Dra. Iris Pérez Almeida DOCENTE
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Dra. Iris Pérez Almeida
DOCENTE
Línea de tiempo
• Los primeros taxónomos clasificaron todas las especies como plantas o animales ( 2 reinos)
• Luego se reconocieron hasta cinco Reinos: Monera, Protista, Plantae, Fungi y Animalia.
• Con el tiempo, ganamos información a través de la sistemática molecular.
• Hoy en día hemos adoptado un sistema de tres Dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya.
• En este sistema se toman en cuenta datos de genomas secuenciados.
Figure 26.21
Archaea
Bacteria
Eukarya
COMMON
ANCESTOR
OF ALL
LIFE
LUCA
Land plants
Green algae
Red algae
ForamsCiliates
Dinoflagellates
Cellular slime moldsAmoebas
Animals
Fungi
Euglena
Trypanosomes
Leishmania
Sulfolobus
Thermophiles
Halophiles
Methanobacterium
Green
nonsulfur bacteria
(Mitochondrion)
Spirochetes
Chlamydia
Cyanobacteria
Green
sulfur bacteria
(Plastids, including
chloroplasts)
Diatoms
En Biología, dominio es
cada una de las tres
principales subdivisiones en
que se consideran
clasificados los seres vivos:
Archaea, Bacteria y
Eukarya.
Hasta hace poco tiempo, los seres vivos se clasificaban dependiendo
de la ausencia o presencia de núcleo en las células que lo componen
(procariota o eucariota).
Estudios a nivel molecular: estructura de los lípidos, proteínas y
genoma, muestran que dentro de las procariotas, las archaea son tan
diferentes de las bacterias como éstas de las eucariotas.
En los dominios Archaea y
Bacteria sólo se incluyen
organismos unicelulares.
La mayoría de los seres vivos
(protozoos, plantas, hongos y
animales) pertenecen al
dominio Eukarya (las
eucariotas).
Los virus se clasifican aparte.
Dominios Archaea y Eubacteria: Procariotas
• Dentro de estos dos dominios se encuentran los organismos procariotas.
• Son los primeros organismos en habitar la Tierra.
• Los procariotas viven prácticamente en todos los lugares de la Tierra, incluyendo sitios que son muy ácidos, salados, fríos o calientes para la mayoría de los demás organismos.
• Hay más procariotas en un puñado de tierra fértil que personas viviendo en la Tierra.
Algunas características de los procariotas
• La mayoría son unicelulares; típicamente de diámetros de 0.5-5um.
• Casi todos tienen pared celular.• Los procariotas se reproducen rápidamente por fisión
binaria y se pueden dividir cada 1–3 horas.• La rápida reproducción, las mutaciones y las
recombinaciones genéticas promueven su diversidad genética.
• Alrededor de la mitad son capaz de tener movimiento dirigido a alejarse o acercarse a un estímulo (Ej. quimiotaxis).
• Poseen además una gran diversidad de adaptaciones nutricionales y metabólicas.
* Repase las características de las células procariotas.
Importancia en la biosfera Los procariotas son tan importantes que si
desaparecieran, la vida en la Tierra desaparecería también.
Tienen un rol importante en el reciclaje de elementos químicos entre los componentes vivos y no vivos de los ecosistemas.
Algunos actúan como descomponedores, degradando organismos muertos y productos de desechos.
Pueden, además, aumentar la disponibilidad de nitrógeno, fósforo y potasio para el crecimiento de las plantas.
Filogenia de los procariotas• Hasta finales del Siglo 20, los investigadores basaron la
clasificación de los procariotas sólo en criterios fenotípicos.
• Estudios en los 1970’s del RNA ribosomal llevaron a sacar a un grupo de organismos clasificados como bacterias y colocarlos en el dominio Archaea.
• La biología molecular ha llevado a tener cambios dramáticos. Por ejemplo, las bacterias gram negativas no forman un grupo monofilético.
