Eu Bacteria

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Clasificación Microbiana Diversidad Microbiana- Introducción a la taxonomía - Arbol de la Vida -Tres Dominios - Relaciones evolutivas entre organismos vivos- Identificación y clasificación de los microorganismos - Ejemplo de clasificación de un microorganismo - Objetivo Mostrar la diversidad microbiana desde el punto de vista sistemático Diversidad microbiana. Comprender la diversidad microbiana requiere conocer las raíces evolutivas de las células. Debido a que la evolución ha forjado todas las formas de vida en la Tierra, la diversidad estructural y funcional que apreciamos en las células representa un conjunto de éxitos evolutivos que, a través del proceso de la selección natural, confieren un valor de supervivencia (adaptabilidad) a los microorganismos de hoy. La diversidad microbiana puede ser apreciada en términos de variaciones en el tamaño celular y la morfología, estrategias metabólicas, movilidad, división celular, biología del desarrollo, adaptación a ambientes extremos y muchos otros aspectos estructurales y funcionales de la célula. Para poder comprender la gran diversidad de microorganismos existentes es preciso agruparlos y organizar los grupos generales en una estructura jerárquica sin superposiciones. De eso se encarga la Taxonomía , que es la ciencia de la clasificación biológica. Introducción a la taxonomía microbiana La taxonomía de los microorganismos se refiere a las formas de clasificación con sus respectivos métodos. La taxonomía se encarga de la clasificación, identificación y nomenclatura de los organismos. La clasificación se relaciona con la agrupación de los organismos en grupos o taxones en función de semejanzas mutuas o del parentesco evolutivo -filogenia- La nomenclatura se ocupa de la asignación de nombres a grupos taxonómicos de acuerdo con normas establecidas. La identificación determina a que taxón pertenece un determinado organismo.

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  • Clasificacin Microbiana

    Diversidad Microbiana- Introduccin a la taxonoma - Arbol de la Vida -Tres Dominios -

    Relaciones evolutivas entre organismos vivos- Identificacin y clasificacin de los microorganismos - Ejemplo de clasificacin de un microorganismo -

    Objetivo

    Mostrar la diversidad microbiana desde el punto de vista sistemtico

    Diversidad microbiana.

    Comprender la diversidad microbiana requiere conocer las races evolutivas de las

    clulas. Debido a que la evolucin ha forjado todas las formas de vida en la Tierra, la

    diversidad estructural y funcional que apreciamos en las clulas representa un

    conjunto de xitos evolutivos que, a travs del proceso de la seleccin natural,

    confieren un valor de supervivencia (adaptabilidad) a los microorganismos de hoy.

    La diversidad microbiana puede ser apreciada en trminos de variaciones en el tamao

    celular y la morfologa, estrategias metablicas, movilidad, divisin celular, biologa del

    desarrollo, adaptacin a ambientes extremos y muchos otros aspectos estructurales y

    funcionales de la clula.

    Para poder comprender la gran diversidad de microorganismos existentes es preciso

    agruparlos y organizar los grupos generales en una estructura jerrquica sin

    superposiciones. De eso se encarga la Taxonoma , que es la ciencia de la clasificacin

    biolgica.

    Introduccin a la taxonoma microbiana

    La taxonoma de los microorganismos se refiere a las formas de clasificacin con sus

    respectivos mtodos. La taxonoma se encarga de la clasificacin, identificacin y nomenclatura de los organismos.

    La clasificacin se relaciona con la agrupacin de los organismos en grupos o taxones en funcin de semejanzas mutuas o del parentesco evolutivo -filogenia-

    La nomenclatura se ocupa de la asignacin de nombres a grupos taxonmicos de acuerdo con normas establecidas.

    La identificacin determina a que taxn pertenece un determinado organismo.

  • La base en que se fundamenta la taxonoma microbiana se origina en la investigacin

    de las relaciones filogenticas resultantes de la evolucin, la cual desemboc en las tres grandes categoras o dominios denominados por Carl Woese:

    * Arqueobacteria o Archaea: Incluye las bacterias que pueden crecer en condiciones extremas como los hielos antrticos -psicrfilas-, o en fuentes termales (a veces a temperaturas superiores a las de la ebullicin del agua), como las que habitan en las aguas hirvientes del parque de Yellowstone o dentro de volcanes, son las arqueas llamadas termfilas extremas, otras habitan en medios anaerobios, con pH muy cido-acidofilas-,o en suelos y aguas altamente alcalinas son las llamadasalcalofilas, algunas arqueas son productoras de gas metano -metangenas-, otras se desarrollan en medios salinos, o sea, las halobacterias o halfitas. Algunas arqueas son habitantes normales del intestino del hombre y animales.

    * Eubacteria o Bacteria comprende las cianobacterias, los micoplasmas y las llamadas "bacterias verdaderas"

    * Eucariota o Eukarya a este domino pertenecen los microorganismos de los reinos

    Protisto: protozoos y algas y del reino Fungi: los hongos filamentosos y los unicelulares

    como las levaduras y los organismos del reino Plantas y del reino Animal.

    Estos dominios agrupan a los microorganismos conocidos a excepcin de los

    microorganismos acelulares como los virus, viroides y priones. La distancia entre cada uno de los grupos incluidos en cada dominio indica el grado de parentesco entre ellos.

  • Relaciones evolutivas entre organismos vivos.

    Adaptado de: http://es.geocities.com/joakinicu/apartado1e.htm

    En la actualidad se pueden determinar relaciones filogenticas (evolutivas) entre los

    microorganismos. Para establecer estas relaciones se utilizan una serie de mtodos

    basados en comparaciones de la secuencia de cidos nucleicos, particularmente en la

    secuencia del ARN ribosmico (ARNr), esto es, el ARN estructural del ribosoma que

    constituye la estructura clave de la clula implicada en la traduccin del ARN.

