Κυτταρική βιολογία / Διάλεξη 1 / 1η Διάλεξη - Παναγιωτίδης Χρήστος (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2014)
1η Διάλεξη: Λοιπόν, η πρώτη μας διάλεξη σήμερα στην κυταρική βιολογία για φυτές φαναγκευτικής έχει σαν θέμα την εισαγωγή στο κύταρο και στα ιστατικά του. Πρώτα θα καταλάβουμε, σε σχέση με το αντικείμενο, τι είναι το κύταρο και γιατί είναι σημαντικό για ένα φυτητή φαναγκευτικής. Και αυτό που το κάνει σημαντικό είναι ότι, επειδή από κύταρα, όπως θα δούμε, αποτελούνται όλοι οι οργανισμοί, έτσι και στη φαναγκευτική το κύταρο είναι ο στόχος της επίδρασης των φαρμάκων. Και μερικές φορές κάποια κύταρα προσπαθούμε να τα σκοτώσουμε, όπως για παράδειγμα, νυπαθογόνα, βακτήρια, καρκινικά κύταρα. Και τις άλλες φορές προσπαθούμε να τους αλλάξουμε τη λειτουργία προς όφελος της υγείας του ανθρώπου. Επομένως μας ενδιαφέρει πάρα πάρα πολύ να καταλάβουμε το κύταρο σαν στόχο φαναγκευτικής παρέμβασης. Αλλά όχι μόνο. Και αυτό γιατί το κύταρο είναι η βασική μονάδα της ζωής. Πώς το καταλαβαίνουμε αυτό? Όλοι οι έμβοιοι οργανισμοί, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, ανεξάρτητα αν μιλάμε για τα απλά τα βακτήρια ή απλούς μονοκύταρους ευχαριωτικούς οργανισμούς ή πιο πολύπλοκους οργανισμούς, όλοι αποτελούνται από κύταρα. Όλοι. Άρα μπορούμε να πούμε ότι το κύταρο είναι η βασική μονάδα της ζωής και είναι βασική μονάδα γιατί είναι η θεμελιώδης μονάδα η οποία χαρακτηρίζει την ίδια τη ζωή. Το ίδιο δεν μπορεί να το πει κανείς για απλούστερες οντότητες, δομικές μονάδες όπως τα άτομα, τα ιόντα ή τα μόρια, τα οποία χαρακτηρίζουν κυρίως την άψυχη ύλη, αλλά όχι μόνο και τη ζωντανή, αλλά σίγουρα δεν μπορούμε να πούμε ότι είναι χαρακτηριστικά μόνο της ζώσας ύλης, μόνο της ζωής. Άρα για να καταλάβουμε πραγματικά τις διαφορές μεταξύ της άψυχης και της ζώσας ύλης πρέπει να καταλάβουμε τι είναι και πώς λειτουργεί ένα κυτάρο. Γιατί μέσα σ' αυτές τις δομές των κυτάρων, μέσα στα χύταρα, λαμβάνουν χώρα όλες οι ενδειδράσεις που είναι απαραίτητες για να διατηρηθεί η ζωή, γιατί είναι ένα περιβάλλον μέσα στο οποίο τα διάφορα ιόντα και μόρια ενός κυτάρου είναι επακριβώς οργανωμένα έτσι ώστε να επιτελέσουν όλες οι βιολογικές λειτουργίες, όλες οι βιοχημικές ενδειδράσεις. Το κύτταρο το ίδιο μπορούμε να πούμε ότι είναι μια ολοκληρωμένη μεταβολική μονάδα. Και τι σημαίνει μια ολοκληρωμένη μεταβολική μονάδα. Σημαίνει πάρα πολύ απλά ότι περιέχει όλα εκείνα τα συστατικά και όλες εκείνες τις ιδιότητες που του επιτρέπουν να διατηρήσει τη ζωή και να