Tema 2. Procariotas (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Botànica
Año del apunte 2014
Páginas 8
Fecha de subida 20/12/2014
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Apuntes realizados con la anotación de los docentes y el material visto en clase.

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BOTÀNICA Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB TEMA 2: PROCARIOTAS, CIANOBACTERIAS.
Las cianobacterias o algas verdes-azuladas aparecieron hace 3600 M.a. en los océanos y pertenecen al grupo de las eubacterias.
Se conoce que son las principales responsables de la presencia de oxigeno en la atmosfera.
Pueden ser utilizados como bioindicadores de aguas contaminadas.
Son organismos procariotas con similitud a las bacterias.
- Tienen capacidad de realizar la fotosíntesis.
- Presentan reproducción asexual.
- Habitan en fumarolas submarinas o en simbiosis con líquenes y plantas.
- Son capaces de fijar nitrógeno atmosférico y reducirlo a amonio.
Hábitat:  Terrestre  sobre rocas, el suelo u otro substratos  Acuáticos  hábitats muy diversos:  - Marinas o de agua dulce.
- Plactónicas: en suspensión en el agua.
- Bentónicas: en el fondo.
- En hábitats mésicos (pH neutro o poco alcalino).
- Frente condiciones extremas (temperaturas, salinidad o acidez altas).
Aéreo  suspendidos en el aire.
Pigmentos fotosintéticos:  Tienen clorofila A, pero no la B.
 En la membrana tienen pigmentos ficobiliproteínas que son los responsables de la transferencia de electrones y de darle ese color azul-verdoso.  C-ficoeritrina, C-ficocianina y aloficocianina.
 Carotenoides (β-caroteno) absorben la radiación y obtienen energía.
Fijación del nitrógeno (N2):  Se da lugar en condiciones microaeróbicas, es decir en bajas concentraciones de oxigeno, porque la presencia de este inhibe la nitrogenasa.
 En cianobacterias filamentosas se da en células especializadas  Heterocistes.
- Los heterocistes son de mayor tamaño que el resto de las células y tienen paredes gruesas de celulosa.
 También se puede dar en filamentosas sin heterocistes y en unicelulares.
 El reservorio de nitrógeno se da en las proteínas llamadas Ficocianinas.
N2 + 12 ATP  nitrogenasa  2 NH3 + 12 ADP +12 Pi ESTRUCTURA:  Las cianobacterias se encuentran cubiertas por mucopolosacáridos, con textura gelatinosa, que es la cápsula o vaina.
 Tienen una pared sólida rica en mureína formada por 4 capas. No contiene celulosa en general.
 En el cromatoplasma (azul-verdosa), hay ARN ribosoma y los tilacoides reteniendo la clorofila A. En él también se encuentran los otros pigmentos.
 En el centroplasma (aparato cromatínico) hay ribosomas y granos de volutina (constituidos por ADN con aspecto filamentoso, granos o bastoncillo).
MORFOLOGÍA Y CLASIFICACIÓN:  Las cianobacterias se pueden encontrar de forma unicelular o formando colonias. Ambas formas se suelen encontrar asociadas.
a) Las células unicelulares acostumbran agregadas en una cápsula llamada cápsula mucilaginosa.
- Chroococcus  Capa fina de mucílago.
- Gloeocapsa  Capa gruesa de mucílago.
- Pueden ser regulares o irregulares.
b) Las colonias también pueden presentar varias formas:  - Irregulares (Microcystis) - Planas (Merismopedia) - Cúbicas (Eucapsis) Organizaciones filamentosas:  FILAMENTO = TRICOMA + VAINA.
- Tricoma conjunto de células ordenadas de forma lineal.
- Vaina  Rodea el tricoma.
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a) Filamentos no ramificados y sin hesterocistes (Oscillatoria, Spirulina) - Oscillatoriales: Células contiguas, sin esporas o endoesporas.
b) Filamentos no ramificados con heterocites (Nostoc, Anabaena, Rivularia, Scvtonema) - Nostocales: Células contiguas, sin esporas o endoesporas.
c) Filamentos con falsas ramificaciones. Se originan por la ruptura de segmentos que emergen de la vaina del filamento materno. (Scytonema, Fischerella) d) Filamentos con verdaderas ramificaciones/multicelulares con ramificaciones verdaderas.
Células especializadas: 1. Anisetes  Células infladas con pared engordada. Acumulan cianoficina. Su metabolismo es reducido y tienen una fácil adaptación a condiciones desfavorables.
2. Heterocites  Tienen una pared reforzada. Presenta corpúsculos polares y están especializadas para la fijación del nitrógeno atmos.
Reproducción:  Principalmente solo presentan reproducción asexual por bipartición o fragmentación de las colonias.
Auqnue también se puede dar por exo o endoesporas.
a) Homogénios: fragmentos pluricelulares. Son móviles y se forran de tricoma para dispersarse. Se da una separación de neurioles (huecos por donde se divide el tricoma en fragmentos). Las células muertas crearan un disco de separación.
b) Endoesporas: células somáticas que se dividen sin separación y después son liberadas.
c) Exoespores: células del apice que liberan nuevas células por dispersión.
Ecología:  Oncólitos y estromatolitos (fósiles o vivos)  Rios y riachuelos, sobre piedras (Rivularia, Nostoc)  Epífitos, es decir sobre plantas (Merísmopedia)  Roquedales litorales (Nostoc, Rivularia, Oscillatoria)  Suelos y paredes húmedas (Phormidium)  Aguas sulfurosas y termales a 70ºC aprox. (Oscillatoria, Mastigociadus)  Salinas (Lyngbya, Phormidium)  Plácton y neuston  productores de “Blooms” (eutrofització) y para ver la toxicidad del agua (Anabaena, Florsaquae, Microcystis)  Simbiosi con: a) Algas verdes , que no poseen clorofila, si no parásitos.
b) Pteridòfitos: Azolla y Cycas (Anabaena) c) Briófitos: (Nostoc) d) Hongos y líquenes (Chroococcus, Gloeocapsa, Stigonema, Rivularia, Nostoc).