    De hecho, uno de los descubrimientos recientes ms importantes en biologa es que los

    cambios en la secuencia nucleotdica del ARN ribosmico (determinados en definitiva

    por mutaciones en el ADN que codifica el ARN ribosmico) pueden ser usados como

    una medida para establecer relaciones evolutivas entre clulas.

    A partir de estudios sobre secuencias de ARN ribosmico se pueden definir tres linajes

    celulares evolutivamente diferentes, dos de los cuales presentan estructura

    procaritica y uno que es eucaritico.

  • Los grupos o dominios se llaman Eubacteria, Archaea o Arqueobacteria y Eukarya

    o Eucariota.

    Pese al hecho de que a nivel molecular tanto Eubacteria como Arqueobacteria son

    procariotas, los dos grupos difieren evolutivamente entre s tanto como del grupo

    Eucariota. Se piensa que los tres grupos se originaron muy pronto en la historia de la

    vida sobre la Tierra por divergencias a partir de un organismo ancestral comn, el

    "antepasado universal". Eubacteria y Arqueobacteria representan ramas evolutivas que nunca evolucionaron ms all del nivel microbiano

    Identificacin y clasificacin de los microorganismos

    Adems de comprender y valorar los orgenes filogenticos de los organismos celulares

    resulta importante, ser capaz de identificar y clasificar los microorganismos. Una

    identificacin rpida de un microorganismo causante de enfermedades en humanos o

    animales es esencial para establecer el tratamiento adecuado del paciente. Se han

    usado varios criterios para caracterizar microorganismos y, en la actualidad, se tienen

    en cuenta tanto caractersticas celulares como filogenticas para la clasificacin.

    Tras un estudio profundo de la estructura y funcin de un microorganismo, incluyendo

    su gentica, metabolismo, comportamiento y otras propiedades distintivas, es posible

    reconocer un cierto nmero de caractersticas nicas en un microorganismo dado. Una

    vez que el organismo ha sido definido en funcin de esa serie de caractersticas

    propias, recibe un nombre.

    Los microbilogos usan el sistema binomial de nomenclatura establecido inicialmente

    por Linneo para designar animales y plantas. El sistema binomial consta de dos

    nombres: el gnero y la especie. El gnero es un nombre que se aplica a ciertos

    organismos relacionados; dentro del gnero, cada tipo de organismo recibe un nombre

    de especie. Los nombres de gnero y especie se usan siempre juntos para describir un

    tipo especfico de organismo, ya sea una clula aislada o un grupo de clulas. La

    primera palabra corresponde al nombre cientfico del gnero y se escribe la primera

    letra con mayscula y en cursiva, mientras que la segunda palabra corresponde a la

    especie, la cual se escribe en minsculas y en cursiva. Por ejemplo, la bacteria

    Escherichia coli, o abreviadamente E. coli, tiene una designacin de gnero,

    Escherichia, y un nombre de especie, coli.

    En microbiologa la unidad taxonmica bsica es la especie microbiana, cepa

    o estirpe.

  • Ejemplo de clasificacin completa de un Microorganismo: la bacteria Neisseria

    meningitis es:

    Dominio

    Eubacteri

    a

    Reino

    Mner

    a

    Phylum

    Proteobacter

    ia

    Clase

    proteobacter

    ia

    Orden

    Neisserrial

    es

    Familia

    Neisseriace

    ae

    Gnero

    Neisseri

    a

    Especie

    Neisseria

    meningiti

    s

    Taxonoma, Sistemas de clasificacin: de Robert Whittaker, de Lynn Margulis , de Carl Woese

    Taxonoma

    La taxonoma es una divisin de la sistemtica relacionada con la clasificacin de los

    organismos segn especializaciones.

  • La Taxonoma proporciona los mtodos, principios y reglas para la clasificacin de los

    organismos vivos en taxones (grupos) a los que se les asigna un nombre y se los ubica dentro de categoras jerarquizadas.

    Las categoras consisten en grupos o niveles dentro de grupos en la que el grupo

    mayor abarca al menor. El agrupamiento de los organismos se basa en las semejanzas

    y diferencias tanto naturales (estructurales) como filogenticas (relaciones de

    parentesco o afinidades con otros organismos ya desaparecidos).

    La taxonoma proporciona informacin directa e inferida sobre la estructura del cuerpo y la historia evolutiva de los organismos respectivamente.

    Las semejanzas estructurales de los organismos vivientes se conocen bien en su mayor

    parte. Pero los estudios de la historia evolutiva, para muchos de categora superior inclusive es incompleta.

    Frente a esta dificultad taxonmica, se ha intentado establecer sistemas de

    clasificacin alternativa, que muestren el grado actual de evolucin.

    Sistemas de clasificacin

    De Robert Whittaker (1969)

    Grfica tomada de

    http://www.euita.upv.es/varios/biologia/images/Figuras_tema18/tema18_figura8.jpg

  • El esquema filogentico presentado por Whittaker clasifica a los organismos vivientes

    en 5 reinos: Mnera, Protista, Hongos, Plantas y Animal.

    Esta clasificacin est basada en el tipo de organizacin celular: procariote y eucariote;

    en la forma de nutricin: auttrofa por fotosntesis o hetertrofa por absorcin; en la

    morfologa y bioqumica de los organismos sin incluir anlisis moleculares sin dar implicaciones evolutivas.