πολλαπλασιαστεί. Φυσικά, εάν του δώσουμε το κατάλληλο περιβάλλον και τα κατάλληλα θρητικά υλικά. Αντίθετα, εάν πάρουμε οποιοδήποτε από τα οργανίδια ενός, τα υποκυτερικά οργανίδια, ενός εφαρειοτικού κυτάρου, γιατί αυτά έχουν υποκυτερικά οργανίδια, κανένα από αυτά τα οργανίδια δεν μπορούν να διατηρηθούν σε καλλιέργεια και να πολλαπλασιαστούν ανεξάρτητα από τα θρητικά υλικά τα οποία θα τους δώσουμε και τις ιδίκες καλλιέργειες. Επομένως, γιατί δεν μπορεί να γίνει αυτό και πώς μπορούμε να το αποδείξουμε. Εύκολα μπορούμε να αποδείξουμε ότι ενώ πολλά είδη κυτάρων, είτε προχαριοντικών είτε ευχαριοντικών, μπορούμε να τα διατηρήσουμε στο εργαστήριο και να τα κάνουμε να πολλαπλασιαστούν, το ίδιο δεν μπορούμε να το κάνουμε, όπως είπα και προηγουμένως, με τα υποκυτερικά οργανίδια. Τώρα πλέον ξέρουμε το θεμελιώδη ρόλο του κυτάρου στη ζωή. Ήταν αυτός ο θεμελιώδης ρόλος γνωστός από πάντα και αποδεκτός από πάντα. Η απάντησή είναι πως όχι. Έγινε σχετικά πρόσφατα, αν θεωρήσουμε τους δυόμισι αιώνες, ένα πρόσφατο γεγονός. Αλλά για τον ανθρώπινο είδος είναι σχετικά πρόσφατο. Λοιπόν, αυτά τα τελευταία, πριν από δυόμισι περίπου αιώνες, άρχισε να πτήσεται αυτό που λέμε κυταρική θεωρία. Και τι είναι αυτή η κυταρική θεωρία, θα το πούμε σε λίγο. Όπως επίσης θα εξηγήσουμε ποιοι ήταν αυτοί οι οποίοι αγωνίστηκαν για να την κάνουν αποδεχτή. Γιατί δεν ήταν εύκολο να πείσουν την επιστημονικό κοινότητα εκείνης της εποχής για τον ρόλο του κυτάρου. Και φυσικά αυτά μπορούμε να τα λέμε συνεχώς, αλλά πρέπει να πούμε σε κάποια φάση και τι λέει η ίδια κυταρική θεωρία. Η κυταρική θεωρία αποτελείται από τέσσερις ενότητες και λέει τέσσερα πάρα πολύ απλά πράγματα. Το πρώτο φυσικά, ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται είτε από κύταρα είτε από προϊόντα κυτάρων. Το γιατί αποτελούνται από κύταρα το καταλαβαίνουμε, είναι εύκολο, είναι απλό. Γιατί αποτελούνται όμως από προϊόντα κυτάρων, αν πάρουμε ένα ποιοδήποτε οργανισμό, ένα πολλοκύταρο οργανισμό, βλέπουμε ότι δεν αποτελείται μόνο από κύταρα, αλλά και από εξοκυτάριο στρώμα. Μπορεί να το θεωρήσουμε αυτό στα φυτά με την κυταρή, είναι τις πυκτίνες. Στα ζωντανικά κύταρα είναι το καλαγόνο. Επομένως βλέπουμε ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται είτε από κύταρα είτε από ουσίες, που έχουν παραχθεί από τα κύταρα, αλλά είναι απαραίτητες για τη ζωή και για την οργάνωση των οργανισμών. Το δεύτερο σημείο, το οποίο μας λέει η κυταρική θεωρία, είναι ότι όλα τα καινούργια κύταρα που υπάρχουν, προκύπτουν