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ARCHAEOBACTERIACaracterísticas morfológicas y metabólicas.
Principales géneros: Crenearchaeota & Euriarchaeota. Y especies reconocidas por su aplicación.
ÍNDICE
PRIMERA UNIDAD Microbiología y los microorganismos Historia de las archaeobacteriasÁrbol filogenético de las archaeobacterias
SEGUNDA UNIDADMorfología de las bacteriasMorfología de las archaeobacteriasProcesos metabólicos
TERCERA UNIDAD CUARTA UNIDAD
PRIMERA UNIDAD
Desde que se descubrieron los microorganismos a partir de la observación, la microbiología ha estado creciendo como ciencia.El concepto de microbiología es, ciencia que estudia los microorganismos a nivel microscópico.
El concepto de microorganismo ó microbio, es organismo microscópicos, unicelulares y de pertenecía al grupo de los procariontes. Los cuales pueden ser el dominio de la bacterias, Archaeobacterias, virus, viroides, priones, protozoarios & hongos.
LA MICROBIOLOGÍA CIENCIA DE LOS MICROORGANISMOS
1776 Se descubrio la metanogenesis1882 Se observo la produccion de metano en el intestino
de animales.1936 Se identificarion los generos Methanococcus &
MethanosarcinaTambien se encontraron las primeras extremofilas
1970 Se descubre la primera Termoacidofila1972 Se descubre una hipertermofila1977 Un cambio en la filogenia de las Archaeobacterias.1978 Agrupacion de las aequeas hipertermofilas con el
nombre EOCYTA1990 Renombramiento de EOCYTA como
CRENARCHAEOTA y alos metanogenos como EURYARCHAEOTA.
HISTORIA DE LA ARCHAEOBACTERIAS
FILOGENIA DE LAS ARCHAEOBACTERIAS
Carl Woose (1977) .- Primera clasificación de las Archaeobacterias , en forma de arboles filogenéticos.
MORFOLOGÍA DE LAS BACTERIAS & ARCHAEOBACTERIAS
SEGUNDA UNIDAD
1. Pared bacteriana
2. Membrana celular
3. Citoplasma e Inclusiones
4. Material Genético
5. Plásmidos y episomas
6. Capsula7. Fibrias o pilis8. Flagelos
2. Membrana Celular
En bacteriasUna doble capa fosfolipidica en donde el acido graso hidrofobico se orienta hacia el interior y el glicerol hidrofilico hacia el exterior. No posee esteroles.En archaeobacteriasla union del lipido con el glicerol es mediantes un enlace eter. Que en bacterias el enlace seria ester.
Fosfo
lip
ido e
n
bacetr
ias
En
lace e
ste
r Bacteria Archaeobacteria
Enlace ester en la union del lípido & glicerol.
Enlace eter en la unión del lipido & glicerol
- Glicerol (enantiomeros)
Membrana (Bicapa) Membrana (Monocapa)
3. Citoplasma e Inclusiones
Con presencia de ribosomas (ambas).
Inclusiones, depósitos de almacenamiento de nutrientes (ambas)
Diferentes desarrollo de metabolismos
Lugar donde se sitúa:•El material genético•Plásmidos
4. Material genético
En bacteriasEl material genético esta suelto en el medio, sin ninguna envoltura. No posee nucléolo ni aparato mitótico.
En Archaeobacterias El material esta suelto, en el citoplasma podemos encontrar plásmidos, hoy en día muy estudiados.
En bacterias encontramos los mesosomas, que participan en la division celular y replicacion del DNA.
5. Plasmidos & Episomas
PlasmidosSon elementos genéticos constituidos por secuencias de ADN cortas circulares que se replican de manera autónoma.
EpisomasSon elementos genéticos extra cromosómicos que pueden existir en forma autónoma o incorporados al material genético.
6. Capsula
Es una estructuras externa, ubicada por fuera de la pared celular, mucosa, que forma un gel que se adhiere a al célula.Esta presente en bacterias y no es una estructura vital para las bacterias, en cierta parte sirve como reconocimiento a sus sitios de pego o adhesión. No se han registrado, en Archaeobacteria la presencia de esta estructura.
