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Unidad 5 Diversidad del Mundo microbiano
Objetivos
ConocerLos microorganismos maacutes importantes y sus caracteriacutesticas
Las diferentes aplicaciones de la microbiologiacutea
Asimilar-Los microorganismos evolucionan los mutantes mejor adaptados a un medio son
seleccionados Frecuentemente esta evolucioacuten no supone una alteracioacuten de las capacidades de los microorganismos pero permite clasificarlos filogeneacuteticamente
Comprender y discutir-La diversidad microbiana y su cambiante clasificacioacuten
UNIDAD V- Diversidad del Mundo microbianoTema 12- Las arqueas Caracteriacutesticas generales Grupos principales
Las arqueobacterias oacute arqueas (Archaea) constituyen uno de los 3 dominios en los que se dividen los seres vivos
caracteriacutesticas generales
Pared celular de las arqueasbull pueden tentildeirse tanto como Gram positivas como Gram negativasbull No tiene pared de peacuteptidoglicano (como las bacterias) celulosas (como las plantas)
o quiacutetina (como los hongos)-las que se tintildeen positivamente tienen frecuentemente una capa gruesa y homogeacutenea
-las que se tintildeen negativamente tienen frecuentemente una capa de proteiacutenas o glicoproteiacutenas
bull tiene diferencias quiacutemicas con las de otros procariotas
ndash no tiene aacutecido muraacutemicondash no tiene D-aminoaacutecidosndash resistente a la lisozima y a los antibioacuteticos β-
lactaacutemicosndash algunas contienen pseudomureina (poliacutemero similar
al peptidoglicano)ndash otros contienen otros polisacaacuteridos proteiacutenas y
glicoproteiacutenas
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueasBacteriaseucariotas
bull los aacutecidos grasos se unen al glicerol a traveacutes de enlaces ester
Arqueasbull hidrocarburos de cadenas
ramificadas se unen al glicerol a traveacutes de enlaces eter
bull algunos tienen tretraeacuteteres de glicerol
membrana en bicapa
membrana en monocapa
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
UNIDAD V- Diversidad del Mundo microbianoTema 12- Las arqueas Caracteriacutesticas generales Grupos principales
Las arqueobacterias oacute arqueas (Archaea) constituyen uno de los 3 dominios en los que se dividen los seres vivos
caracteriacutesticas generales
Pared celular de las arqueasbull pueden tentildeirse tanto como Gram positivas como Gram negativasbull No tiene pared de peacuteptidoglicano (como las bacterias) celulosas (como las plantas)
o quiacutetina (como los hongos)-las que se tintildeen positivamente tienen frecuentemente una capa gruesa y homogeacutenea
-las que se tintildeen negativamente tienen frecuentemente una capa de proteiacutenas o glicoproteiacutenas
bull tiene diferencias quiacutemicas con las de otros procariotas
ndash no tiene aacutecido muraacutemicondash no tiene D-aminoaacutecidosndash resistente a la lisozima y a los antibioacuteticos β-
lactaacutemicosndash algunas contienen pseudomureina (poliacutemero similar
al peptidoglicano)ndash otros contienen otros polisacaacuteridos proteiacutenas y
glicoproteiacutenas
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueasBacteriaseucariotas
bull los aacutecidos grasos se unen al glicerol a traveacutes de enlaces ester
Arqueasbull hidrocarburos de cadenas
ramificadas se unen al glicerol a traveacutes de enlaces eter
bull algunos tienen tretraeacuteteres de glicerol
membrana en bicapa
membrana en monocapa
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Las arqueobacterias oacute arqueas (Archaea) constituyen uno de los 3 dominios en los que se dividen los seres vivos
caracteriacutesticas generales
Pared celular de las arqueasbull pueden tentildeirse tanto como Gram positivas como Gram negativasbull No tiene pared de peacuteptidoglicano (como las bacterias) celulosas (como las plantas)
o quiacutetina (como los hongos)-las que se tintildeen positivamente tienen frecuentemente una capa gruesa y homogeacutenea
-las que se tintildeen negativamente tienen frecuentemente una capa de proteiacutenas o glicoproteiacutenas
bull tiene diferencias quiacutemicas con las de otros procariotas
ndash no tiene aacutecido muraacutemicondash no tiene D-aminoaacutecidosndash resistente a la lisozima y a los antibioacuteticos β-
lactaacutemicosndash algunas contienen pseudomureina (poliacutemero similar