από διαίρεση προϊπαρχών των κυτάρων. Όπως θα δούμε και σε λίγο, αυτό μας λέει πάρα πολύ αυλά, ότι δεν μπορούμε να έχουμε αυτόματη γένεση της ζωής. Πρέπει να έχουμε ένα κύταρο για να πάρουμε από γόνους. Και αν το προεκτείνουμε αυτό, ουσιαστικά καταλαβαίνουμε λίγο ότι όλα τα κύταρα που υπάρχουν τώρα, πρέπει να προέχονται από κάποια παλιά κύταρα, έχουν εξελιχθεί από αυτά. Θα το δούμε και παρακάτω αυτό. Μας λέει και κάτι ακόμα όμως, ότι ανεξάρτητα από το αν ένα κύταρο είναι προκαριωτικό, όπως θα δούμε, ή ευχαριωτικό, αν είναι απλό ή πολύπλοκο, η χημική του σύσταση, αλλά και οι βιοχημικές του και οι βασικές μεταβολικές του διαδικασίες είναι παρόμοιες. Σε όλα τα κύταρα οι αυτές οι διαδικασίες και η χημική σύσταση είναι παρόμοιες. Αυτό γιατί είναι σημαντικό, γιατί μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε τα συστήματα μοντέλα, τα κύταρα μοντέλα. Δηλαδή, μελετώντας απλά κύταρα, όπως για παράδειγμα τα βακτήρια, να κατανοήσουμε πολύπλοκες διαδικασίες που υπάρχουν τόσο σε αυτά τα απλά κύταρα, όσο και σε πιο πολύπλοκα. Όπως για παράδειγμα, να καταλάβουμε ποιο είναι το γενετικό υλικό, να καταλάβουμε τη δομή των μεμβρανών και τη σημασία τους, να καταλάβουμε τη διαδικασία της μετάφρασης, της γενετικής έκφρασης κτλ. Τέλος, η κυταρική θεωρία μας λέει ότι η συνολική δραστηριότητα ενός οργανισμού, στους πολυγκύτρανους οργανισμούς φυσικά, μπορεί να κατανοηθεί ως ένα σύνολο των δραστηριοτήτων και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κυτάρων που τον αποτελούν, τα οποία, τι είναι, είναι αλληλοεξαρτώμενα το ένα από το άλλο. Δηλαδή, οι κυταρικές μονάδες, τα οποίες αποτελείται ένας πολυπλογικός οργανισμός, είναι αλληλοεξαρτώμενες και όπως θα δούμε και η δομή τους είναι τέτοια και η κατανομή τους στον χώρο που είναι πάντα επακριβώς καθορισμένη προκειμένου να επιτυχάνεται πάντα το σωστό βιολογικό αποτέλεσμα. Ποιοι θεωρούνται, ποιοι είναι οι επιστημόνες που θεωρούνται τώρα ως οι πατέρες της κυταρικής θεωρίας. Είναι δύο, ένας ζωολόγος, ο Θίοδρος Φουάν και ένας φυτολόγος ο Μαθίας Σλάιντεν, οι οποίοι παρατηρώντας τομές είτε φυτικών ιστών είτε ζωικών ιστών, παρατήρησαν και οι δύο, ανεξάρτητο ένας από τον άλλον, ότι τόσο τα φυτά, όσο και τα ζώα και οι ιστήτους είναι πάντα επακριβώς καθορισμένοι. Δηλαδή, αν πάρουν μια τομή ενός υπατικού ιστού, θα δούμε ότι πάντα αυτός ο υπατικός ιστός αποτελείται από παρόμοιο τύπου κυτάρων, είναι οργανωμένα αυτά κύτταρα με τους ίδιους κανόνες και το ίδιο ισχύει και στα μηκά κύτταρα, στην καρδιά και σε