TEMA 4 – CIANOBACTERIAS (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Botànica
Año del apunte 2014
Páginas 3
Fecha de subida 18/03/2015
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TEMA 4 – CIANOBACTERIAS Las cianobacterias son organismos procariotas con nutrición autótrofa, es decir, puede alimentarse a sí mismos.
Autótrofo → yo mismo me engordo. Son fotohidrótrofos → hacen la fotosíntesis, con luz y agua.
12H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O No tienen orgánulos ni cloroplastos, pero tienen tilacoides donde colocan sus pigmentos. Obtienen su alimento gracias a estos pigmentos: - - Ficobiliproteínas (ficobilisomas) → absorben luz de espectro azul (ficocianina) y rojo (ficoeritrina).
Clorofila (tilacoides) → las cianobacterias poseen sobretodo clorofila a, aunque se sospecha que también tienen b, c, d y e. Se considera que solo tienen a, que absorbe luz del verde y es la que de verdad hace la fotosíntesis. Los demás pigmentos solo recogen la energía de otras longitudes de onda y la transmiten a la clorofila.
Carotenoides → absorben luz del rojo al amarillo.
Encontramos otros tipos de autotrofia en bacterias: - Fotolitrotrofos (sulfobacterias verdes y purpúreas) → engordo con luz, CO2 y compuestos sulfurados, como el SH2.
Quimilitotrofos (bacterias incoloras) → oxidan el CO2 y otras sustancias inorgánicas.
Estructura celular de las cianobacterias Las cianobacterias tienen una pared celular de celulosa rodeada de una vaina de gelatina para protegerse sobre todo de la desecación, ya que son poiquilohidros.
Dentro de la membrana plasmática encontramos: - Tilacoides, en cuyo interior está la clorofila y los carotenoides.
Ficobilisomas, con ficoeritrina y ficocianina.
DNA procariótico, sin ninguna estructura que lo proteja.
Ribosomas 70S.
Gran cantidad de vacuolas con diferentes funciones: o Volutina: contiene compuestos fosfatados.
o Cianoficina: contiene compuestos nitrogenados.
o Glucógeno: contiene glucógeno, glucosa... Azúcares.
o Carboxisomas: vacuolas que según la actividad de la cianobacterias estarán más hinchadas o menos.
Es donde se hace el intercambio de CO2 por O2.
Organización morfológica Las cianobacterias son unicelulares, cada célula vive independientemente. Pero también pueden vivir en agregados, como colonias. Estas colonias pueden ser: - Con capsula fina: la vaina de gelatina es delgada.
Con capsula gruesa: la vaina de gelatina es muy gruesa.
Irregulares: sin ninguna disposición ordenada.
Planas: todas las células se encuentran en el mismo plano de simetría, una al lado de otra.
Cúbicas: las células se sitúan en dos planos, formando cubos.
También se pueden disponer en filamentos, llamados tricomas, que pueden ser: - Simple o haplóstico.
Haplóstico ramificado.
Haplóstico con falsas ramificaciones → dos filamentos chocan y parece una ramificación de otro.
Polísticos → con más de una fila de células.
Cianobacterias filamentosas En estos tricomas, algunas cianobacterias tienen especialización de trabajo y necesitan algo que les sirva como conexión entre células: los plasmodesmos, que en este caso, son muy rudimentarios. Si las células se separan, estos plasmodesmos se taponan y no pasa nada.
Si están unidas tienen un puente donde se intercambian metabolitos y comienza a haber división del trabajo. Hay dos tipos de poros: - Poros grandes, los cuales se encuentran a los lados de toda la célula. Llevan a cabo el intercambio con el exterior.
Poros de unión, que no tienen nada que ver con los plasmodesmos. Son unos canales que tiene algunas cianobacterias filamentosas que conectan el citoplasma con el exterior. Su función es el movimiento. Segregan un mucilago (vaina de gelatina) por el poro a presión para que la célula se mueva. Este movimiento se llama Gliding.