    Algunas caractersticas de estos reinos

    Mnera microorganismos procariticos (sin membrana nuclear), unicelulares, con tipo

    de nutricin por absorcin o fotosinttica, con reproduccin asexual, rara vez sexual,

    con locomocin por medio de flagelos o inmviles. Se encuentran en todos los medios. Pertenecen a este reino las bacterias y las cianobacterias.

    Protistas microorganismos unicelulares, eucariticos (con membrana nuclear,

    mitocondrias y otros organelos) su tipo de nutricin es la absorcin, la ingestin, y la

    fotosntesis, pueden ser inmviles o desplazarse por medio de flagelos, su

    reproduccin se puede realizar por procesos asexuales o por procesos sexuales. Pertenecen a este reino los protozoos y las algas.

    Fungi (hongos) organismos eucariticos, en su mayora multicelulares,

    multinucleares, su nutricin es por absorcin, son inmviles, su reproduccin incluye

    ciclos asexuales y sexuales. Son representantes de este reino los hongos o mohos

    pluricelulares y las levaduras unicelulares.

    Plantae (plantas) organismos eucariticos, multicelulares, la mayora fotosintticos

    aunque algunos son simultneamente absortivos, inmviles con reproduccin sexual y

    asexual. Pertenecen a este reino, segn Witthaker, los vegetales superiores, las algas

    rojas, las algas pardas (Nota: actualmente se debe tener en cuenta que las algas se

    clasifican ms estrictamente como protistas), los helechos, los musgos.

    Algunas plantas, al evolucionar, aunque mantienen su condicin fotosinttica han

    adquirido una condicin semiparsita, por la cual parte de su nutricin la consiguen por

    absorcin a partir de otras plantas que perforan para absorberles ciertos nutrientes. Un ejemplo de este caso es el murdago.

    Algunas plantas insectvoras, adems de su condicin fotosinttica, tambin adquieren

    condicin complementariamente absortiva al tomar nutrientes absorbidos de los insectos que cazan.

    Animalia (animal) Organismos eucariticos, multicelulares, su nutricin es la

    ingestin y la digestin, reproduccin predominantemente sexual, pertenecen a este

    reino los animales invertebrados (artrpodos, no artrpodos) y vertebrados

    (mamferos, aves, reptiles, anfibios y peces).

    De Lynn Margulis (1985)

  • A partir de la clasificacin de Whittaker surge la de Lynn Margulis-Schwartz basada en

    anlisis moleculares. Lynn Margulis desarrolla la Teora endosimbitica, su sistema de

    clasificacin presenta implicaciones evolutivas, es ms filogentico y tiene la ventaja

    de hacer grupos ms homogneos. Cambia el reino protistas por de PROTOCTISTAS,

    en el que incluye a protozoos, todas las algas (excepto cianofceas) y a los hongos inferiores.

    Su sistema de clasificacin comprende 5 reinos y 2 subreinos asi:

    Reino Prokaryotae o Monera

    Subreino: Archaebacteria

    Subreino: Eubacteria

    Reino Protoctista

    Reino Plantae

    Reino Fungi Reino Animalia

    De Carl Woese (1990)

    Grfica tomada de

    http://www.euita.upv.es/varios/biologia/images/Figuras_tema18/tema18_figura8.jpg

    Carl Woese mediante la secuenciancin de cidos nucleicos descubri que dentro del

    grupo de los procariotas se haban incluidos organismos que, a nivel molecular, eran

    bastante divergentes, en 1990 plante la necesidad de separar todos los seres vivos en

  • tres grandes dominios (categora por encima del reino): Eubacteria (o bacteria

    verdadera), Arqueobacteria o Archaea (que significa antiguo) y Eucarya.

    Los dos ltimos dominios (Archaea y Eucarya) estn ms prximos filogenticamente (siendo grupos hermanos, segn la terminologa cladista).

    Las arqueobacterias se diferencian de las eubacterias por la composicin de sus

    paredes celulares, su metabolismo y habitat.

    Las Archaea son clulas Procariotas. Al contrario de Bacteria y Eucarya, tienen

    membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por

    uniones de ter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. Mientras

    que no son sensibles a algunos antibiticos que afectan a las Bacterias, son sensibles a

    algunos antibiticos que afectan a los Eucarya. Los Archaea tienen rARN y regiones del

    tARN claramente diferentes de Bacterias y Eucarya. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metangenos, halfilos extremos, y termoacidfilos.

    Bacteria (Eubacteria)

    Las Bacterias son clulas Procariotas. Como los Eukarya, tienen membranas

    compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones ster. Tienen

    una pared celular compuesta de peptidoglicano, son sensibles a los antibiticos

    antibacterianos tradicionales, y tienen rARN y regiones del tARN claramente diferentes

    de Archaea y Eukarya. Incluyen a micoplasmas, cianobacterias, bacterias Gram-

    positivas, y bacterias Gram-negativas.

    Eukarya (Eukaryota)

    Los Eukarya (escrito tambin Eucaria) son Eucariotas. Como las Bacterias, tienen

    membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones

    ster. Algunos eucaria como los hongos y plantas , presentan pared celular que a

    difrencia de la parred celular de las bacterias, no contiene ningn peptidoglicano. No

    son sensibles a los antibiticos antibacterianos tradicionales y tienen rARN y regiones

    del tARN claramente diferente de Bacterias y Archaea. Incluyen a protistas, hongos, plantas, y animales.

    Los reinos "clsicos" no son ms que unas pequeas ramitas del gran rbol de la vida,

    aunque son las ramitas que mejor conocemos. Por ejemplo, el reino Animalia, es una

    de las ramas del dominio Eucarya.