άλλα όργανα, όπως και στα κύττα. Λοιπόν, επομένως αυτό θεώρησαν ότι είναι τυχαίο και ότι έλεγε ουσιαστικά ότι τα κύτταρα είναι πάρα πάρα πολύ σημαντικά για τη ζωή. Και αγωνίστηκαν να πείσουν η δηλογική κοινότητα του 19ου αιώνα ότι πράγματι το κύτταρο, όπως είπαμε, είναι η βασική μονάδα ζωής, δηλαδή για το πρώτο κανόνα της κυταρικής θεωρίας και αυτό φυσικά δεν είναι τόσο εύκολο όσο θα περιμέναμε σήμερα. Αλλά υπήρξαν και διάφοροι ακόμα οι οποίοι βοήθησαν και συνεισέφεραν στην κατανόηση του βασικού ρόλου του κύτταρου. Ποιοι ήταν αυτοί? Ήταν ο Ρούντοφ Βίρχο, ο οποίος είπε το γνωστό όμνη σέλουλα εσέλουλα, μπορεί να μην ήταν ο πρώτος που το είπα, αλλά σε αυτόν αποδόθηκε, ότι δηλαδή τα καινούργια κύταρα τα οποία υπάρχουν δημιουργούνται από διαίρεση προϋπαρχών κυτάρων. Δηλαδή ουσιαστικά αυτό που μας είπε είναι ότι τα κύταρα τα οποία υπάρχουν τώρα δεν μπορούν να δημιουργηθούν αυτόματα από άψι χείλη, κάτι το οποίο σε παλιότερες κουλτούρες θεωρείται ότι μπορεί και να συμβαίνει. Δηλαδή οι Αιγύπτιοι θεωρούσαν ότι τα κύταρα μπορούν ή κάποια είδη κυτάρων να δημιουργηθούν αυτόματα. Ο Αύγουστος Βάισμαν, ο Όγκας Βάισμαν, συμπλήρωσε και μας είπε, επεκτείνοντας αυτά τα οποία είπε ο Βίρχο, ότι όλα τα κύταρα τα οποία υπάρχουν σήμερα πρέπει να είναι επομένως απόγονη κυτάρων που προϋπήρχαν και στην αρχαιότητα. Άρα δηλαδή έβαλε και το σπόρο ουσιαστικά της εξελίξης. Φυσικά η βιολογική είναι μια πειραματική επιστήμη και όλα αυτά τα οποία λέγονται εδώ θα έπρεπε να αποδειχθούν επίσης. Κι αυτός που τα απέδειξε ήταν ένας πολύ γνωστός μας επιστήμανας, ο Παστερ, ο οποίος το 1870 έκανε ένα πολύ απλό αλλά πολύ καθοριστικό πείραμα για να δείξει ότι τα βακτήρια δεν αναπτύσσονται αυτόματα, η ζωή δεν γίνεται αυτόματα, ιδιαίτερα σε πλούσια θρεπτικά υποστρώματα, αλλά τα βακτήρια μπορούν να φτύσσονται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες. Τι έκανε λοιπόν ο Παστερ. Ο Παστερ, αφού πήρε ένα πλούσιο θρεπτικό υλικό, ένα ζωμό κρέατος, τον έβαλε σε μια φυάλη, η οποία ήταν έτσι ώστε δεν εμπετρεπε την ελεύθερη είσοδο αέρα μέσα της. Άρα την είσοδο ξένων σωμάτων. Το δεν θρεπτικό υλικό αυτό, αφού το ζέστανε, το αποστήρωσε. Και τι παρατήρησε, παρατήρησε ότι ακόμα και σε βάθος χρόνου, το θρεπτικό υλικό παρέμενε διαβιές. Δηλαδή δεν υπήρχε καμία ανάπτυξη βακτήρια. Το βλέπουμε και εδώ. Αυτό όμως το οποίο παρατήρησε ο Παστερ, όταν έσπασε το λαιμό της φυάλης, επομένως πέτρεψε την ελεύθερη κοινωνία θρεπτικού υλικού με τον αέρα, είδε ότι μετά από μία-δύο μέρες η φυάλη