Tema 20. Archaea (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2013
Páginas 4
Fecha de subida 22/10/2014
Descargas 25
Subido por

Vista previa del texto

Grau Microbiologia – Microbiologia T-20 Gloria Hidalgo ARCHAEA Grup ampli d’organismes arcaics (antics) que es van descriure en ambient extrems (avui en dia s’estan descrivint altres ambients): medis anaerobis, hipersalins, amb pH extrems i amb altes temperatures. Hi ha algun arqueu marí (de l’àrtic o tropical).
Poden establir relacions simbionts (Ex: vaca).
Tenen molt interès biotecnològic.
El aquea comparteixen propietat dels eucariotes (+ relacionat amb aquests) i dels bacteris.
- Eucariotes: temes moleculars (replicació, transcripció, traducció) - Bacteris: fisiologia, metabolisme.
És un grup particular, en tant que tenen rRNA diferents i tenen característiques pròpies.
1. CLASSIFICACIÓ DELS ARQUEUS Phyles: euryarchaeota (molt ampli) i crenarchaetota (majoria de manantials).
Grups d’arqueus (segons morfologia i fisiologia) - Metanogens: E - Sulfat reductors (de sulfat a sulfhídric): E - Halòfils extrems: E - Sense paret cel·lular: E - Hipertermòfils extrems, S0 metabolitzants: E i C 2. PHYLUM EURYARCHAEOTA 2.1. HALÒFILS EXTREMS Organismes que requereixen concentracions de sals molt elevades (òptim a 3-4M NaCl). Es troben en ambients natural (Ex: mar mort) o artificials (Ex: estanca de saturació de les salines).
Alguns viuen a pH superior a 10 (haloalcalòfils: Halobacterium, Natronobacterium, Haloferax).
1 Grau Microbiologia – Microbiologia T-20 Gloria Hidalgo Característiques: - Es reprodueixen per divisió binaria.
- La majoria no són mòbils.
- No produeixen espores ni formes resistents.
- Són aerobis obligats i quimioheteròtrof.
- Al viure a aquesta [] de sal necessiten una adaptació concreta: per mantenir balanç osmòtics acumulen al interior soluts compatibles, com Fe+.
o L’Halobacterium acumula K+.
- Tenen molt pigments (sobretot carotens, de manera que es protegeixen de la UV).
o Alguns tenen bacteriorhopsina (pigment vermell): té capacitat d’absorbir la llum que produeix el transport de protons a través de membrana; si esta associada a una ATPasa permet a la cèl·lula sintetitzar ATP. Els hi permet sobreviure en ambient pobres en O2.
- Tenen morfologies molt diverses. Ex: Haloquadratum (únic amb forma quadrada).
2.2. METANOGENS Són molt diversos fenotípicament i filogenèticament. Duen a terme la metanogènesis (únic en arqueus) que és l’últim pas de la degradació de compostos orgànics.
 Metanogènesis: produeix CH4 a partir de 11 substrats diferents, segons aquests es divideixen en diversos grups els metanogens.
Han de viure en altres organismes perquè els degradin els sucres als substrats específics.
Els metanogens, referint-se a la paret cel·lular, no té sentit parlem de gram + o gram -, ja que això és només propi de bacteris. Entre el mateix grup hi ha molt diversitat química de la paret (pseudomureina, portaeines o glicoproteïnes, capa S, etc).
Interès: en tractament d’aigües residuals o de residus sòlids, el qual es degradat a metà que pot ser utilitzar per produir energia elèctrica.
El metà, per això, es preocupant per l’efecte hivernacle si s’allibera a l’atmosfera i a més, és un potent oxidant.
Ex: Methanopyrus: molt semblant a LUCA –hipertermòfil, anaerobi estricte, quimiolitoautòtrof.
2.3. THERMOPLASMATALES – SENSE PARET CEL·LULAR Són organismes termòfils i/o extrems acidòfils que no tenen paret . Només hi ha un grup, els termoplasmadals, en el qual destaquen tres generes importants: - Termoplasma: termoacidòfil (òptim: 55-59ºC i pH 1-2), quimioorganòtrof i aerobis facultatius via respiració de sulfur. No té paret cel·lular, només una membrana molt característica que li permet sobreviure a pH extrems. Consta de morfologies molt particulars – irregulars (segons T). Aquest organisme té al DNA estructures semblants al nucleosomes, en concret semblants a histones.
