5. Bacteris gramnegatius (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Diversitat funcional de microorganismes
Año del apunte 2016
Páginas 7
Fecha de subida 13/06/2017
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

Usuario: julesdms Júlia de Mas Tema 5. Bacteris gramnegatius.
Bacteris fotosintètics.
No hi ha cap arqueu fotosintètic. Són bacteris que obtenen energia a partir de la llum. Hi ha: - Fílum Chloroflexi – bacteris verds no del sofre.
- Fílum Chlorobi – bacteris verds del sofre.
- Fílum Cianobacteria o o Bacteris vermells: Vermells del sofre– famílies 2-γ-proteobacteries, Chromatiaceae i Ectothiorhodospiraceae.
Vermells del sofre – distribuïdes entre α i β proteobacteries.
- Fílum Firmicutes – Heliobacteria - Gramnegatius termòfils – Acidobacteria.
Fílum Cianobacteria.
És el grup més divers i heterogeni tant ecològicament com morfològicament (filaments o unicel·lulars) dels bacteris fotosintètics. A diferència dels bacteris verds i vermells són fotòtrofs oxigènics. Es troben remotament relacionades amb els bacteris grampositius. Van ser els responsables de la transformació d’una atmosfera anòxica a una òxica.
La seva paret es semblant a la de gramnegatius degut a que contenen peptidoglicà, algunes formen cobertes mucilaginoses considerables, també anomenades baines que uneixen entre sí cèl·lules que formen filaments.
La majoria són fotolitoautòtrofs obligats, alguns podem créixer a poc a poc en la foscor com a quimioheteròtrofs. Alguns poden dur a terme una fotosíntesis anoxigènica i a la foscor.
Subseccions.
Grup I. Unicel·lular: cèl·lules lliures o agregats no filamentosos. Reproducció per fissió binària o gemmació. Són els únics no motils.
Grup II. Tipus pleurocapsa: es reprodueixen per la formació de cèl·lules esfèriques petites que es diuen baeocists produïdes per fissió múltiple. Cèl·lules lliures o agregats no filamentosos.
Grup III. Tipus oscil·latòria: cèl·lules filamentoses que es divideixen per fissió binària en un pla únic. Són tricomes no ramificats amb només cèl·lules vegetatives.
Grup IV. Tipus nòstoc: cèl·lules filamentoses que produeixen heterocists. Són tricomes no ramificats que poden contenir cèl·lules especialitzades. Es divideixen per fissió binària en un sol pla.
Grup V. Ramificats: les cèl·lules es divideixen per formar tricomes ramificats o amb més d’una fila de cèl·lules. També produeixen heterocists. Poden produir acinets. Es divideixen per fissió binària en varis plans.
Usuario: julesdms Júlia de Mas La pigmentació la majoria tenen un color blau-verdosa i això es degut a la ficocianina. Les ficocianines són unes ficobilines de color blau. Els cianobacteris només tenen clorofil·la a.
Algunes espècies de l’oceà produeixen ficoeritrina el que els hi dona una coloració marró o vermella. Segons la llum que els hi arribi alguns mostren una adaptació cromàtica, mostren modulacions en les concentracions de ficobilines.
De les estructures citoplasmàtiques visibles en molts cianobacteris trobem les vacuoles de gas que són habituals en espècies que viuen en aigües obertes (espècies planctòniques). La funció d’aquestes és regular la flotabilitat cel·lular de manera que es poden situar a la profunditat on es troba la intensitat lluminosa necessària per fer la fotosíntesis. Per tant duen a terme fototaxis mitjançant les vacuoles de gas.
El sistema de membranes fotosintètiques és molt complex i consta de múltiples capes, encara que en alguns cianobacteris les membranes tilacoidals estan distribuïdes de forma regular formant cercles concèntrics a la perifèria del citoplasma.
Tenen algunes estructures d’emmagatzematge: - Carboxisomes , és on s’emmagatzemen els enzims pel cicle de Calvin.
Grànuls de cianoficina. La cianoficina és un copolímer d’àcid aspàrtic i arginina, és un producte d’emmagatzematge de nitrogen. De manera que quan es troba en una situació en la que falta nitrogen es degraden. Com a font de nitrogen normalment utilitzen nitrats o amoni Semblances amb eucariotes.