θόλωσε. Γέμισε δηλαδή βακτήρια. Αυτό τι είπε για τον Παστερ, ότι τα βακτήρια αυτά δεν προϋπήρχαν μέσα στο θρεπτικό υλικό και η ζωή δεν γεννήθηκε αυτόματα, απλά κάθε από τον αέρα, κάθε από το περιβάλλον μπήκε μέσα και αναπτύχθηκε μέσα αυτό το πλούσιο θρεπτικό υλικό. Επομένως, δεν έχουμε αυτόματι γέννηση της ζωής ακόμα και σε πλούσια θρεπτικά υλικά. Όπως είπε προηγουμένως για τον Παστερ, έτσι θα πρέπει να είμαστε δίγοι και να πούμε ότι δεν θα μπορούσαμε να μιλάμε για κηταρική θεωρία και για κύταρο, αν δεν το είχαμε δει αυτό κύταρο. Και αυτός ο οποίος, ίσως να μην το είδε πρώτος, αλλά ήταν αυτός ο οποίος έδωσε την ορολογία του κύταρου, την ονομασία κύταρο, ήταν ο κύριος Ρόμπερτ Χουκ το 1664, ο οποίος παρατηρώντας ένα πολύ αρχαίγοντο μικροσκόπιο, το ΜΕΣ ΦΕΛΟΥ, είδε κάτι δομές οι οποίες μοιάσανε σαν τα κελιά των μελισσών μέσα στην κελήθρα και τα ονομάζε κελιά, cells, στα αγγλικά. Και αυτή η ονομασία, η οποία μεταφράσκεται στα ελληνικά κύταρο, έχει παραμείνει μέχρι τώρα. Ο πρώτος όμως ο οποίος έκανε ουσιαστική δουλειά στις παρατηρήσεις του κυτάρων και το μεγαλύτερο και μεγαλύτερο όγκο παρατηρήσων ήταν ο Άντον Βαν Λεβενχέκ λίγα χρόνια μετά, ο οποίος σε ένα λίγο πιο αναβαθμισμένο μικροσκόπιο ήταν ο πρώτος ο οποίος και παρατήρησε αλλά και ζωγράφησε μεγάλη ακρίβεια δομές πρωτοζώων, βακτηρίων αλλά και διαφόρων αίμορφων συστατικών κυτάρων, δηλαδή των βιολογικών υγρών του ανθρώπου. Ερυθρά, αιμοσφαίρια και άλλα. Εάν παρατηρήσουμε λοιπόν τα κύνταρα, μπορούμε να δούμε και άλλα πράγματα. Μπορούμε να δούμε ότι τα κύνταρα διαφέρουν μεταξύ τους και την μπορούν να διαχωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες και αυτές δύο μεγάλες κατηγορίες τις λέμε προκαριοτικά και ευκαριοτικά και γιατί τα διαχωρίζουμε. Γιατί τα ευκαριοτικά περιέχουν πυρήνα, τα προκαριοτικά δεν περιέχουν. Επομένως η ιδοποιός διαφορά μεταξύ αυτών δύο τύπων κυτάρων είναι η ύπαρξη ή η απουσία του πυρήνα. Αλλά αυτή δεν είναι η μοναδική διαφορά. Υπάρχουν και μια σειρά από άλλες διαφορές, όπως για παράδειγμα ότι τα ευκαριοτικά κύνταρα είναι πολύ μεγαλύτερα σε μέγεθος από τα προκαριοτικά. Η διάμετρός τους είναι από 10 μέχρι 100 μικρόμετρα, σε αντίθεση με τη μικρή διάμετρο των προκαριοτικών που είναι γύρω στο ένα μικρομέτρο. Επίσης τα ευκαριοτικά κύνταρα έχουν ένα πυκνό δίκτυο ημιδίων πρωτευνικής φύσεως μέσα στο εσωτερικό τους που τους στηρίζουν τη δομή. Τέτοιο δεν παρατηρείται στα προκαριοτικά τα οποία δεν έχουν αυτόν τον κύνταρο σκελετό. Τέλος, τα ευκαριοτικά κύνταρα περιέχουν