    Diversidad Microbiana- Tipos de Microorganismos

    1. Dominio Arquea o Arqueobacterias: caractersticas - Forma y Estructura de las Arqueobacterias -Metabolismo

    Dominio Arqueas caractersticas

    Carl Woese mediante la secuenciacin de la molcula de ARNr, comprob que los

    procariotas pertenecientes al reino Mnera se dividan en 2 grupos o dominios: al

    primero de ellos lo llam Eubacteria o bacterias verdaderas, al segundo grupo lo

    llam Arqueobacteria.

  • Incluye las bacterias que pueden crecer en

    condiciones extremas como los hielos

    antrticos -psicrfilas-, o en fuentes

    termales (a veces a temperaturas

    superiores a las de la ebullicin del agua),

    como las que habitan en las aguas

    hirvientes del parque de Yellowstone o

    dentro de volcanes, son las arqueas

    llamadas termfilas extremas, otras

    habitan en medios anaerobios, con pH

    muy cido-acidofilas-,o en suelos y aguas

    altamente alcalinas son las

    llamadasalcalofilas, algunas arqueas son

    productoras de gas metano -

    metangenas-, otras se desarrollan en

    medios salinos, o sea, las halobacterias

    o halfitas. Algunas arqueas son

    habitantes normales del intestino del

    hombre y animales.

    Arqueas- Fuente: http://www.sapm.qc.ca/

    Forma y Estructura de las Arqueobacterias

    Presentan formas similares a la de las bacterias verdaderas: esfricas, individuales o en grupo, bacilares, filamentosas, lobuladas.

    Estructura

    Pared Celular

    Formada por lpidos, protena o glicoprotena a diferencia de la pared celular de

    peptidoglucano de las eubacterias. La pared presenta simetra hexagonal y adquiere

    diferentes morfologas como respuesta a los diferentes ambientes en los cuales se

    desarrolla.

    Membrana Plasmtica

    Carece de cidos grasos y en su lugar tiene cadenas laterales compuestas de unidades

    repetitivas de isopreno unidas por enlaces ter al glicerol que constituyen el

    glicerolditer cuando se distribuyen a manera de bicapa y el gliceroltetrater cuando es

    a manera de monocapa, este ltimo arreglo es muy estable a temperaturas altas por lo

  • tanto, no es una sorpresa que se encuentre principalmente en las arqueas

    termoacidfilas.

    ARN

    El ARN y enzimas de arqueobacterias son diferentes al de las bacterias verdaderas.

    Metabolismo de Arqueobacterias

    Muchas especies de Arqueobacterias definen actualmente los lmites ms extremos de

    la tolerancia biolgica a factores fisicoqumicos. Algunas Arqueobacterias muestran

    tambin propiedades bioqumicas poco comunes, como los metangenos, que son

    procariotas que producen metano (gas natural) como parte esencial de su metabolismo

    energtico. Las arqueas absorben CO2, N2 o H2S y eliminan CH4.

    Las arqueobacterias presentan adems mecanismos de defensa contra las condiciones

    extremas que podran afectarlas. Por ejemplo ellas fabrican una variedad de molculas

    y enzimas protectoras. Las arqueas que viven en medio ambiente altamente cidos,

    poseen en su superficie celular unas molculas cuya funcin es ponerse en contacto

    con el cido para evitar que penetre en la clula y as evitar que el ADN se destruya.

    Las arqueas halfilas toman del exterior sustancias como el cloruro de potasio para

    equilibrar el interior de la clula y evitar que el agua salada penetre y destruya la

    clula. Se pueden encontrar en algunos tipos de alimentos en los que se han utilizado

    altas concentraciones de sal (salmueras) para su preservacin como es el caso de

    pescados y carnes, en donde se reconoce su presencia porque forman manchas rojas.

    Las arqueas obtiene energa a partir de compuestos como hidrgeno, dixido de

    carbono y azufre. Algunas lo hacen a partir de la energa solar a travs de la

    bacteriorodopsina, un pigmento que reacciona con la luz y permite que la

    arqueobacteria fabrique el ATP.

    2. Dominio Bacterias o Eubacterias: Caractersticas generales - Estructura y funcin de Eubacterias - Grupo 1: Cianobacterias - Estructura celular cianobacterias

    - Reproduccin de Cianobacterias- Importancia biolgica de cianobacterias - Heterocistos en cianobacterias- Grupo 2 . Micoplasmas - Grupo 3: Bacterias

    verdaderas

  • Dominio Bacterias o Eubacterias

    Cianobacteria

    Arthrospira platensis

    http://www-micro-b.isunet.

    edu/experiment.htm

    Bacteria - E. coli

    http://pathmicro.med.sc.

    edu/fox/protype.htm

    Micoplasma

    http://www.marcobueno.net/

    arquivos_estudo/arquivo_

    estudo.asp?txtIDArquivo=342

    A las eubacterias tambin se les conoce como bacterias, microorganismos procariotas, unicelulares de organizacin muy sencilla, su tamao vara entre 1 y 10

    micrmetros. (1 micrmetro equivale a 1/1000mm).

    Dentro de Eubacteria se presentan varias ramas evolutivas, que incluyen a todos los

    procariotas causantes de enfermedades (patgenas) y a la mayor parte de las

    bacterias que se encuentran normalmente en el aire, suelo, aguas, tracto digestivo de

    animales y hombre. Comprende:

    Las bacterias verdaderas o eubacterias,

    Los micoplasmas Las cianobacterias.

    Estructura y funcin de las Eubacterias

    A excepcin de los micoplasmas todas poseen pared celular de peptidoglucano.

    Carecen de membrana que rodee el material gentico el cual se halla ms o menos

    disperso en el citoplasma.

    Presentan ADN de cadena doble circular cerrado. No poseen histonas en el ADN.