• Son más los organismos procariotas sin clasificar que los clasificados.
• Se están usando técnicas de metagenómica para la estudiar la diversidad de los procariotas.
• Existe evidencia que la transferencia horizontal de genes ha tenido un rol importante en la evolución de los procariotas, lo cual dificulta su clasificación.
Table 27-2
* Transferencia de
genes entre Dominios
Fig. 27-16
UNIVERSALANCESTOR
Eukaryotes
Korarcheotes
Euryarchaeotes
Crenarchaeotes
Nanoarchaeotes
Proteobacteria
Chlamydias
Spirochetes
Cyanobacteria
Gram-positivebacteria
Do
main
Eu
kary
aD
om
ain
Arc
hae
aD
om
ain
Bacte
ria
Archae
Arqueas metanógenas termófilas
Dominio Archaea• Las arqueas, son un grupo de procariotas unicelulares
pertenecientes al dominio Archaea.
• Originalmente, las arqueas se consideraban sólamente como organismos extremófilos que vivían en ambientes severos, como aguas termales (termófilas) y lagos salados (halófilas), pero posteriormente se les ha observado en una gran variedad de hábitats, como suelos, océanos y humedales.
• Las arqueas son importantes en la tecnología; algunas metanógenasson usadas para producir biogás y como parte del proceso de depuración de agua.
• Las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello usadas en biotecnología.
La mayoría son heterótrofas , se alimentan de sustancias orgánicas; también hay autótrofas. Ninguna especie realiza fotosíntesis…Algunas producen MetanoContiene especies termófilas a mas de 100 ºC , acidófilas: ph acido , metanógenas: espacios carentes de oxigeno y ricos en materia orgánica, halófilas: espacios con altas concentraciones de sal. Debido a adaptaciones estructurales, químicas y metabólicas.
Dominio Archaea
El dominio Archaea agrupa a organismos unicelulares
que en la nomenclatura antigua pertenecían al reino
Mónera; ya que carecen de núcleo como el resto de los
procariontes.
En 1990 se propuso considerarlos un dominio separado,
según el sistema de tres dominios de Carl Woese.
Morfología: esféricas, bacilos, espirales, lobuladas,
laminadas, irregulares o pleomórficas.
Las arqueas se distinguen de las bacterias por
las grandes diferencias existentes en el análisis
de los ARNr (ARN ribosomal,) y la presencia de
lípidos peculiares en la composición de su
membrana.
Grupo CH3
glicerol unida a un alcohol: fitanol
También es característica la presencia de
ARN-polimerasas de constitución compleja y
un gran número de nucleótidos modificados en
los ácidos nucleicos ribosomales.
Por otra parte, el ADN se empaqueta en forma
de nucleosomas, como en los eucariotas
gracias a proteínas semejantes a la histona, y
algunos genes poseen intrones como en los
eucariotas.
A las ARQUEAS; se les considera más
próximas a los eucariontes que a las bacterias.
Originalmente se denominaron
Archaeabacteria, y a los otros procariontes
Eubacteria, pero ahora hay una tendencia
creciente a restringir el término bacteria.
Se proponen tres phylum:
Crenarcheota, Euryarcheota, Korarcheota
Crenarcheota:
La mayoría de las especies hipertermofílicas. Muchos
son autótrofos quimiosintéticos
Son los únicos productores primarios en ciertos hábitats
inhóspitos.
Crenarcheota
Hipertermófilos de hábitat terrestres volcánicos
Los hábitats volcánicos pueden tener temperaturas
de hasta 100ºC por lo que son aptos para el
desarrollo de hipertermófilos
Sulfolobus, Acidianus y Thermoproteus
Crenarcheota
Hipertermófilos
Hábitat volcánicos submarinos
Organismos más hipertermófilos de todos los
Archaea. Pyrodictium, Pyrolobus, Ignicoccus y
Staphylothermus
Euryarcheota: Archaios que significa antiguo
Se encuentran en concentraciones salinas y son
quimiorganotróficos.