εκτός από τον πυρήνα, ο οποίος είναι ένα μεμβρανικό οργανίδιο το οποίο περιέχει το γενετικό υλικό και μια σειρά από άλλα μεμβρανικά οργανίδια, όπως για παράδειγμα τα γνωστά μας μπιτοχόδρια, το πλασματικό δίκτυο ησκευή γκόλζιλης, σωμάτια, περοξωμάτια και μια σειρά από ακόμα μεμβρανικά οργανίδια. Οι προκαριώτες δεν τα έχουν ούτε αυτά. Εάν δούμε επίσης το γενετικό υλικό των ευκαριωτών, θα δούμε ότι έχει δύο μεγάλες διαφορές από αυτού των προκαριωτικών οργανισμών. Το πρώτο είναι ότι το μέγηθος του ευκαριωτικού DNA είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτού των προκαριωτών. Αν πάρουμε το γνωστό μας κολοβακτηρίδιο και δούμε πόσο είναι το γονδίωμά του, είναι γύρω στα 4,5 εκατομμύρια ζευγιβάσιο. Αντίθετα, το DNA του ανθρώπου είναι γύρω στα 3 δισεκατομμύρια ζευγιβάσιο. Το μέγεθος όμως δεν είναι η μοναδική διαφορά, το μέγεθος του DNA. Και η δομή του γενετικού υλικού επίσης είναι διαφορετική. Βλέπουμε λοιπόν ότι στα ευκαριωτικά κύτερα το γενετικό υλικό είναι οργανωμένο σε πολλαπλά γραμμικά χρωμοσώματα, ενώ στους προκαριώτες συνήθως έχουμε έναν κυκλικό χρωμόσομο. Αν προχωρήσουμε και κοιτάξουμε σε μεγαλύτερο βάστατα τα προκαριωτικά κύτερα, και το κάνουμε αυτό σήμερα θα μιλήσουμε πιο πολύ από εδώ και πέρα για τους προκαριώτες, γιατί σε όλες οι υπόλοιπες διαλέξεις θα μιλάμε αποκλειστικά για τα ευκαριωτικά κύτερα, θα δούμε λοιπόν ότι τα προκαριωτικά κύτερα διαχωρίζονται και αυτά σε δύο κατηγορίες, τα αρχαία ή παλιά τα λέγαν αρχαιοβακτήρια και στα εφ-βακτήρια. Και τα δύο έχουν προέλθει από ένα κοινό πρόγραμμα, αλλά έχουν εξηλικθεί λίγο διαφορετικά. Ανήκουν στο βασίλειο των μονήρων και θα δούμε ότι, όπως είπα και προηγουμένως, ότι δεν έχουν ευρανικά οργανίδια, έχουν μικροσκοπικό μέγεθος και αν παρατηρήσουμε το σχήμα τους θα δούμε ότι έχουν διαφορετικά σχήματα τα οποία τους καθαρίζουν και το όνομα. Μπορεί το σχήμα να είναι σφαιρικό και να τα λέμε κόκκους, στρεπτόκουκους για παράδειγμα, σταχυλόγουγους. Μπορεί να έχουν κυλινδρικό και τότε τα λέμε βακύλους. Μπορεί να έχουν σπυρωτό σχήμα και τότε τα λέμε ελικοίδιοι, όπως για παράδειγμα το ελικοβακτήριδιο. Λοιπόν, και συνήθως έτσι χαρακτηρίζουμε τα διάφορα μπακτήρια. Να μιλήσουμε πάλι για τα γενικά χαρακτηριστικά τους. Βλέπουμε λοιπόν ότι τα προκαριοδικά κύτερα, κατ' αρχάς και αυτά περιβάλλονται από μία μεμβράνη. Μια κυταρική μεμβράνη, τα οποία διλέμε πλασματική. Αλλά επίσης έχουν και μια δεύτερη μεμβράνη, στις πιο πολλές περιπτώσεις, μία εξωτερική μεμβράνη. Το DNA του κυτάρου βρίσκεται