- Ferroplamas: quimiolitòtrof, acidòfil amb mínims de pH 0 (no es el més extrem a nivell d’àcid). Oxida Fe2+ a Fe3+ generant àcid. Té morfologies molt rares per no tenir paret.
- Picrofils: aeròbic i termoacidòfil (òptims: 47-65ºC i 0,7 pH). Té una capa S (no és una paret cel·lular real).
2 Grau Microbiologia – Microbiologia T-20 Gloria Hidalgo 2.4. HIPERTERMÒFILS Comprèn la branca més propera de l'arrel de l'arbre de arqueobacteris: Thermococcales: termòfils extrems (fonts termals: 88-100ºC), altament mòbils, anaerobis estrictes i metabolitzadors de sofre (compostos orgànics com a font de carboni i acceptor S0).
Tres gèneres: Thermococcus, Paleococcus, Pyrococcus Methanopyrus: metanogens, quimioautòtrof, creix a T altes (100ºC), en las membranes contenen uns lípids que són únics i la paret cel·lular consta de pseudomureina.
2.5. ARCHAEOGLOBALES – SULFATS REDUCTORS Organismes cocals irregulars, amb paret cel·lular constituïda paer subunitats de glicoproteïnes.
Són hipertermòfils (83ºC), s’han aïllat a fonsts hidrotermals marines. Respecte al metabolisme, poden ser litòtrof (H2) o organòtrof (lactat o glucosa), són anaerobis estrictes amb acceptor d’electrons el sofre (salfat, sulfit, tiosulfit).
Caràcters fisiològics diferents: al genoma posseeix enzims de metanogens i rRNa distant a hipertermòfils.
2.6. NANOARQUEM Organismes molt característics: - Organismes molt petit (~0,4µm), dels més petits que es coneix.
- Viu a òptimament a 90ºC.
- Conté genoma molt petit: 500-550gens.
- Organismes simbiont obligat amb ignicoccus (crenarcaeota).
El marins, només coneixem la seqüència. Viuen en aigua superficial (+100m).
3 Grau Microbiologia – Microbiologia T-20 Gloria Hidalgo 3. PHYLUM CRENARCAEOTA Només són extrems termòfils – metabolitzadors de S0 Característiques: - Viuen a ambient hipertermòfils, arribant a aguantar temperatura fins a 400ºC. Es troben en font termals, volcans marins, etc.
 Hi ha Crenarcaeotes que no són termòfils i viuen per sota del 100m (poden representar 40% de la biomassa del habitat).
- La majoria són anaerobis obligats.
- Tot són dependent del sofre, però l’utilitzen de diferents manera: com acceptor terminal (anaerobis) o com a font d’electrons – donador (aerobis).
Classe: Thermoprotei Ordres: - Sulfolobals: hipertermòfils, pHs molts baixos. Viuen a zones terrestres.
 Sulfolobus gènere característic del grup - Termoproteals: temperatures molt altes, però pH neutre. Viuen a zones terrestres.
 Termoproteus gènere característic - Desulfococals: organismes amb temperatures optimes altes, pH al voltant de la neutralitat. Es troben en font marines. Es divideixen en dos grups:  Grup que viuen a temperatura per sota de ebullició: ignicoccus (espai buit entre cos cel·lular i membrana).
 Viuen a temperatures superior a la ebullició: pyrodictium occultum, etc.
Segons experiments de laboratori, es podrà trobar vida fins a 140-150ºC (perquè aquesta temperatura les biomolècules ja no resisteixen, com per exemple ATP).
TACK (sigles dels filum): superfilum amb proteïnes molt semblant a eucariotes  poden tenir importància per l’origen.
S’ha descobert altres fílums: korarchaeota (1996) (branca antiga que es troba a fonts termals), thaumarchaeota (2008)(viuen a T fresques, marins), etc.
Nitrosopumilus sp.: primer arqueu relacionat amb el cicle del N.
4 ...