    Su citoplasma no posee estructuras membranosas.

    Presentan mesosomas.

    Los ribosomas son de menor tamao:

    No poseen citoesqueleto.

    No poseen organelos como mitocondrias, cloroplastos, retculo endoplasmtico,

    Aparato de Golgi, lisosomas.

  • Poseen un solo cromosoma.

    Su reproduccin es asexual por gemacin, conjugacin o biparticin, no presentan

    mitosis ni meiosis.

    La movilidad no es universal, pero muchas bacterias se mueven en medios acuticos

    debido a unas estructuras llamadas flagelos, que nada tienen que ver con los flagelos

    eucariticos.

    Diversidad Microbiana- Tipos de Microorganismos

    Dominio:Bacterias o Eubacterias: Grupo1. Cianobacterias - Estructura celular cianobacterias - Reproduccin, nutricin movilidad de cianobacterias- Importancia

    biolgica de cianobacterias- Heterocistos en cianobacterias-

    Cianobacterias Adaptado de: http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-

    online/ibc99/botanica/botanica/cyanophy.htm

    Spirulina Maxima Hormogonios en Spirulina

    Las cianobacterias, antiguamente conocidas como algas verdeazules, por su color verde-azulado (a veces rojizo, pardo o negro), son bacterias

    que han estado viviendo sobre nuestro planeta por ms de 3 mil millones de aos. Se caracterizan por que son procariotas (sin ncleo

    verdadero), auttrofos (fundamentalmente). Unicelulares, tamao entre 1 m hasta varios micrmetros.

    Las cianobacterias crecen en ambientes lnticos (lagos y lagunas), suelos hmedos, troncos muertos, cortezas de rboles, algunas en

    aguas salobres y otras en aguas termales. Hace miles de millones de

  • aos las haba en tan gran nmero, que eran capaces de aadir, a

    travs de la fotosntesis, suficiente oxgeno a la primitiva atmsfera de la Tierra, como para que los animales que necesitaban oxgeno pudieran

    sobrevivir.

    Estructura Celular de Cianobacterias

    Presentan diversidad de formas: Unicelulares (como Gloeocapsa),

    pluricelulares filamentosas como Spirulina, filamentosas ramificadas (como Stigonema), no ramificadas (como Oscillatoria), con heterocistes

    (clulas vegetativas diferenciadas que se encuentran regularmente a lo largo de un filamento o en un extremo del mismo.

    Su pared celular es semejante a la pared celular de las bacterias gram

    negativas, no contiene celulosa pero es muy resistente debido a la presencia de polisacridos unidos a polipptidos. Adems secretan una

    sustancia mucilaginosa que les confiere la defensa contra predadores ya

    que puede ser txica. Por otra parte une grupos de clulas formando filamentos (cianobacterias filamentosas). Algunas especies forman

    clulas especiales con pared exterior engrosada (acinetos) que les permite permanecer latentes cuando las condiciones ambientales son

    desfavorables (sequa, oscuridad, congelacin). Estos acinetos se rompen durante la germinacin para dar paso a la formacin de nuevos

    filamentos vegetativos

    La membrana plasmtica puede presentar invaginaciones o mesosomas parecidos a los de las bacterias gram positivas, la

    membrana celular contiene cidos grasos con dos o ms enlaces dobles

    en la cadena hidrocarbonada a diferencia de los dems procariotes que poseen cidos grasos saturados.

    Protoplasma (citoplasma), separado en cromoplasma (perifrico y

    pigmentado) y centroplasma (central, granuloso e incoloro). Nucleoplasma contiene el ADN puede aparecer en forma de pequeos

    grnulos, pueden aparecer granos de volutina, cianoficina y ribosomas. Los pigmentos que se encuentran en el citoplasma son: clorofila a, c,

    carotenoides, ficoxantina, ficocianina C, de color azul, ficocianobilina, ficoeritrina C, de color rojo, ficoeritrobilina entre otros.

  • Reproduccin

    Asexual, por biparticin, o por fragmentacin de filamentos dando

    origen a hormogonios que se separan de los filamentos originales y se mueven deslizndose. Algunas experiencias parecen confirmar que

    existen fenmenos que implican la recombinacin de material gentico, al igual que en las bacterias.

    Nutricin

    Las cianobacterias son capaces de realizar fotosntesis. Algunas

    contienen pigmentos que les permiten usar la luz como fuente de energa mediante un proceso llamado fotosntesis, otras dependen de

    compuestos orgnicos como fuente de energa, y algunas pueden usar

    incluso compuestos qumicos inorgnicos como combustible para realizar los procesos celulares.

    Movilidad

    Los gneros Oscillatoria, Spirulina y Rivularia presentan movimiento. Las especies planctnicas, se caracterizan por poseer vesculas de gas

    en su citoplasma que son las encargadas de mantener el organismo en flotacin para ubicarse en la zona de mxima iluminacin.

    Algunas han adquirido estructuras especiales, como esporas, para mejorar la supervivencia. Tanto los ambientes aerobios (que contiene

    O2) como los anxicos o anaerobios pueden ser habitados por distintas especies de cianobacterias.

    Clic para ver Vdeo Spirulina http://video.conncoll.edu/f/pasiv/lucid/Spirulina-300.html

    Importancia biolgica de las cianobacterias http://www.eez.csic.es/~olivares/ciencia/fijacion/cianobacterias.htm

    Las cianobacterias son organismos antiguos que se caracterizan por conjugar el proceso de la fotosntesis oxgenica con una estructura

    celular tpicamente bacteriana. Al ser responsables de la primera acumulacin de oxgeno en la atmsfera, las cianobacterias han tenido

  • una enorme relevancia en la evolucin de nuestro planeta y de la vida

    en l.