Utilidades:  Spirulina  es un suplemento alimentario para humanos y animales, producido por las cianobacterias.
- También se encargan de producir oxigeno.
TEMA 2: PROCARIOTAS, ARQUEAS.
Las Arqueas son un grupo de microorganismos unicelulares procariotas. Viven en medios marinos, en condiciones muy extremas, así como en medios con condiciones normales.
En el pasado, se las consideró un grupo inusual de bacterias, pero como tienen una historia evolutiva independiente y presentan muchas diferencias en su bioquímica y genética respecto al resto de formas de vida, actualmente se las clasifica como un dominio distinto - Termofilia - Halofilia - Metanogenes - Mesofilas.
TEMA 2: ORÍGEN DE LAS CELULAS EUCARIOTAS.
Lynn Margulis fue quien formuló la teoría moderna sobre la endosimbiosis.
Esta teoría describe la aparición de las células eucariotas como consecuencia de la simbiogénesis de diferentes bacterias de vida libre (procariotas, bacterias y arqueas).
Se cree que para los hongos y animales se relacionaron en simbiosis 3 especies, mientras que para los vegetales fueron necesarios 4.
Con esta teoría también quedo demostrado la aparición de las mitocondrias y los cloroplastos.
Hipótesis original:  Mitocondrias  son el resultado de la endocitosis de procariotas aeróbicos por grandes procariotas anaerobias que no podrían existir de otro modo en un ambiente aeróbico.
 Cloroplastos  son el resultado de la endocitosis de procariotas fotosintéticos por procariotas heterótrofos (con mitocondrias)  El resultado es una relación de beneficio mutuo para ambas células (mutualismo simbiótico).
Origen del núcleo eucariota:  La progenitora del núcleo de los eucariotas son las arqueas, pero estas son generalmente procariotas.
Sin embargo los genes del procesamiento de información son muy similares entre arqueas y eucariotas.
 A diferencia del cromosoma eubacterial, el de la arquea está lleno de histonas y formas estructuras de nucleosomas similares a los eucariotas.
 Evidencias de este origen: 1. La replicación del genoma  Se utiliza el mismo ADN polimerasa.
2. La transcripción  El ARN polimerasa de arqueas y eucariotas son más similares entre sí que entre cualquiera de su homólogo eubacterial.
3. Traducción  Arqueas y eucariotas comparten varios factores de iniciación de la traducción de proteínas ribosomales, incluso a pesar de que la maquinaria de traducción es universales: rRNAs, ARNt, enzimas, y los principales factores de elongación.
Evolución mitocondrial: La evidencia del origen simbiótico de la mitocondria es la presencia de 2 genomas de alfa-proteobacterial: 1. Agrobacterium tumefaciens C58: - Un cromosoma circular y un lineal, dos plásmidos " - 5.419 genes de proteína.
2. Rickettsia: - Un cromosoma circular (con 1 copia rRNA) - 834 genes de proteínas, 76% de genoma a) La expresión de genes b) La producción de energía (respiración aerobia) c) El metabolismo: biosíntesis de aminoácidos, ácidos nucleicos, etc ...
d) La división celular y la envoltura celular e) Las funciones de regulación f) - Las proteínas de virulencia, resistencia a los medicamentos Se conservan los operones bacterianos en todo el genoma.
Evolución del plastidio: Se considera que los plastidios provienen de las cianobacterias y las evidencias son: 1. La fotosíntesis de los fotosistemas I y II 2. La estructura del genoma: - Genes contenidos: 224 genes compartidos - Operones compartidos Evolución del cloroplasto: Los cloroplastos se formaron por dos eventos de endosimbiosis. Existen 3 tipos de cloroplastos: rojos, verdes y glaudos. Es por ese motivo que se cree que provienen de 3 cianobacterias diferentes (3 linajes).
1. Glaucocystophyta: clorofila a y ficobilinas unicelulares, flagelados o no móviles. [AZUL] a) Glaucocystis, no móvil! b) Gloeochaete, c) Cyanophora, carecen de pared celular, pero móviles. Tienen un cromosoma circular con.
 La expresión de genes  La producción de energía (fotosíntesis)  El metabolismo  División de la pared.
2. Rhodophyta: clorofila a y ficobilinas  sin flagelos y complejo ciclo de vida, es el grupo más diverso.
[ROJAS] a) Porphyra purpurea:  Un cromosoma circular con una repetición directa de rRNA (99,15% idénticos)  La expresión de genes  La producción de energía (fotosíntesis)  El metabolismo  Sin intrón 3. Plantas verdes (viridiplantae): [VERDES] a) Nephroselmis olivácea:   Un cromosoma circular  La expresión de genes  La producción de energía (fotosíntesis)  El metabolismo  La división de la "célula" biosíntesis de la pared  Sin intrón Evidencia de la segunda endosimbiosis: - Se explica porque el hecho de que se produzca una endosimbiosis genera una doble membrana.
- Pero en algunos organismos hemos observado que hay cloroplastos con triple o cuádruple membrana, cosa que nos hace pensar que ha habido un proceso de endosimbiosis más actual.
- Este proceso además lo podeos ver por ejemplo cuando algunas algas fagocitan a otras.
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