al peptidoglicano)ndash otros contienen otros polisacaacuteridos proteiacutenas y
glicoproteiacutenas
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueasBacteriaseucariotas
bull los aacutecidos grasos se unen al glicerol a traveacutes de enlaces ester
Arqueasbull hidrocarburos de cadenas
ramificadas se unen al glicerol a traveacutes de enlaces eter
bull algunos tienen tretraeacuteteres de glicerol
membrana en bicapa
membrana en monocapa
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Pared celular de las arqueasbull pueden tentildeirse tanto como Gram positivas como Gram negativasbull No tiene pared de peacuteptidoglicano (como las bacterias) celulosas (como las plantas)
o quiacutetina (como los hongos)-las que se tintildeen positivamente tienen frecuentemente una capa gruesa y homogeacutenea
-las que se tintildeen negativamente tienen frecuentemente una capa de proteiacutenas o glicoproteiacutenas
bull tiene diferencias quiacutemicas con las de otros procariotas
ndash no tiene aacutecido muraacutemicondash no tiene D-aminoaacutecidosndash resistente a la lisozima y a los antibioacuteticos β-
lactaacutemicosndash algunas contienen pseudomureina (poliacutemero similar
al peptidoglicano)ndash otros contienen otros polisacaacuteridos proteiacutenas y
glicoproteiacutenas
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueasBacteriaseucariotas
bull los aacutecidos grasos se unen al glicerol a traveacutes de enlaces ester
Arqueasbull hidrocarburos de cadenas
ramificadas se unen al glicerol a traveacutes de enlaces eter
bull algunos tienen tretraeacuteteres de glicerol
membrana en bicapa
membrana en monocapa
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Liacutepidos de arqueasBacteriaseucariotas
bull los aacutecidos grasos se unen al glicerol a traveacutes de enlaces ester
Arqueasbull hidrocarburos de cadenas
ramificadas se unen al glicerol a traveacutes de enlaces eter
bull algunos tienen tretraeacuteteres de glicerol
membrana en bicapa
membrana en monocapa
caracteriacutesticas generales
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Liacutepidos de arqueascaracteriacutesticas generales
bull pueden contener fosfoliacutepidos bull en estos el glicerol muestra quilaridad
bull emplean L-glicerol ademaacutes de su esteroisoacutemero D-glicerol como las bacterias
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
bull cromosomasndash generalmente maacutes pequentildeos que los cromosomas bacterianosndash algunos tienen histonas que se unen al ADN para formar estructuras como nucleosomasndash un cromosoma por ceacutelulandash cerrado circular y de doble hebra de ADN
bull tienen pocos plaacutesmidos
Geneacutetica y biologiacutea molecularcaracteriacutesticas generales
bull mRNAsndash pueden ser poligeacutenicosndash hay pocas evidencias de maduracioacuten
por corte y empalme ldquosplicingrdquo
bull promotores similares a los bacterianos
bull tRNAsndash contienen bases modificadas que no
se encuentran en tRNAs de eucariotas y bacterias
ndash el brazo TΨC del tRNA contiene pseudouridina en lugar de timina
ndash el tRNA iniciador es metionina-tRNA
bull ribosomasndash 70Sndash tamantildeo variable difieren tanto de los ribosomas bacterianos como de los de eucariotas
bull tienen dos factores de elongacioacuten similares a los de eucariotas
Complementario al codoacuten en mRNA
Lugar de unioacuten del aminoaacutecido
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Metabolismobull se han observado organotrofos autoacutetrofos y fotoacutetrofosbull su metabolismo es relativamente poco conocidobull muchas propiedades se pueden inferir de sus genomas secuenciados
caracteriacutesticas generales
no tienen cadena respiratoriacadena respiratoriacadena respiratoria
Ciclo Krebs no funcionalCiclo Krebs funcionalCiclo Krebs funcional
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
piruvatorarracetil-CoA catalizado por la piruvato oxidoreductasa (en lugar de la piruvato deshidrogenasa)
no catalizan glucosa significativamente
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
emplean una ruta modificada de Entner-Doudoroff para catalizar glucosa
MetanoacutegenicosTermoacutefilosHaloacutefilos extremos
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos usan glucoacutegeno como reserva