    En la actualidad presentan una amplia distribucin ecolgica,

    encontrndose en ambientes muy variados, tanto terrestres como martimos, e incluso en los ms extremos, siendo la fotoautotrofia, con

    fijacin de CO2 a travs del ciclo de Calvin, su principal forma de vida, y contribuyendo de manera importante a la productividad primaria global

    de la Tierra. Muchas cianobacterias son capaces de fijar el nitrgeno atmosfrico, siendo, a su vez, capaces de hacerlo en condiciones de

    aerobiosis (de hecho, ciertas cianobacterias representan los mayores fijadores en amplias zonas ocenicas contribuyendo de forma

    importante a la cantidad total de nitrgeno fijado en vida libre).

    La existencia conjunta de la fotosntesis y de la fijacin de nitrgeno ha

    requerido el diseo de estrategias que hagan posible el funcionamiento de ambos procesos antagnicos desde el punto de vista de sus

    requerimientos ambientales.

    Entre tales estrategias la separacin en el tiempo o en el espacio de ambas funciones permite el desarrollo normal de la clula en

    condiciones de bajos niveles de nitrgeno combinado. En este sentido, merece particular mencin la capacidad de algunas especies

    filamentosas de desarrollar unas clulas llamadas heterocistos, enormemente especializadas en la fijacin del nitrgeno en ambientes

    aerbicos.

    Heterocistos

    Los heterocistos son clulas especializadas, distribuidas a lo largo o al final del filamento (cianobacterias multicelulares filamentosas), los

    cuales tienen conexiones intercelulares con las clulas vegetativas adyacentes, de tal manera que existe un continuo movimiento de los

    productos de la fijacin de nitrgeno desde los heterocistos hacia las clulas vegetativas y de los productos fotosintticos desde las clulas

    vegetativas hacia los heterocistos (Todar, 2004).

    Las bases moleculares del proceso de diferenciacin de los heterocistos y el establecimiento del patrn de distribucin de los mismos en el

    filamento cianobacteriano constituyen uno de los campos ms activos en

  • el estudio actual de las cianobacterias y, asimismo, representa un

    modelo simple de establecimiento de patrones espaciales de diferenciacin cuyo estudio puede abordarse con la gran variedad de

    herramientas desarrolladas para el anlisis gentico-molecular de las

    cianobacterias, que incluyen la construccin de especies y la disponibilidad de la secuencia completa de los genomas de varias de

    ellas.

    Muchas cianobacterias, por ejemplo, Anabaena azollae juegan un papel importante en el desarrollo de cultivos como el arroz. Anabaena azollae,

    en simbiosis con helechos, proporciona hasta 50 kg. de nitrgeno/ha siendo la utilizacin de este sistema fijador general en muchas regiones

    del sudeste asitico. (Con la contribucin de Antonia Herrero, Instituto de Biologa Vegetal y

    Fotosntesis, CSIC.).

    Diversidad Microbiana- Tipos de Microorganismos

    Dominio Eubacterias: Grupo 2 Micoplasmas caractersticas- Enfermedades causadas por micoplasmas- Metabolismo de los micoplasmas

    Grupo 2 de las Eubacterias: Los Micoplasmas caractersticas http://encuentro.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_03_

    07.htm

    http://www.marcobueno.net/

    Son bacterias de gran inters evolutivo debido a la sencillez

    de su estructura celular y a su tamao que oscila entre 0,2 y 2 m. Poseen diversas formas debido a la carencia de una

    estructura rgida, lo que tambin ha generado inconvenientes al momento de medir su dimetro regular. Se pueden

    encontrar en un mismo cultivo formas cocoides (0.2 - 0.3 m), espiraladas, filamentosas con frecuencia ramificadas,

    "hinchadas", etc.

    Estn delimitadas solamente por una membrana celular flexible resistente a la lisis osmtica. Carecen de pared celular y gracias a ello

    pueden pasar fcilmente por filtros bacteriolgicos.

    El nombre micoplasma se deriva de la propiedad de producir formas

    filamentosas, con aspecto de hongo.

    Poseen menos de la mitad del ADN que la mayora de los otros procariotes y esta cantidad tan pequea es suficiente para codificar

    todas las propiedades esenciales de una clula.

  • Los micoplasmas son aerobios o anaerobios. Algunas especies se encuentran en el suelo, otras en aguas residuales y otras ms viven

    sobre las membranas mucosas de los cuerpos de los animales o en las

    plantas, pero por lo general no son patgenas.

    Enfermedades causadas por micoplasmas

    Dentro de las enfermedades causadas por micoplasmas se incluyen las

    infecciones del tracto urinario y algunas formas de neumona. Como

    presentan resistencia natural a la penicilina y a la cicloserina, se deben tratar con antibiticos que no acten sobre la sntesis de la pared

    celular, sino que inhiban la sntesis de protenas como por ejemplo con tetraciclina.

    En los vegetales la especie Spiroplasma citri causa la enfermedad

    conocida como "tristeza del naranjo" y en las plantas de maz el "raquitismo del maz". En los animales otras especies de Spiroplasma

    son responsables de enfermedades como la espiroplasmosis de la abeja melfera y las cataratas del ratn lactante.

    En medios protegidos osmticamente como son los organismos de los

    hospedadores (en los cuales hay cierta estabilidad o equilibrio), los micoplasmas suelen sobrevivir pues no existe para ellos la posibilidad de

    enfrentarse a lisis osmtica como sucedera con alguna otra clula

    carente de pared celular. Aunque no se tien con la coloracin de Gram, se clasifican como miembros de las bacterias Gram positivas, ya que

    genticamente se relacionan con las bacterias del tipo clostridios.