Algunas pueden sintetizar ATP mediado por la luz, sin ningún
pigmento clorofílico.
Los metanógenos que habitan en el tracto digestivo de
diversos animales también se clasifican dentro de este grupo.
MetanógenaHalófilos extremos: Halobacterium, Haloferax y Natronobacterium
Euryarcheota
• Halófilos extremos: habitan ambientes de extremada salinidad. Crecimiento óptimo de 2-4 M.
• Halobacterium, Haloferax y Natronobacterium
Euryarcheota
Metanógenas: productoras de metano como parte integral de su metabolismo a partir de CO2, de grupos
metilo, acetato, piruvato.
Methanobacterium,Methanococcus yMethanosarcina
Euryarcheota
Termoplasmatales: Tres procariotas termófilos y acidófilos extremos: Thermoplasma, Ferroplasma y Picrophilus.
Los organismos más acidófilos de todos los procariotas, pueden crecer hasta a un pH 0 o cercano.
Euryarcheota
Hipertermófilos:
tienen temperaturasóptimas decrecimiento a 80ºC o mayores.
Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus
Korarcheota
Hipertermofílicas
Filogenéticamente diferentes a las Crenarcheotas
Más primitivas
Poco conocidas
Un único manantial de Yellowstone, Wyoming
Grupo no reconocido oficialmente
Solo DNA
Halobacterium: Género de arquea de ambientes hipersalinos
Figure 27.1
http://www.youtube.com/watch?v=3fLR-
XzSPJg&feature=player_embedded
Son detectores de contaminación
Se utilizan para tratamiento de aguas residuales
Son fuente de la enzima Taq polimerasa que se utiliza
en la reacción en cadena de la polimerasa. Replicación
del ADN
Las metanogenas son habitantes permanentes del
rumen de los rumiantes que expulsan el gas metano.
IMPORTANCIA
•Dominio de organismos procariotas (organismos celulares carentes de núcleo) que siempre presentan mureína; los cuales en la
nomenclatura antigua, serían pertenecientes al reino Mónera.
•También se emplea el término bacteria (que es la denominación correcta)
EUBACTERIA
BACTERIA
Dominio Bacteria
• Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices.
• Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta y se encuentran en todos los hábitats terrestres.
• Son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas.
• Las bacterias generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicanos.
• La mayoría de las envolturas celulares bacterianas caen en dos categorías importantes: Gram-positiva y Gram-negativa; por su reacción a la tinción de Gram.
• Las bacterias Gram + tienen una pared celular gruesa hecha de peptidoglicanos y se tiñen de violeta.
• Las bacterias Gram – tienen una pared fina de peptidoglicanos entre la membrana plasmática y otra membrana exterior; al teñir se ven rosadas.
• Pueden ser aerobias, aerobias facultativas o anaerobias estrictas.
• Su multiplicación se puede dar por fisión binaria, gemación, fragmentación u otros mecanismos.
• Su genoma es considerablemente más pequeño y poseen pocos plásmidos.
DOMINIO BACTERIA
• EUBACTERIAS
• Son procariotas y poseen el ADNdistribuido por el citoplasma en unazona llamada nucleoide.
• Unicelulares y poseen ADN únicollamado cromosoma bacteriano.
• Su reproducción es asexual porfisión y presenta plásmidos , soloalgunos son por conjugación orepro sexual
• Son autótrofos - fotosintéticos yheterótrofos - parásitos obligados
• Pueden ser anaeróbicas y aerobias
• Las gramnegativas esta formada por peptidoglucano ( mureina) fosfolípidos y proteínas
• Las grampositivas esta formada por peptidoglucano, ácidos teicoicos y polisacáridos.
• Presentan ribosomas para la síntesis de proteínas
• Cocos
• Causan enfermedades a los hongos , plantas y animales.
• Se utilizan para la fabricación de medicamentos
• Bacilos
• Se usan en la elaboración de alimentos como yogurt , vinagre, telas, quesos y vinos.