7. Fimbrias ó Pili
Las fimbrias o pilis son estructuras filamentosas proteicas similares a laos flagelos en su composición y morfología, pero no participan en la motilidad y son menos abundantes y mas cortas.Se relacionan con la adherencia de las bacterias a las superficies inertes o vivas.
8. Flagelos
FlagelosEstán presente en ambos dominios, son estructuras filamentosas, largas, delgadas de longitud y diámetro uniforme.
Su función, movilidad a la célula.
Pueden ser:MonotricasLofotricasAnfitricasPeritricas
METABOLISMO DE LAS ARCHAEOBACTERIA
Productores de metano
Methanococcus jannischii
Fosforilación sin clorofila
Halobacterium salinarium
Metanogenicas Halofitas
CARACTERÍSTICAS GENERALES
• Reciben este nombre por la gran variedad de hábitat que ocupan y la diversidad de patrones metabólicos que presentan ( del griego eurus, amplio y archaios, antiguo o primitivo ).
• Muchas de las especies que incluye habitan en ambientes extremos.
• Incluye bacterias Metanogénicas, anaerobias estrictas, y Halobacterias , aerobias, muy ligadas desde el punto de vista filogenético
• Igualmente incluye bacterias Hipertermófilas y Termoacidófilas.
HALÓFILOS EXTREMOS
• Bacterias con diversa morfología: cocos, bacilos, formas raras.
• Requieren elevadas concentraciones de NaCl (1,5M ) para crecer.
• Coloreadas por la presencia de Carotenoides.• Viven a pH neutro y alcalino.• Aerobios estrictos. Unas pocas especies son
anaerobias.• Quimiorganotrofos (Aminoácidos o Ácidos orgánicos).• Algunas especies contienen Bacteriorrodopsina y usan
la luz para obtener energía.• Géneros representativos: Halobacterium, Halococcus,
Natronobacterium, Natronomonas…
• Las arqueas del género Halobacterium:– Bombean iones K+ hasta una concentración aún mayor
que en el exterior.– Su pared celular es de glicoproteína y está estabilizada
por iones Na+– Enzimas requieren K+ para su actividad.– Los ribosomas requieren K+ para su estabilidad.
• Halobacterium salinarum utiliza cuatro moléculas distintas de rodopsina:• Bacteriorodopsina: utiliza E lumínica para generar una fuerza protón motriz y sintetizar ATP.• Halorodopsina: utiliza E lumínica para transportar Cl- dentro de la célula para mantener una concentración 4-5M de KCl intracelularmente.• Dos rodopsinas que actúan como fotoreceptores controlando la actividad flagelar y su ubicación en la columna de agua para óptima intensidad.
Halobacterium salinarum Halococcus morrhuae
Pared Celular glucoproteíca
Halófilos alcalófilos
HALÓFILOS EXTREMOS
Hábitat HipersalinosNATURALES
Depósitos de Carbonato Sódico en la orilla
Salinas
ARTIFICIALES
Superficie de alimentos en salazón
METANÓGENOS• Morfología diversa : formas cocoideas y
bacilares.• Anaerobios estrictos.• Producen Metano a partir de diversos
sustratos.• Poseen enzimas y coenzimas únicos para
dicho proceso.• Contiene especies termófilas e
hipertermófilas, entre ellas Methanopyrus, la más antigua de los Euryarchaeotas.
• Se encuentran en ambientes anaerobios ricos en materia orgánica: Sedimentos marinos y de agua dulce, pantanos, fuentes termales, rumen e intestino de los animales…
METANÓGENOS• Son uno de los principales grupos de
microorganismos responsables de la digestión anaerobia de fangos en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR).
• De gran importancia práctica porque: el metano es una fuente de energía excelente y poco contaminante.
• Favorecen el efecto invernadero.
• Géneros representativos: Methanospirillum, Methanobacterium, Methanopyrus, Methanococcus, Methanosarcina...