- - - Tenen fotosistemes I i II.
Tenen clorofil·la a, els Prochlorales son els únics que tenen clorofil·la a i b. Fan la fotosíntesis oxigèniques.
Fan fotosíntesis oxigènica (utilitzen l’aigua com a donador d’electrons i generen oxigen).
Algunes espècies poden dur a terme fotosíntesis anoxigènica utilitzant H2S com una font d’electrons.
Utilitzen ficobiliproteïnes com a pigments accessoris. Els ficobilisomes, que folren les membranes dels tilacoides, contenen ficocianina i ficoeritrina. Els procloròfits no tenen ficobilines.
Fan servir el cicle de Calvin per fixar CO2.
Cèl·lules reproductives i estructures especialitzades.
- Fissió binària, gemmació, fragmentació i múltiple fissió.
L’hormogoni és una estructura reproductora que desenvolupen alguns cianobacteris, està format per petits i mòbils fragments d’una bactèria filamentosa.
Baeocists. Són produïts per múltiples fissions, estan formats per petites cèl·lules esfèriques que s’escapen quan la paret es trenca, algunes són mòbils per un moviment de lliscament.
Acinets. Són cèl·lules especialitzades, en estat latent amb una paret gruixuda que són resistents a la dessecació. Moltes vegades germinen per formar nous filaments.
Heterocists.
S’originen a partir de la diferenciació de cèl·lules vegetatives. Són cèl·lules especialitzades en la fixació de nitrogen, són l’únic lloc on es dóna la fixació de nitrogen en les cèl·lules. Es produeixen quan els organismes no poden obtenir nitrogen. En filaments es veuen diferents d’altres cèl·lules i inclou la reorganització de les membranes fotosintètiques.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Estan relacionades amb les cèl·lules vegetatives del seu voltant, aquestes li subministren els productes de la fotosíntesis i els heterocists els hi proporciona productes de la fixació de nitrogen.
Els heterocists tenen pocs pigments de tipus ficobilines i només tenen el fotosistema I, el fotosistema II és el generador d’oxigen.
Al tenir una paret gruixuda i amb gran quantitat de glicolípids que preveu la difusió de O2 dins del heterocist cosa que provocaria la inhibició de la nitrogenasa (enzim encarregat de fixar el nitrogen i sensible al oxigen).
Ecologia dels cianobacteris.
Són comuns en la majoria d’ambients on hi hagi llum solar i aigua. S’ha trobat en aigua dolça i marina i en hàbitats terrestres ja sigui a la superfície de les roques o del sòl i ocasionalment dins de les pròpies roques.
És tolerat d’ambients extrems, s’ha trobat en: fonts àcides, llacs gasos, fonts termals, en roques congelades, a mar obert i en terrenys deserts i esquerdats.
Aquells cianobacteris termòfils poden créixer a unes temperatures més altes de 75ºC. Moltes vegades són primers colonitzadors.
Poden causar blooms poblacionals en llacunes i llacs rics en nutrients, alguns d’ells poden produir toxines.
Tenen un efecte molt important en quant al cicle del carboni. Dos gèneres marins Synechococcus i Prochlorococcus, fan 1/3 de la fixació global de CO2 i són menys del 1% de la massa oceànica.
Aquests dos generes es troben en la zona fòtica (zona on arriba la llum).
Moltes vegades formen relacions simbiòtiques. Per exemple: - Són el component fototròpic dels líquens.
Aquelles espècies fixadores de nitrogen formen associacions amb plantes.
Simbiosis amb fongs, animals, varis protists i altres bacteris.
Ordre Prochlorales (fílum Cyanobacteria i classe Cyanobacteria) Té un interès evolutiu i ecològic. Tenen clorofil·la a i b i no tenen ficobilines. Són els únics procariotes que contenen la clorofil·la b. Són candidats com a antecessors dels endosimbionts que van ascendir a cloroplasts, ja que tenen clorofil·la b i no tenen ficobilines.
Els gèneres més representatius són: - Prochloron. Primer gènere en ser descobert. Es troba a la naturalesa com a simbiont d’invertebrats marins.
Prochlorothrix. És un procloròfit filamentós.