σε ένα πολύ συγκεκριμένο τούνιμα, δεν έχουν πυρήνα φυσικά. Είναι συμπυκνωμένο και το βλέπουμε σε μία άκρη του κυτάρου και το λέμε, ονομάζεται νουκλαιοειδές. Όπως είπαμε και προηγουμένως, η δομή του χρωμοσωμικού DNA των προχαριωτών είναι κυκλική. Έχουν ένα κυκλικό γωνιδίωμα. Αλλά τα πιο πολλά προχαριωτικά κύτερα έχουν και εξωχρωμοσωμικό DNA, εξωχρωμοσωμικό γενετικό υλικό. Το οποίο και αυτό έχει κυκλική δομή και τα λένε αυτά τα γενετικά υλικά πλασμίδια. Αν κοιτάξουμε τη δομή ενός προχαριωτικού ητάρου, εδώ βλέπουμε τις λεπτομέρειες, βλέπουμε ότι μέσω κυταρόπλασμα φαίνεται το DNA του, προγραμμένο στο νουκλαιοειδές. Βλέπουμε τα πλασμίδια, βλέπουμε φυσικά τα ριβοσώματα τα οποία μπλέκονται υπό την νεοσύνδεση. Αλλά αυτό που βλέπουμε επίσης είναι ότι ανάμεσα στην εσωτερική πλασματική μεμβράνη και στην εξωτερική μεμβράνη, υπάρχει μια πέπτιδο γλυκάνη που αποτελεί το κυταρικό τείχωμα των βαχτηρίων, που τους βοηθάει να έχουν ανθεκτικότητα ενάντια σε εξωτερικές προσβολές. Αλλά επίσης τους καθορίζει και το σχήμα σε ένα μεγάλο βαθμό. Σε κάποια βακτήρια βλέπουμε ότι υπάρχει ένα έξτρα μέρος, το οποίο το λέμε καψούλα, το οποίο η κάψα που τα περιβάλλει. Τα αρχαία περιλαμβάνουν προχαριώτες που συνήθως δεν τους βλέπουμε κάθε μέρα, γιατί σύντος είναι κρυμμένοι γιατί ζουν μόνο σε ακραίες συνθήκες. Που τα βρίσκουμε συνήθως, σε περιβάλλον τα οποία έχουν εξαιρετικά υψηλή αλατότητα, σε περιβάλλον τα οποία έχουν πολύ χαμηλή συγκεντρώση οξυγόνου ή μεγάλη πιέση όπως τα βάθη των ωκεανών. Εξαιρετικά υψηλή χαρμοκρασία όπως κάποιες θερμές πηγές, πάρα πολύ υψηλό ή πολύ χαμηλό ΠΧ. Λοιπόν, όπως θα δούμε σε λίγο, αυτές οι ιδιότητες των αρχαιοβακτηρίων, πέρα από τα ενδιαφέροντα που έχουν, για μας είναι ιδιαίτερα χρήσιμες και για βιοτεχνολογικούς σκοπούς όπως θα δούμε στο τέλος αυτής ομιλίας. Εάν συγκρίνουμε τα ευακτήρια και τα αρχαία θα δούμε ότι και μοιάζουν αλλά έχουν και κάποιες διαφορές. Ναι μεν, ούτε τα μεν τα δεν περιέχουν νευρανικά οργανίδια, είναι προκαριώτες, είναι κοινά χαρακτηριστικά, ούτε πίνα περιέχουν. Αλλά βλέπουμε ότι σε αντίθεση με τα ευακτήρια που όπως είδαμε έχουν πέπτειδογλυκάνες στα κυθαρικά τους τυχώματα, τα αρχαία δεν περιέχουν πέπτειδογλυκάνες. Επίσης σε αντίθεση με τα ευακτήρια για τα οποία έχουν πολλά αντιβιωτικά που τους αναστέλουν την ανάπτυξη, αυτά τα αντιβιωτικά δεν αναστέλουν τα αρχαία. Βλέπουμε ότι τα ευακτήρια μπορεί να έχουν πολλά διάφορα είδη μεταβολισμού ενώ αντίθετα τα αρχαία είναι συνήθως χημιοαξότροφα, ετερότροφα και όπως είπαμε