Algunas, aparte de moverse arriba o abajo, giran. Se segrega mucilago por los canales y la célula va girando.
Las heterocistes son cianobacterias diferenciadas que fijan nitrógeno atmosférico producido por bacterias. Se necesitan condiciones anóxicas para que la enzima responsable de la fijación del nitrogeno actúe. A la hora de la formación de un heterociste, los gránulos de cianoficina van desapareciendo y una cianobacteria engruesa su pared formando dos capas sobre la pared celular para reforzarla: - Capa de glicolípidos que taponan los poros de intercambio de gases.
Capa de polisacáridos, que protege la capa anterior.
Los tilacoides desaparecen, y los pocos que quedan se ponen en las zonas de unión entre una célula y otra. Aparecen los corpúsculos polares: gránulos de cianoficina que acumulan nitrógeno y taponan los plasmodesmos.
Una vez el heterociste comienza a fijar nitrógeno, en el corpúsculo polar hay mucho nitrógeno por el cúmulo de tilacoides. Hay tanta presión que la barrera se rompe y el nitrógeno pasa a las células adyacentes.
¿Como entra el nitrógeno en la célula? El nitrógeno puede traspasar la doble barrera, ésta sólo protege del oxigeno.
Tipos de reproducción Las cianobacterias sólo se reproducen asexualmente, es decir, no hay intercambio de material genético. Pueden hacerlo de varias maneras: - - Bipartición por mitosis.
Formación de esporas o mitósporas, que pueden ser: o Exóspora. La membranita de fuera es la capa de gelatina, por lo tanto, se producen en el exterior. Se da en cianobacterias filamentosas.
o Endosporas, en cianobacterias coloniales.
o Acinetos: solo aparecen en las cianobacterias filamentosas con heterocistes. Son esporas de resistencia que aparecen en condiciones ambientales desfavorables. Son células vegetativas que crecen en tamaño y comienzan a formar envolturas de protección. Aumentan los gránulos, reducen su actividad fotosintética... van apareciendo poco a poco en el filamento.
Del acineto apareció el heterociste. Ambos son característicos de condiciones anóxicas.
Fragmentación. Cada filamento se fragmenta en pequeños filamentos llamados hormogonios. Pueden aparecer de varias maneras: o Se fragmentan por medio de heterocistes. Por un golpe, por el propio movimiento u otra causa, las cianobacterias entre dos heterocistes se separan. Esas células dan lugar a otro individuo. Si se queda solo, el heterociste puede germinar y volverse célula vegetativa.
o Gracias a los acinetos. Cuando tenemos cianobacterias entre dos acinetos, como si fuesen heterocistes, pasa lo mismo.
o El filamento decide reproducirse asexualmente. Dos células se mueren y las que están en medio se separan. Estas kamikazes se llaman necridios.
Ecología Las cianobacterias dominaron el mundo más de 2000 millones de años hasta que consiguieron cambiar la composición de la atmósfera: son los responsables del oxígeno atmosférico. Fueron los primeros organismos fotosintéticos. Existen desde el Precámbrico (hace 3500 m.a.), dominaron el mundo entre hace 2500 y 600 m.a.
Los estromatolitos son pequeñas piedras formadas por cianobacterias. Por el día crecen las cianobacterias o algas verde-azuladas, y por la noche forman una capa de estas rocas. Siempre aparecen en las zonas calcares costeras.
Podemos encontrar cianobacterias en muchos lugares: - Suelos (Nostoc) Ríos y riachuelos, sobre piedras (Rivularia, Nostoc) Hongos (Phormidium) Paredes húmedas (Phormidium) Sobre algas y musgo (Merismopedia) Algas sulfurosas y termales (Oscillatoria, Mastigocladus) En simbiosis con líquenes, hongos (Nostoc) En simbiosis con plantas (Anabaena azollae) Proliferaciones algales “Blooms” Pelos de los osos polares Utilidades Las cianobacterias se usan en varios campos industriales: - Alimentación Adobo orgánico Cosmética ...