• Estreptococos sífilis
• Causan enfermedades en cualquier órgano del cuerpo
Ejemplos de grupos de Bacterias
Fig. 27-16
UNIVERSALANCESTOR
Eukaryotes
Korarcheotes
Euryarchaeotes
Crenarchaeotes
Nanoarchaeotes
Proteobacteria
Chlamydias
Spirochetes
Cyanobacteria
Gram-positivebacteria
Do
main
Eu
kary
aD
om
ain
Arc
hae
aD
om
ain
Bacte
ria
PROTEOBACTERIA: Ej. Rhizobium• Bacteria que fija nitrógeno atmosférico.
• Vive en simbiosis con determinadas plantas (como por ejemplo las leguminosas) en su raíz, a las que aportan el nitrógeno necesario para que la planta viva y esta a cambio le da cobijo.
Rhizobium (flechas) dentro de lascélulas de la raíz de una leguminosa (TEM)
Enterobacterias
• Los miembros de esta familia forman parte de la microbiota del intestino (llamados coliformes) y de otros órganos del ser humano y de otras especies animales. Importantes en la descomposición de materia dentro de los intestinos de algunos animales.
• Con frecuencia se encuentran especies de enterobacterias en la bio-industria: para la fermentación de quesos y productos lácteos, alcoholes, tratamientos médicos, producción de toxinas en el uso de cosméticos, fabricación de agentes antivirales de la industria farmacéutica, etc.
Ejemplos de enterobacterias
Escherichia coli Salmonella
¿Cuál es la importancia de estas bacterias?
https://www.cdc.gov/
CIANOBACTERIA:
• Bacterias capaces de realizar fotosíntesis y fijación de nitrógeno; en ambientes acuáticos como terrestres.
• Las cianobacterias fueron los principales productores primarios de la biosfera. A través de la fotosíntesis inundaron la atmósfera de O2 hace unos 2.500 millones de años. Siguen siendo los principales suministradores de nitrógeno para las cadenas tróficas de los mares.
• En ambientes acuáticos pueden dan lugar a formaciones típicas conocidas como floraciones o blooms. Estas proliferaciones en masa ocurren en aguas eutróficas ricas en nutrientes (particularmente fosfatos, nitratos y amoníaco) bajo temperaturas medianamente altas (15 a 30 °C) y donde el pH oscila entre 6 y 9.
Nostoc
Anabaena
Células fotosintéticas
Heterocisto
CLAMIDIAS:
• Son parásitos intracelulares obligados de las células de los vertebrados.
• La infección por clamidias es uno de las enfermedades de transmisión sexual más comunes.
• Sin tratar puede causaresterilidad en la mujer.
ESPIROQUETAS:
• Bacterias Gram-negativas que tienen células alargadas y enrolladas helicoidalmente.
• Una especie patógena de Treponema es la responsable de causar sífilis.
BACTERIAS GRAM +:
• Ejemplos de bacterias gram positivo:
– Actinomicetos
– Bacillus anthracis, causante del anthrax
– Clostridium botulinum, causante del botulismo
– Staphylococcus y Streptococcus, algunos pueden ser patógenos
– Micoplasmas, las células más pequeñas que se conocen; no tienen pared cellular.
Ejemplo de bacterias gram +: Actinomicetos• Uno de los tipos más comunes de bacterias en el suelo, ayudando a
la descomposición de la materia orgánica en el suelo.
• También en la placa dental.
• Forman filamentos que se ramifican y producen esporas.
• Dos actinomicetos son responsables de la tuberculosis y la lepra.
• Algunas producen antibioticos comúnmente usados, como la estreptomicina.
Streptomyceshttps://en.wikipedia.org/wiki/Streptomyces
http://agriinfo.in/?page=topic&superid=5
&topicid=148
Antibiotics produced by Streptomyces:
http://www.sciencedirect.com/science/arti
cle/pii/S1413867012001341?np=y