Arbol filogenético de los principales linajes de Bacteria basado en la comparación de secuencias de ARNr 16S

PROTEOBACTERIAS 1. Bacterias rojas fotosintéticas purpúreas. Bacterias quimiolitotrofas.

Bacterias metanotrofas y metilotrofas.2. Grupo de Pseudomonas. Bacterias del ácido acético. Bacterias del

grupo de Rhizobium.3. Bacterias entéricas. Vibrio y Photobacterium. Pasteurella y

Haemophilus.4. Neisseria. Legionella. Bordetella. Brucella. Francisella. Las

Rickettsias.5. Bacterias con vaina. Bacterias espiriladas y curvadas, Bacterias

gemantes y/o con apéndices.6. Bacterias reductoras del sulfato y del azufre. Bdellovibrio. Las

mixobacterias. Campylobacter. Helicobacter.

BACTERIAS GRAM +1. Bacterias Gram + de bajo contenido en G+C.2. Bacterias Gram+ de alto contenido en G+C.

BACTERIAS FOTOSINTÉTICAS NO PROTEOBACTERIAS1. Las Cianobacterias y las Proclorales. 2. Bacterias verdes.

LAS ESPIROQUETAS

OTROS LINEAS FILOGENETICASNitrospira. Chlamydia. Planctomyces y Pirella. Verrucomicrobia.Cytophaga. Delferibacter. Flavobacteria.

LINEAS MÁS ANTIGUASDeinococcus. Thermotoga. Thermodesulfobacterium. Aquifex.

TAXONOMÍA DEL DOMINIO BACTERIA

Incluyen la mayoría de las bacterias conocidas de importancia clínica, industrial y agrícola

Son bacterias Gram – de morfología muy diversa

Presentan una gran diversidad de tipos metabólicos:FotosíntesisQuimiolitotrofíaRespiración aerobia y anaerobiaFermentación

Proteobacterias: Bacterias rojas fototrofasGéneros clave:ChromatiumEctothiorhodospiraRhodobacterRhodospirillum

- Realizan la fotosíntesis anoxigénica- Contienen bacterioclorofila y carotenos que son los responsables del color rojo, púrpura y marron

Las membranas fotosíntéticas intracelulares se generan por invaginación de la membrana plasmática

Existen dos grupos de bacterias rojas:Bacterias rojas del azufreBacterias rojas no del azufre

Diversas morfologías de las bacterias rojas del azufre

Bacterias Rojas del Azufre

Usan SH2 como dador de electrones para la reducción fotosintética del CO2

SH2 → So (almacenado en la célula) → SO42-

Pertenecen a la clase de γ-ProteobacteriaChromatium almacena granos de SEctothiorhodospira produce S fuera de la célulaHalorhodospira es halófila extrema

Viven en zonas anóxicas de hábitats acuáticos donde se acumula SH2 y llega la luz, como lagos o fuentes sulfurosas

Rhodobacter capsulatus

Bacterias Rojas no del azufre

Pertenecen a la clase de α o βRhodobacterRhodospirillum

Tienen un metabolismo versátilPrincipalmente son fotoheterótrofas. Usan compuestos orgánicos como fuente de carbono (ácidos grasos; aminoácidos; azúcares; compuestos aromáticos)

Pueden ser fotoautótrofas.Usan H2

o bajos niveles de SH2 para reducir el CO2

Pueden ser quimioorganotrofas en oscuridad, y realizan respiración anaerobia o fermentación

Granulos de poli-β-hidroxibutirato

Proteobacterias: Bacterias Nitrificantes

Nitrosomonas NitrococcusNH3 + 1 ½ O2 NO2

- + H2 O NO2- + ½ O2 NO3

-

Bacterias quimiolitotrofas que usan compuestos reducidos de N como fuente de energía

La nitrificación es el resultado de la acción secuencial de dos grupos separados de bacterias

Pertenecen a la clase α β γ de Proteobacterias

Poseen un sistema de membranas internas donde se localiza el enzima clave de la oxidación del amoniaco, la AMONIACOMONOOXIGENASA

Se encuentran en el suelo y en el agua, donde haya una elevada producción de NH3. Descomposición de proteínas, alcantarillado, plantas depuradoras, vertidos de aguas residuales.