• Las metanogénicas tienen un tipo increíble de metabolismo que puede usar el H2 como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono para su crecimiento. En el proceso de construcción de material celular desde H2 y CO2. Las metanogénicas producen metano (CH4) en un único proceso generador de energía.
TAXONOMÍA. Se dividen en 4 órdenes: Methanobacteriales: Methanobacterium Methanococcales: Methanococcus Methanomicrobiales: Methanospirillum Methanosarcinales: Methanosarcina,
Methanosaeta
Methanococcus jannischii• Originalmente aislada de una muestra tomada de
una chimenea a 2.600 metros de profundidad en el Pacífico Este.
• Puede crecer en un medio de cultivo mineral que contenga solo H2 y CO2 como fuente carbonada y en un rango de temperatura entre 50º - 86º grados.
• Son cocos irregulares móviles, debido a la presencia de dos haces de flagelos polares insertos cerca del mismo polo .
TERMOACIDÓFILOS
Ferroplasma• Carece de Pared Celular• Quimiolitotrofo. Oxida el ión
ferroso a férrico. (Fe2+ ---> Fe3+).
• Autótrofo.• Acidófilo extremo.• Crece en las minas de pirita
(FeS) junto a T. ferrooxidans y L. ferrooxidans generando mayor acidez (Minas ácidas).
Incluye tres géneros que viven a elevada temperatura y pH ácidos (acidez extrema) : Ferroplasma , Picrophilus y Thermoplasma.
Ferroplasma acidiphilum
Picrophilus• Acidófilo extremo: pH
óptimo 0.7• Posee pared celular (capa
S).• Quimioorganótrofo.• Presenta una distribución
atípica de los lípidos de membrana.
• Se encuentra en sulfataras.
𝑷 .𝒕𝒐𝒓𝒓𝒊𝒅𝒖𝒔
TERMOACIDÓFILOS
Thermoplasma:• Crecimiento óptimo: 55°C y
pH 2.• Quimioorganótrofo.• Aerobios facultativos
(respiración aeróbica o anaeróbica con S).
• Sin pared celular.• Inmóviles o flageladas.• Habitat: sulfataras
volcánicas o pilas de carbón.
TERMOACIDÓFILOS
Thermoplasma:• Membrana celular única:
monocapa con lipoglucano y glucoproteinas.
• Estable a condiciones ácidas, altas temperaturas y bajo pH.
• Genoma pequeño.• DNA asociado a estructuras
esféricas (~histonas).
Monocapa lipídica: tetraéter de lipoglucano
TERMOACIDÓFILOS
HIPERTERMÓFILOSPyrococcus• “Bola de fuego”• Anaerobio.• Fermentador.• Requiere para crecer
106° C.• Genoma pequeño, 1,73
Mb.• Proporciona Pfu (ADN
Polimerasa).
HIPERTERMÓFILOS
Thermococcus• Anaerobio estricto.
Azufre como aceptor de e-
• Quimiorganotrofo (Proteínas y azúcares).
• Crece a temperaturas entre 75-90° C.
• Vive en aguas termales anóxicas.
HIPERTERMÓFILOSMethanopyrus• Produce Metano, sólo a partir de H2 y CO2• Temperatura óptima de crecimiento :100°C.• Contiene concentraciones elevadas de 2,3
difosfoglicerato disuelto en el citoplasma (Termoestabilidad).
• M. kandleri posee en la membrana un tipo exclusivo de lípido, con enlace éter y cadenas laterales insaturadas de geranilgeraniol (denota antigüedad).
• Vive en sedimentos submarinos y chimeneas negras (2000 m de profundidad).
• Explica el origen de los hidrocarburos en sedimentos oceánicos con elevadas temperaturas.
Archaeoglobus• Anaerobio, el sulfato es el receptor de
electrones (Único reductor de Sulfato).• Vive en sedimentos marinos caliente,
83° C• Contiene trazas de coenzimas de
Metanogénesis y puede producir metano en cantidades pequeñas
• Puente entre 2 mecanismos generadores de energía: reducción de azufre y Metanogénesis.
• Su genoma contiene 2400 genes , muchos parecidos a los metanógenos, otros únicos.
HIPERTERMÓFILOS