    Metabolismo de los micoplasmas

    Con respecto a su metabolismo, los micoplasmas usan como fuente de energa principalmente los carbohidratos y requieren factores de

    crecimiento como las vitaminas, los aminocidos y las bases nitrogenadas. Algunas especies son oxidativas y producen ATP por

    fosforilacin a travs de la cadena de transporte de electrones. Otras especies son fermentativas y utilizan azcar para obtener cido lctico.

    Para su reproduccin recurren al mecanismo de divisin por gemacin,

    as las clulas permanecen unidas entre s por medio de hifas.

  • Diversidad Microbiana- Tipos de Microorganismos

    Dominio Eubacterias: Grupo 3. Bacterias verdaderas: Tamao - Forma y composicin - Pared celular y membrana plasmtica - Flagelos - fimbrias- cpsula - Estructuras internas: citoplasma, ribosomas, regin nuclear, mesosomas, cuerpos de inclusin - plsmidos,

    vesculas, endosporas - reproduccin - Clasificacin de las Bacterias

    Grupo 3 de las Eubacterias- Las Bacterias verdaderas: Tamao

    http://www.meteored.com/RAM/

    numero31/nano.asp

    El tamao microscpico de las bacterias

    est determinado genticamente, y depende de la cepa, de las condiciones

    ambientales (nutrientes, sales, temperatura, tensin superficial). La

    unidad de medida bacteriana es el micrmetro (m), que equivale a

    1/1000 milmetros (10-3 mm = 1 micrmetro). Para darse una idea de su

    tamao se calcula que en un centmetro cbico cabe alrededor de un milln de

    billones de bacilos de tamao medio.

    El rango en el tamao de las bacterias

    es muy variado, existen bacterias como las nanobacterias de aproximadamente

    0.05 mm, o bacterias de un tamao

    mayor como Epulopiscium, un comensal del intestino del pez cirujano que mide 0.5 mm. Algunos micoplasmas tienen tamaos que oscilan

    entre 0.2 a 0.3 micrmetros (m) de dimetro Escherichia coli habitante natural en el intestino humano mide aproximadamente 0.5 m de ancho

    por 2 m de largo.

    Forma y Composicin

  • Las bacterias difieren en la forma, las hay esfricas u

    ovales llamadas cocos, alargadas cilndricas en forma

    de bastn se les denomina bacilos, en forma de espiral o

    helicoidal, los espirilos, en forma de coma las llamadas

    vibrios y algunas en forma cuadrada con lados y esquinas

    en ngulo recto. La forma de

    la bacteria puede ser modificada por las condiciones

    ambientales.

    Las bacterias estn constituidas por un 70% de agua y un 30% de

    materia seca, de esta materia seca el 70% corresponde a protenas, el 3% a ADN, el 12% a ARN, el 5% a azucares, el 6% lpidos y el 4% a

    minerales.

    La estructura celular se divide en dos grupos: la estructura externa que no se encuentra en todas las clulas y participa en funciones

    especializadas; y la estructura interna que se encuentra en todas las clulas procariotas y es probablemente esencial para su supervivencia.

    Dentro de las estructuras externas se encuentran: la pared celular, los flagelos, las esporas, las fimbrias o pelos y la cpsula. Estas estructuras

    no siempre se encuentran en todas las bacterias, razn por la cual se estima que no son esenciales.

    * Pared celular Es una estructura rgida, se encuentra rodeando la membrana citoplasmtica de casi todas las bacterias, posee una gran

    rigidez lo cual le confiere gran resistencia. Se considera esencial para el desarrollo y divisin bacteriana; cumple con dos funciones importantes:

    mantener la forma de la clula y evitar que la clula colapse debido a las diferencias de presin osmtica por el constante intercambio de fluidos.

    El grosor de la pared oscila entre de 10 y 80 nanmetros. La pared celular constituye una porcin apreciable del peso seco total de la

    clula; dependiendo de la especie y de las condiciones de cultivo puede representar del 10 al 40 % del peso seco del organismo.

    En las eubacterias la pared celular contiene peptidoglucano, compuesto

  • que no se encuentra en las clulas eucariotas. En las bacterias Gram-

    positivas se halla inmerso en una matriz aninica de polmeros azucarados, mientras que en las bacterias Gram-negativas est rodeada

    por una membrana externa, e inmersa en un espacio periplsmico. El

    prefijo Gram proviene de la tcnica de coloracin que se utiliza para la diferenciacin primaria del tipo de bacteria. Adems de los compuestos

    anteriores, se encuentran el cido diaminopimlico y cido teicoico.

    Profundizacin sobre composicin de la pared celular

    * Membrana plasmtica la cual presenta invaginaciones, que son los mesosomas que contienen enzimas que participan en la duplicacin del

    ADN, en la membrana plasmtica se localizan tambin enzimas que intervienen en la produccin de energa (ATP), funcin que en la clula

    eucaritica cumple la mitocondria.

    Profundizacin sobre la membrana plasmtica

    * Flagelos presentes en la mayora de bacterias, generalmente son rgidos, implantados en la membrana celular mediante un corpsculo

    basal. Permiten a la mayora de bacterias la movilidad en medios lquidos, una excepcin son las bacterias deslizantes que se mueven por

    flexin de la pared celular. La movilidad, o sea, el movimiento de traslacin de un punto a otro en forma rpida y de zig zag permite alas

    bacterias responder a estmulos, por ejemplo, qumicos (quimiotactismo positivo), cuando las bacterias son atradas a determinados compuestos

    como la glucosa, la galactosa o por el contrario son repelidas de algunos compuestos como los antibiticos, (quimiotactismo negativo), luminosos

    (fototactismo positivo) en las bacterias fotosintticas

    La movilidad debe distinguirse del movimiento pasivo de las bacterias en

    una sola direccin como consecuencia de las corrientes en la preparacin, o del movimiento Browniano que es la constante vibracin

    de las bacterias en un punto fijo comportamiento que se presenta por estar suspendidas en medio lquido y por su pequeo tamao.