Proteobacterias:Bacterias del S

Thiobacillus denitrificansThiobacillus ferrooxidans

Beggiatoa

QuimiolitotrofasSH2 + 2O2 → SO4

2- + 2H+

Proteobacterias:Bacterias que oxidan el H2

Géneros claveRalstonia (β-Proteobacteria)Pseudomonas (γ-Proteobacteria)Alcaligenes (β-Proteobacteria)Paracoccus (α-Proteobacteria)

Bacterias quimiolitotrofas facultativas

H2 + ½ O2 → H2O

Contienen HIDROGENASA, enzima clave para la utilización del H2

Algunas bacterias del hidrógeno son carboxidotróficasUsan la energía de la oxidación del CO a CO2

Son autótrofasUtilizan el ciclo de Calvin para fijar el CO2 generado en la oxidación del CO

Las bacterias carboxidotróficas funcionan como un sumidero de CO, limpiando la atmósfera de este gas tóxico

Proteobacterias:Bacterias metanotrofas y metilotrofas Géneros clave

MethylomonasMethylobacter

Pertenecen a alfa y gamma-Proteobacterias

Metanotrofos simbiontes de mejillones marinos

Son quimiolitotrofas

Usan metano y otros compuestos de un carbono como fuente de carbono y energía

Poseen metano monooxigenasa, un enzima clave para la oxidación del metano

LAS PSEUDOMONAS

•Bacilos rectos o curvados•Tamaño de 0.5-1.0 μm X 1.5-4 μm •Sin esporas•Gram negativos•Flagelos polares•Aerobios•Metabolismo respiratorio, nunca fermentativo•Quimioorganotrofos•Utilizan compuestos orgánicos de bajo peso molecular pero no polímeros•Algunas pueden ser quimiolitotrofas, usando H2 o CO como fuente de energía•Algunas pueden usar nitratos como aceptor de electrones en anaerobiosis

Este grupo incluye los Géneros

Pseudomonas γ-Proteobacteria

Commamonas β-Proteobacteria

Ralstonia β-Proteobacteria

Burkholderia β-Proteobacteria

Proteobacterias oxidativas

GÉNERO Pseudomonas

Pseudomonas fluorescentes(Gamma-proteobacterias)

Pseudomonas aeruginosaPseudomonas fluorescensPseudomonas putidaPseudomonas syringaePseudomonas stutzeri

Producen pigmentos como piocianina, pioverdina, piorubrina y piomelanina. Algunos actúan como sideróforos en la captación de Fe.

Gram -Móviles mediante flagelos polares

Bacilos rectos o ligeramente curvados

Degradan glucosa mediante la ruta de Entner-Doudoroff

Poseen citocromo C oxidasa y dan positiva la prueba de la oxidasa También son catalasa positiva

Algunas especies son patógenas.Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista que produce infecciones en el sistema respiratorio y urinario. Puede causar infecciones en quemados o en otros casos en que la piel esté dañada. Son causantes de infecciones nosocomiales.

Tienen requerimientos nutritivos muy simples (no necesitan factores orgánicos de crecimiento)

Otras características del género Pseudomonas

Poseen una gran versatilidad metabólicaPueden utilizar azúcares; ácidos grasos; ácidos di y tricarboxílicos; alcoholes, polialcoholes; compuestos aromáticos; aminoácidos y un largo etc.

Resistentes a antibióticosPoseen múltiples plásmidos R.Son sensibles a polimixina.

Son habitantes del suelo, agua dulce, océanos y muchos otros hábitats naturales (están en todas partes).

Son biodegradadores muy activosParticipan en el ciclo del C

Participan activamente en la limpieza del medio ambiente porque degradan muchos contaminantes orgánicos, pero también producen el deterioro de alimentos almacenados

Burkholderia pseudomalleiCausa mielloidosis

Xhantomonas fragariaePatógeno de la fresa

ZoogleaFormadora de flóculos

Géneros relacioados con Pseudomonas

Proteobacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre

Enzima claveNitrogenasa

Azotobacter γ-ProteobacteriaBeijerinckia α-ProteobacteriaDerxia α-Proteobacteria

Células de Derxia atrapadas en mucosidad

La apariencia brillante de las colonas de Beijerinckia se debe a material de la capsula

Células de Azotobacter cultivadas en 2.5% de O2 (poca mucosidad)

Azotobacter cultivada en 25% de O2 (extensa capa mucosa)

Son quimioorganotrofos aerobios estrictos

Proteobacterias fijadoras de nitrógeno simbiontes de plantas leguminosas

Rhizobium α-Proteobacteria

Azorhizobium

Bradirizhobium

Agrobacterium tumefaciens

Induce la formación de tumores en plantas

Proteobacterias fermentativas: Las Enterobacterias

Pertenecen a las γ-Proteobacterias

Son bacterias quimioorganotrofas anaerobias facultativas

Bacilos Gram -, no esporulados, móviles por flagelos peritricos o inmóviles

Tienen requerimientos nutritivos simples

Fermentan azúcares. Producen ácido en la fermentación de la glucosa

Son oxidasa negativas y catalasa positivas

Reducen NO3- a NO2

-, pero nunca a N2

Géneros claveEscherichiaSalmonellaProteusEnterobacter

Hay especies que son patógenas para el hombre, animales y plantas. Oras especies son importantes en la industria

Glucosa

Fermentación ácido mixta Fermentación butanodiólica

Prueba del Rojo de metilo + Prueba Voges-Proskawer +

EscherichiaSalmonellaShigellaCitrobacterProteusYersinia

EnterobacterKlebsiella Serratia

Diagnóstico simplificado de los principales géneros de Enterobacterias

Escherichia coli

•La estrella de las enterobacterias.