algunos fijan nitroacutegeno
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
rutas biosinteacuteticas similares a otros organismos
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
emplean glucolisis (Embden-Meyerhoff) inversa para gluconeogeacutenesis
Los productos intermediarios iniciales no estaacuten fosforilados
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Metabolismo autoacutetrofo la fijacioacuten de CO2 se produce de maacutes de una maneracaracteriacutesticas generales
1 Ruta reductora del acetil-CoA empleado por metanogeacutenicas y la mayoriacutea de extremoacutefilas
2 Ciclo de Krebs reductorSe revierte con ATP y poder reductor ie Thermoproteus neutrophilus
Un carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a grupo metilo El CO2 es fijado a metanofurano (MFR) reducido a formil-MFR
Otro carbono procede de la reduccioacuten de CO2 a CO mediante la CO deshidrogenasa (CODH
Los dos carbonos se combinan para dar lugar a un grupo acetilo La corrima (enzima que contiene cobamida) participa en la transferencia de grupos metilo
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Grupos principalesGrupos principales
Claacutesicamente la arqueobacterias se dividen en 5 grupos de acuerdo bull con su capacidad de producir metano (arqueas metanogeacutenicas) de reducir azufre
(arqueas reductoras de azufre) de vivir en ambientes extremadamente salinos (arqueas haloacutefilas) o de metabolizar azufre S0
bull por no tener pared celularActualmente hay maacutes de 36 genomas de arqueobacterias secuenciados
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Archaea (rRNA 16 S tree)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales
Grupos principales
La uacuteltima clasificacioacuten del Manual Bergeyrsquos (mayo 2004) divide el dominio Archaea en dos Phyla Crenarchaeota y Euryarchaeota
Thermoproteales
sin pared
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Hipertermoacutefilos
Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
halobacteria
A estos dos Phyla hay que antildeadir otros dos recientemente descritosbullKorarchaeota tambieacuten llamado Xenarchaeota Es un grupo no cultivable conocido exclusivamente a partir de su secuencia 16S No se conoce ni su fisiologiacutea ni su relacioacuten con otros grupos Tambieacuten podriacutea ser que sobre su secuencia 16 S se hubiesen producido numerosas mutaciones poco frecuentesbullNanoarchaeota representado por hipertermoacutefilos simbiontes pequentildeiacutesimos Ej Nanoarchaeum equitans Su genoma se ha secuenciado
Cocultivo de Ignicoccus sp (verde) y Nanoarchaeum equitans (rojo) Tincioacuten fluorescente especiacutefica de la secuencia de rRNA de hebra simple (ss RNA) Micrografiacutea laacuteser confocal Barra 1 microm
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Brochier et al BMC Evolutionary Biology 2005 536 Grupos principales (Korarchaeota y Nanoarchaeota)
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Phylum Crenarchaeota
bull la mayoriacutea son termoacutefilos extremosbull algunos son acidoacutefilosbull Algunos llevan a cabo la oxidacioacuten de amonio (nitrificacioacuten)bull algunos son dependientes de azufre
ndash algunos lo usan como aceptor de electrones en la respiracioacuten anaerobiandash algunos lo usan como fuente de electrones (quimiolitotrofos)
bull casi todos son anaerobios estrictosbull Son habitantes comunes de los suelos y las raiacuteces de las plantas
Una sola clase - Thermoprotei
Oacuterdenes
bullcrecen en fuentes termales o suelos que contienen azufre
Grupos principales (Crenarchaeota)
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
bull incluye organotrofos y litotrofos (oxidante de azufre y oxidantes de hidroacutegeno)bull contiene 69 geacuteneros aproximadamente (los mejor estudiados son Sulfolobus y
Thermoproteus)bull Se han secuenciado 9 genomas al menos uno de cada orden Desulfurococcales (
Aeropyrum pernix K1) Sulfolobales (Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 Sulfolobus solfataricus P2 Sulfolobus tokodaii str 7) y Thermoproteales (Pyrobaculum aerophilum str IM2)
Geacutenero Sulfolobus
bull esfeacutericas e irregularmente lobuladasndash pared celular con lipoproteiacutenas y
carbohidratos (no peacuteptidoglicano)
bull termoacidoacutefilas (70-80degC pH 2-3)bull metabolismo