Prochlorococcus. Es van trobar a la zona eufòtica a mar obert. Probablement és el microorganisme fotosintètic més abundant i més petit de la Terra. Té entre 0,5 i 0,8 micròmetres de diàmetre. Es troben 105 Prochlorococcus per mil·lilitre d’aigua de mar.
Produeix clorofil·la divinil en canvi de la clorofil·la a i α-carotè.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Fílum Chlorobi, Bacteris verds del sofre.
El fílum només està compost per una classe que és Chlorobia, un ordre que és Chlorobiales i una família que és Chlorobiaceae. Els gèneres representatius són Chlorobium, Prosthecochloris i Pelodictyon.
Els bacteris verds del sofre són un grup filogenèticament definit de bacteris fotòtrofs anoxigènics, que no tenen mobilitat, i que entre les seves soques només consten d’espècies anaeròbiques estrictes i fotòtrofes. La seva morfologia és diversa i es basa en bacils llargs o curts, es coneixen tant de color verd com de color marró.
Les bacterioclorofil·les presents són a i qualsevol de les següents: c, d i e. Aquests últims pigments actuen només en reaccions de captació de llum i es troben en els clorosomes. Els clorosomes són vesícules el·lipsoïdals ancorades en la membrana plasmàtica, rics en bacterioclorofil·les (pigments accessoris per la fotosíntesis). Aquests clorosomes al tenir aquestes bacterioclorofil·les que s’encarreguen únicament de la captació de llum són cossos molt eficients alhora de captar la llum. Uns estudis evidencien que els clorosomes canalitzen l’energia lluminosa absorbida cap a les bacterioclorofil·les a.
Habitualment no presenten flagels, alguns presenten vacuoles de gas (si estem parlant de sediments i columnes d’aigua). Les vesícules de gas serveixen per ajustar-los a la profunditat on hi hagi la llum i H2S adequats.
Son fotolitoautotròfics anaeròbics obligats i el que utilitzen com a donador d’electrons són compostos reduïts de sofre com ara sulfurs (H2S). També poden utilitzar hidrogen com a font de poder reductor. La reacció es dona en la bacterioclorofil·la localitzada a la membrana plasmàtica, que és la a. L’energia obtinguda la faran servir per fixar el carboni mitjançant la via reductiva del cicle del àcid tricarboxílic. Fruit de la fotosíntesis poden formar sofre elemental que es disposa a l’exterior de la cèl·lula en forma de globus de sofre.
Habitat.
Els trobarem on no hi hagi oxigen (ambients anòxics), trobarem en ambients rics en H2S (on hi ha donadors d’electrons). Degut a que els clorosomes tenen una alta capacitat per captar la llum els trobarem en profunditats majors que altres fotòtrofs.
Molts es troben formant consorcis, cooperen amb bacteris quimioorganòtrofs (heteròtrofs). En els consorcis ambdós bacteris involucrats surten beneficiats. Involucra bacteris verds del sofre amb bacteris quimioorganotròfics, l’element fototròpic s’anomena epibiont. L’epibiont està físicament lligat a una cèl·lula no fototròpica, és a dir quimioorganòtrofa.
Fílum Chloroflexi.
En aquest fílum trobem una classe fotosintètiques encara que també es poden observar altres classes que contenen organismes heterotròfics. Aquest fílum generalment és fotòtrof anoxigènic. Pot créixer a la foscor com a quimioorganòtrof amb respiració aeròbica.
Es possible que sigui un descendent modern dels fotòtrofs primitius degut a la seva filogènia i al seu particular mecanisme d’autotròfia.
Morfologia.
Són bacteris filamentosos no ramificat, flexibles i mesuren menys de 2µm. Els septes estan presents però molts cops no és visible. Mostra característiques tant dels bacteris verds del sofre com dels vermells fotòtrofs. També clorosomes i clorofil·la b com els bacteris verds del sofre.
Mentre que la bacterioclorofil·la a forma un centre de reacció semblant al dels bacteris vermells.
Usuario: julesdms Júlia de Mas Acostumen a tenir una morfologia filamentosa i acostumen a moure’s per lliscament. Les espècies fototròpiques són verdes o taronges.
D’organismes fotosintètics tenim Chloroflexus, Chlorothrix i Chloronema. Però després tenim Bellilinea, Longilinea, Anaerolinea que serien heterotròfics.