•La más utilizada en estudios genéticos y en Biotecnología.

•Utilizada como indicador de contaminación fecal en en análisis microbiológico del agua

•Habitantes del intestino de animales de sangre caliente.

•Sintetiza la vitamina K.

•Algunas son patógenas, causan diarreas e infecciones urinarias.

•Las cepas enteropatógenas poseen el antígeno K que les permite colonizar el intestino delgado.

•Producen enterotoxinas semejantes a la toxina colérica.

Salmonella

•Habita en el intestino de animales.•Prácticamente todas las especies son patógenas.•S. Typhi produce fiebres tifoideas•S. Thyphimurium causa salmonelosis (gastroenteritis) en humanos.•La salmonelosis se transmite a través de alimentos contaminados con Salmonella

Factores de virulencia que son importantes en la patogenia de Salmonella

Yersinia pestis

Bubón

Yersinia pestis invadiendo los tejidos del pulmón

Vibrio cholerae produce la toxina coléricaque desencadena los síntomas del cólera.Esta enfermedad se transmite por el agua

Diferente morfologías celulares del género Vibrio

• γ-Proteobacteria•Quimioorganotrofo, anaerobio facultativo•Que se diferencia de las enterobacterias por ser oxidasa + y de las Pseudomonas por poseer un metabolismo fermentativo.•Son bacterias acuáticas, de aguas dulces y marinas.•Una especie, V. cholerae, es patógena para el hombre.

Bacilos rectos o curvados con flagelos polares o peritricos

Vibrio y Photobacterium son bacterias bioluminiscentes

Son bacterias marinas que viven asociadas con peces y emiten luz

FMNH2 + O2 + RCHO FMN + H2O + RCOOH + LUZ Luciferasa

•La síntesis de luciferasa se regula mediante autoinducción.

•Las células liberan un inductor (Acil homoserina lactona).

•Cuando el inductor alcanza una determinada concentración en el medio, se sintetiza el enzima.

•Este mecanismo se conoce como QUORUM SENSING

Proteobacterias reductoras de sulfato y del azufre

Géneros claveδ ProteobacteriaDesulfovibrioDesulfobacterDesulfuromonas

Son bacterias quimioorganotrofas y quimiolitotrofas que usan SO4

2- y S0 como aceptores de electrones en la respiración anaerobia.Y producen SH2.Como dador de electrones (fuente de energía) usan H2 y etanol, ácido láctico, pirúvico y ácidos grasos.

Las bacterias reductoras de sulfato son anaerobias estrictas.Se encuentran en ambientes acuáticos

y terrestres que se vuelven anóxicos debido a procesos microbianos de descomposición de la materia orgánica.

Participan en la corrosión inducida por microorganismos (CIM), tanto de metales (acero) como del cemento.Pueden causar la corrosión de la maquinaria utilizada en la extracción y almacenamiento de petróleo.Pueden causar la corrosión de las tuberías y alcantarillado que transportan las aguas residuales.

Pero estas bacterias también participan en la degradación de contaminantes y toxinas del ambiente.

PROTEOBACTERIAS

FOTOSINTÉTICAS (Fotosínteis anoxigénica)Bacterias Rojas del S: Chromatium y EctothiorhodospiraBacterias Rojas no del S: Rhodobacter y Rhodospirillum

QUIMIOLITOTROFASBacterias Nitrificantes: Nitrosomonas y NitrobacterBacterias que oxidan azufre: Thiobacillus, BeggiatoaBacterias que oxidan el Fe: Thiobacillus ferrooxidansBacterias que oxidan H2: Ralstonia, Pseudomonas y ParacoccusBacterias metanotrofas y metilotrofas: Methylomonas y Methylobacter

QUIMIOORGANOTROFASOxidativas: Las Pseudomonas (Pseudomonas, Commamonas ,Ralstonia, Burkholderia)Fijadoras de N2 de vida libre: Azotobacter, Beijerinckia, DerxiaFijadoras de N2 simbiontes: Rhizobium, AzorhizobiumFermentativas: Las Enterobacterias (Escherichia; Salmonella;

Proteus; Enterobacter; Yersinia) Las vibrionaceas: Vibrio y Photobacterium

Anaerobias: Las sulfato-reductoras (Desulfovibrio; Desulfuromonas)