και προηγουμένως είναι εξτεμόφυλα. Δηλαδή χρειάζονται κάποιες πολύ ακραίες συνθήκες για να μεγαλώσουν. Εάν δε δούμε τις γενικές κατατάξεις θα δούμε ότι τα ευακτήρια ανήκουν σε πέντε κύριες ομάδες, τις σπυροχέτες, τις χλαμίδιες, τα γκραμθετικά, τα κυανοβακτήρια και τα πρώτε οβακτήρια. Ενώ τα αρχαία ανήκουν κυρίως σε τρεις μεγάλες ομάδες, τα μεθανογόνα, τα εξαιρετικά αλόφυλα και τα εξαιρετικά θερμόφυλα. Εάν δούμε αυτήν τη διαφάνεια, ουσιαστικά τι βλέπουμε, βλέπουμε ότι δύο πηγές από τις οποίες μπορούμε να απομονώσουμε διαφορετικούς τύπους αρχαίων. Στη μία την πηγή αυτό λευκό το οποίο φαίνεται δεν σημαίνει ότι το περιβάλλον είναι χιονισμένο, απλά είναι δείγμα ότι είναι αλάτι. Και η συγκεκριμένη αυτή εδώ η πηγή που υπάρχει είναι γεμάτη ουσιαστικά με νερό το οποίο είναι κορεσμένο σε άλατα. Τίποτα άλλο δεν μπορεί να μεγαλώσει μέσα σε αυτές τις συνθήκες εκτός από κάποια εξτρεμόφυλα αρχαία αλατόφυλα σε αυτήν την περίπτωση. Εδώ βλέπουμε μια θερμή πηγή και βλέπουμε κάποιους παράξενους επιστήμονες οι οποίοι ψαρεύουν, όχι ψάρια, αλλά θερμόφυλα βακτήρια. Από ένα τέτοιο θερμόφυλο βακτήριο, το θερμούς ακουάτικους, απομονώθηκε ένα πολύ γνωστό ένζιμο το οποίο χρησιμοποιούμε σήμερα στη Μωριακή Βιολογία, στη Διαγνωστική και στη Διοτεχνολογία, η TAC πολυμεράση η οποία είναι μια θερμοαδεκτική DNA πολυμεράση πάρα πάρα πάρα πολύ χρήσιμη. Αλλά παράλληλα από αρχαία χρησιμοποιούμε, έχουμε απομονώσει και χρησιμοποιούμε για βιοτεχνολογικούς λόγους μια σειρά από άλλα ανθηκτικά ένζιμα, όπως θα μιλάς, γαλακτοσυδάσεις, αλλά και ελπίζουμε θα απομονώσουμε και ακόμα περισσότερα ένζιμα τα οποία μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για την βιοτεχνολογία, αλλά επίσης και για περιβαλλοντικούς σκοπούς, έτσι για να διασπάσουμε κάποια πλαστικά και κάποια άλλα απόβλητα τα οποία είναι πολύ δύσκολο να τα χειριστούμε σήμερα. Ένα από τα σημεία τα οποία δεν θα πρέπει να ξεχνάμε είναι ότι τα αρχαία δεν είναι σπάνια. Τα αρχαία δεν είναι, επειδή τα γνωρίζαμε για πάρα πολλά χρόνια, δεν σημαίνει δεν υπήρχαν. Αν κοιτάξουμε λοιπόν θα δούμε ότι τα αρχαία παράγουν περίπου το 30% της βιομάζας της γης και μέχρι στιγμής έχουμε απομονώσει περισσότερα από 500 είδη αρχαιοβακτηριδίων και σίγουρα υπάρχουν πολλά ακόμα τα οποία δεν έχουμε μπορέσει να τα απομονώσουμε γιατί δεν έχουμε μπορέσει να βρούμε το περιβάλλον στο οποίο ζουν, στο οποίο οι συνθήκες είναι πάρα πολύ ακραίες. Σε αυτό σημείο θα τελειώσουμε την πρώτη μας ομιλία και σας ευχαριστώ πάρα πολύ για την προσοχή σας.