Chloroflexi fototròpics.
Son filaments termòfils, formen capes denses microbianes en fonts termals neutres o alcalines.
Si parlem dels fototròpics, veiem que fan una fotosíntesi anoxigènica, presenten un sol fotosistema i una sola fosforilació cíclica. En la major part fixen el carboni orgànic mitjançat la via de l’hidroxipropionat.
En el cas de Chlorobium tenen una fisiologia fotolitoautotròfica obligada, en aquest cas els Chloroflexi prefereixen viure en una fotoheterotrofia, viuen millor utilitzant els compostos orgànics que generen els cianobacteris. Pot créixer com fotoautotròfic però creix millor com a fotoheterotròfic. Poden créixer quimioheterotroficament i aeròbicament.
Són uns grans candidats per estudiar quin va ser l’origen de la fotosíntesis. Si volem estudiar aquests centres de reacció fotosintètics, podem veure que els Chloroflexi juntament amb els Chlorobium i els cianobacteris tenen el de tipus II i segurament l’origen d’aquests centres de reacció seria un metabolisme respiratori, un ancestre dels Chloroflexi ajuntaria un centre respirador amb un centre de reacció.
Podem veure que els Chloroflexi no tots presenten clorosoma però alguns si. Veiem que sempre la presencia de clorosomes apareix junt amb bacterioclorofil·la c, o estan els dos o ningun dels dos. També hi ha dos punts que poden ser o anaerobis obligats i aeròbics, o aeròbics obligats.
Chloroflexi heterotròfics.
Herpetosiphon. Aïllat de la matriu d’una alga eucariota Chara. És un bacteri filamentós, aeròbic i mesòfil. Habitualment es troben en sediments i especialment en residus del tractament d’aigua residual.
Anaerolinea. Aïllat d’un digestor industrial termòfil i aeròbic. Es un bacteri filamentós termòfil (45 i 65ºC). És un anaeròbic obligat (alguns son aeròbics facultatius). No presenta motilitat. El H + és l’acceptor final d’electrons.
Thermomicrobium. Bacils curts i irregulars. No presenten peptidoglicà a la paret cel·lular, aeròbics obligats. Termòfils, la seva temperatura òptima es troba entre 79 i 75 ºC. Tenen una membrana lipídica inusual, els lípids contenen 1,2- dialcohols en comptes de glicerol amb una llarga cadena carbonatada i no presenta ni enllaços èster ni èter.
Habitat.
Si volem treballar en aquest grup els trobarem: - Membres fotòtrofs els trobarem habitualment en ambients amb una certa activitat termal, fonts termals terrestres, amb pHs que tendeixen a ser neutrals o alcalins, i temperatures de mesofília fins a termofília. Aquests sediments estan coberts per microorganismes microbians, i aquests acostumen a formar tapissos microbians. Forment tapissos bacterians.
Usuario: julesdms - Júlia de Mas Membres mesòfils heteròtrofs, poden estar en ambients naturals o artificials (fets per l’home), on hi ha molta matèria orgànica i poden arribar a degradar una gran quantitat de productes que inclouen contaminants de gran interès. Per tant, els trobarem en aigües residuals, digestors anaeròbics i en els sediments d’arrossars.
Bacteris quimiòtrofs.
Fílum Planctomycetes.
Hem trobat compartimentització dins de les cèl·lules procariotes. Es únic que morfològicament poden presentar cèl·lules compartimentades que recorden a les cèl·lules eucariotes i poden incloure nucleoide o no, també poden presentar Pirellulosoma i anammoxosoma.
Un altre titular es que no tenen peptidoglicà a la paret cel·lular i les seves parets cel·lulars són de tipus capa S (cisteïna i prolina). Habitualment, es repliquen mitjançant gemmació, però Phycisphaera amb fissió binaria. Són quimioheteròtrofs.
Planctomyces és un microorganisme que la major del seu cicle vital, presenta un peduncle, que facilita l’adhesió al substrat. En el seu cicle de vida les cèl·lules nadadores s’uneixen a la superfície, creix el peduncle a partir del lloc d’adhesió i genera una nova cèl·lula en el lloc oposat per gemmació.
