır. Bu mikrorganizmaların enzimlerinin, olumsuz koşullara dayanıklı olması endüstriyel açıdan onları önemli hale getirmiştir. Çünkü kimyasal işlemler, yüksek basınç ve yüksek sıcaklık gibi olumsuz koşullardan etkilenmez.

Arkeler âleminde yer alan türler; yaşadıkları ortamın ekstrem koşullarına göre metanojenler, psikrofiller, termofiller, halofiller, asidofiller ve alkalifiller olmak üzere 6 grupta incelenmektedir.

Metanojenler, metabolik faaliyetleri sırasında metan gazı (CH4) oluşturdukları için bu şekilde adlandırılmıştır. Oksijensiz ortamlarda yaşamaya uyum sağladığı için metanojenler; çiftliklerdeki hayvan gübrelerinde, çöplüklerde, bataklıklarda, otçul hayvanların sindirim sisteminde, kirlenmiş sularda ve okyanusların dip kısımlarında yaşar. Metan gazı oluşturmaları arkelerin endüstriyel açıdan önemli canlılar hâline gelmesine yol açmıştır. Bu nedenle arkelerden günümüzde biyogaz üreten tesislerde faydalanılmaktadır.

Psikrofiller, diğer canlı türlerinin yaşama imkanı bulamadığı çok soğuk ortamlarda yaşar. Genetik özellikleri sayesinde -20°C’den daha düşük sıcaklıklara uyum sağlar. Soğuk seven arkeler de denir. Psikrofillerin enzimleri; peynirin olgunlaştırılmasında, süt ve deterjan endüstrisinde kullanılmaktadır.

Termofiller, aşırı sıcak ortamları seven arkelerdir. Termofiller; jeotermal kaynaklarda, yanardağ bacalarında, denizlerin dip kısımlarındaki termal alanlarda yaşayabilir ve 121°C’ye kadar olan yüksek sıcaklıklara uyum sağlayabilir. Termofilllerin enzimleri; tatlandırıcılar için glikoz ve fruktoz üretiminde, kağıt beyazlatmada, deterjan sanayinde ve genetik mühendisliğinde kullanılır.

Halofiller, aşırı tuzlu ortama uyum sağlamış arkelerdir. Tuz Gölü gibi yüksek tuzluluk oranına sahip ortamlarda yaşayabilirler. Günümüzde halofil arkelerin tuzluluğa dayanıklı olmasını sağlayan genlerinin gelişmiş bitkilere aktarılarak bunların da tuza dayanıklı hâle getirilmesi konusunda araştırmalar yapılmaktadır. Böylece tuzlu topraklarda yetiştirilen ekonomik bitkilerden yüksek verim alınması amaçlanmaktadır.

Asidofiller, kuvvetli asidik ( pH< 3) ortamda canlılık faaliyetlerini sürdürebilen arkelerdir. Bu arkelerin enzimleri, kömürün yanması sonucu açığa çıkan kükürtlü bileşikleri azaltmak için kullanılır.

Alkalifiller, kuvvetli bazik ortamlarda ( pH> 8) yaşayabilir. Alkalifillerin enzimleri deterjan endüsrisinde kullanılır.