    * Fimbrias muy numerosas y cortas, no tienen funcin de motilidad, se

    encuentran relacionadas con diversas funciones como la de adherencia a

    las superficies de tejidos, sitios de adsorcin para virus bacterianos y

  • adems pueden servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una

    clula a otra.

    * Cpsula es una estructura de material viscoso que rodea la pared

    celular de muchas bacterias que se encuentran en su ambiente natural. No cumple ninguna funcin metablica pero sirve a las bacterias para

    adherirse a sus sustratos, o para la formacin de colonias mediante la adhesin de bacterias hermanas. Cuando una bacteria encapsulada

    invade a un husped, la cpsula evita que los mecanismos de defensa del husped destruyan la bacteria.

    Profundizacin sobre flagelos - Profundizacin sobre cpsula

    Estructuras internas

    * El Citoplasma Se encuentra delimitado por la membrana celular, presenta un aspecto viscoso constituido por agua y sustancias como

    iones, protenas, enzimas, lpidos, carbohidratos disueltas en agua , en l se encuentran: materiales de reserva , ARN , ribosomas, un nucleoide

    ubicado en su zona central donde se encuentra la mayor parte del ADN bacteriano en algunas bacterias se encuentran dispersos por el

    citoplasma fragmentos circulares de ADN con informacin gentica llamados plsmidos y pigmentos fotosintticos en el caso de bacterias

    fotosintticas. En el citoplasma se realizan los procesos metablicos de

    la clula bacteriana.

    * Los ribosomas son organelos con apariencia de grnulos, algunos se hallan dispersos en el citoplasma bacteriano y otros se agrupan en

    cadena y se les denomina polirribosomas; estn compuestos por cido ribonucleico - ARN (60%) y protena (40%). Su funcin es la sntesis de

    protena.

    * La regin nuclear esta localizada centralmente en la clula, se

    compone principalmente de ADN aunque tambin puede encontrarse ARN y protenas asociadas a ste. El ADN esta dispuesto en un

    cromosoma largo y circular, algunas veces llamado nucleoide, genforo o cuerpo cromatnico.

    * Los mesosomas son repliegues y extensiones de la membrana

    citoplasmtica, intervienen en procesos metablicos y de reproduccin de la clula bacteriana.

  • * Los cuerpos de inclusin o grnulos son materiales de reserva

    como lpidos, hierro, azufre que se almacenan en el citoplasma, en los perodos de suficiente aporte nutricional para ser utilizados en pocas de

    inanicin.

    * Los plsmidos son pequeas molculas circulares de ADN

    extracromosmico, se encuentran en la regin nuclear de algunas bacterias. Las molculas de ADN plsmico a pesar de encontrarse fuera

    del cromosoma, toman una conformacin de doble hlice al igual que el

    ADN de los cromosomas. Los plsmidos se replican de manera independiente al cromosoma y contienen informacin gentica para la

    bacteria complementaria a la contenida en el nucleoide y que le es til para su supervivencia en condiciones desfavorables. Por ejemplo, el

    cdigo que hace resistentes a las bacterias a los antibiticos, la capacidad de apareamiento, la resistencia y la tolerancia a los

    materiales txicos.

    Los plsmidos son muy utilizados en ingeniera gentica ya que por su tamao resulta fcil manipularlos; se pueden aislar, introducir en ellos

    informacin e introducirlos en otras clulas bacterianas viables en las

    cuales se expresa la informacin que ellos portan.

    * Las vesculas se encuentran en ciertas bacterias que habitan en lagos les sirven para flotar, contrarrestando la atraccin gravitatoria, y

    as lograr el ptimo de luz

    * Endosporas Son estructuras generalmente de forma esfrica que se

    forman en ciertas bacterias gram positivas como respuesta a condiciones ambientales adversas (poca humedad, temperaturas

    extremas, agentes qumicos y fsicos etc.). Cuando las condiciones ambientales vuelven a ser favorables la endospora se transforma de

    nuevo a la forma vegetativa. Ciertas formas filamentosas pueden producir la endospora en el extremo del filamento y aparecen de

    manera libre, en otras bacterias como Clostridium se pueden observar en el interior de las bacterias a las que deforman de una manera

    caracterstica, lo que sirve para su identificacin.

    Profundizacin citoplasma y sus organelos

  • Universidad Popular del Cesar

    Programa de Ingeniera Ambiental y Sanitaria

    Actividad independiente

    Docente: Alex Abib Troya Toloza

    CONTESTAR:

    1. Cmo ha evolucionado la clasificacin de los organismos vivientes? Con cul autor te identificas? Por qu?

    2. Realizar cuadro comparativo entre eubacteria, archaea o arqueobacteria y eukarya o eucariota.

    3. Realizar un cuadro comparativo entre micoplasma, cianobacterias y bacterias verdaderas.

    4. Realizar un comentario sobre la importancia ecolgica sobre las Eubacterias, Archeabacterias y Eucariota. ( en la clase y en el blog)

    Nota;

    Falt informacin sobre eukarya o eucariota.(Investigar)

    Importante leer y estar listo para exponer algunas de las preguntas en clase (pueden llevar carteleras u otro medio para explicar).

    WEBGRAFA

    http://www.unad.edu.co/fac_ingenieria/pages/Microbiologia_mutimedia/inicio.htm