Pirellula presenta nucleoide igual que Gemmata. Si vol destacar un grup és el grup Anammox, es van descobrir però no el tenim en grup axènic, quan s’estudiava el cicle del nitrogen en ambients marins faltava una peça que es va solucionar amb aquest grup.
El seu hàbitat és fonamentalment aquàtic, tant d’aigua dolça com marina.
Anammox Planxtomycetes.
Els Planctomycetes Anammox a diferencia dels altres són quimiolitoautotròfics. Té un compartiment que es diu anammoxosoma que conté els enzims per dur a terme l’oxidació d’amoni en situacions anòxiques. Pot contribuir en el 70% del cicle del nitrogen dels oceans, desnitrificació.
Fílum Spirochaetes.
Es un grup característic, també a nivell mèdic. Estan presents en molts ambients aquàtics i en animals, causen algunes malalties, com la sífilis (MTS).
Són quimioheteròtrofs. Si hem de destacar una peculiaritat seria l’estructura i la motilitat.
Habitualment tenen forma d’espiril, morfologia helicoïdal, i aquest filament acostuma a ser molt prim i molt flexible. Degut a la seva estructura presenta una motilitat característica que seria una en la qual s’arrosseguen una mica, seria una transformació de la motilitat per lliscament.
Té uns requeriments d’oxigen molt variats.
L’espiroqueta a nivell central té un cilindre i després té una membrana externa i aquest espai entre les dues estructures és l’espai periplasmàtic. En aquest espai periplasmàtic és on trobem uns flagels característics que es diuen endoflagels que tenen una inserció subapical als dos pols de la cèl·lula. Aquests endoflagels arriben fins a dos terceres parts de les cèl·lules, no arriben a l’altre part del pol i estan coberts per aquesta membrana externa. Poden tenir de 2 a 100, i es el que serveix per dur a terme una classificació.
Usuario: julesdms Júlia de Mas A nivell estructural podem distingir un cilindre protoplasmàtic central i després veiem una membrana externa i els endoflagels que estan al interior de la membrana externa. Els endoflagels també se’ls hi diu filaments axials, fan un moviment rotatori i com els flagels de cada pol rotaran a la mateixa direcció forcen de manera que els flagels mouran amb el mateix sentit la membrana externa i el cilindre protoplasmàtic estarà rígid. De manera que seria com un lleva taps i un moviment helicoïdal, moviments de torsió o de fuet, com a conseqüència de la torsió d’ambdós extrems del cilindre protoplasmàtic pel gir dels flagels. Es una motilitat molt adaptada per moure’s en fluids molt viscosos.
Ecològicament és un món molt divers, el podem trobar de forma lliure. Simbiòticament el trobem al tracte intestinal de tèrmits, al tracte digestiu de mol·luscs i de mamífers i en cavitats orals d’animals. Poden provocar malalties com la malaltia de Lyme i la sífilis.
Fílum Bacteroidetes.
Es un grup molt divers, acostumen a ser sacarolítics, obtenen energia a partir de la fermentació de polisacàrids de cadena llarga (quitina, cel·lulosa). Dins d’aquests si hem de distingir els membres de Bacteroides acostumen a ser anaerobis estrictes i els de Flavobacteria i Sphingobacteria són aeròbics.
Classe Bacteroides.
Tenen una morfologia bacil·lar i són gramnegatius i anaeròbics. Poden formar espores o no.
Poden presentar motilitat o no.
Estem parlant d’un grup on son quimioheteròtrofs i habitualment el metabolisme es fermentatiu utilitzen els polisacàrids de cadena llarga.
Els trobem en el tracte intestinal i en la cavitat oral d’humans i altres animals i en el rumen dels remugants. Habitualment ens ajuda a degradar carbohidrats complexes proveint nutrició extra cap al hoste. Alguns poden ser patògens. Constitueixen el 30% de les bactèries presents en els excrements dels humans.
Classe Sphingobacteria. Gènere Cytophaga.
Són bacils prims, normalment acabats amb punta. Són aeròbics i degraden polisacàrids complexes (cel·lulosa, quitina, pectina, queratina, agar). Tenen un paper molt important en la mineralització del material orgànic. Són un component bacterià important en les depuradores d’aigües residuals. Molts no requereixen un hoste i alguns són patògens en vertebrats. Per exemple Cytophaga columnaris és un patogen del peix.
...

Comprar Previsualizar