ndash litotroacuteficos de azufre que emplean O2 oacute Fe+3 como aceptor de electrones
ndash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
Geacutenero Thermoproteus
bull bacilo largo y delgado que puede doblarse y ramificarse
ndash pared celular con glicoproteiacutenas
bull Termoacidoacutefilas (70-97 degC pH 25-65)bull metabolismos anaeroacutebico
ndash litotroacuteficos de azufre e hidroacutegenondash organotrofos de azuacutecares y aminoaacutecidos
alcoholes y aacutecidos orgaacutenicos empleando azufre elemental como aceptor de electrones
bull Autoacutetrofos que emplean CO o CO2 como fuente de carbono
Grupos principales (Crenarchaeota)
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
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No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Phylum Euryarchaeotabull diversa bull se suele dividir informalmente en 5 grupos principales
ndash metanoacutegenosndash halobacteriasndash termoplasmasndash termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
ndash reductores de sulfato
Grupos principales (Euryarchaeota)
metanogeacutenicas
Muchos son termoacutefilos que metabolizan azufre
halobacterias
reductoras de sulfato
Archaeoglobales sin pared
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
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veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
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No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
bull La capacidad de producir metano no se observa en bacterias
bull Implica numerosos cofactores uacutenicos (H4MPT MFR coenzima M coenzima F420 coenzima F430) que son identificados con fines taxonoacutemicos
bull La reduccioacuten terminal es catalizada por el sistema metil reductasa
bull La produccioacuten de metano genera ATP La siacutentesis de ATP podriacutea ser a partir del gradiente de protones generado en el uacuteltimo paso
Los metanoacutegenosMetanogeacutenesisen azul el carbono incorporado que va siendo reducido
Grupos principales (Euryarchaeota)
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Haacutebitats de los metanoacutegenosbull ambientes anaerobios ricos en materia orgaacutenica
ndash ej Rumen de los animalesndash ej digestores anaerobios de lodosndash ej en el interior de protozoos anaerobios
Importancia ecoloacutegica y praacutectica de los metanoacutegenosbull importantes en el tratamiento
de aguas residualesbull pueden producir cantidades
enormes de metanondash una vaca puede eructar entre
200 y 400 L de metano al diacuteandash se puede emplear como
combustible limpio y fuente de energiacutea
ndash es un gas de efecto invernadero y puede contribuir al calentamiento global
bull recientemente se ha comprobado que su contribucioacuten es muy importante
bull pueden oxidar hierrondash contribuyen significativamente
a la corrosioacuten de los oleoductos de hierro
Methanococcus
Planta de tratamiento de lodos residuales urbanos para la generacioacuten de metano
Grupos principales (Euryarchaeota)
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Vertedero con colector de metano
Grupos principales (Euryarchaeota) Esquema de produccioacuten de energiacuteas limpias con metano
Fuegos fatuos o ignus fatuus
Methanococcus janaschii coco lofoacutetrico (con numerosos flagelos que salen de un sitio) Methanosarcina barkeri coco lobulado sin flagelo Methanothermus fervidus bacilo corto sin flagelo Methanobacterium thermoautotrophicum bacilo elongado
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Metanogeacutenesis en el rumen de los animales
Grupos principales (Euryarchaeota)
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
Octopus Spring Obsidian Pool
Grupos principales (Euryarchaeota)
iquestDoacutende buscariacuteais vosotros arqueas
No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Las halobacterias
bull no muy diversabull Haloacutefilos extremos
ndash requiere como miacutenimo 15 M NaClbull la pared se desintegra si
[NaCl] lt 15 Mndash crecimiento oacuteptimo entre 3-4 M
NaClbull aeroacutebico respiratorio
quimioheteroacutetrofo con complejos requisitos nutricionales
bull puede estropear las salmuera
Grupos principales (Euryarchaeota)
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
bull metabolismondash puede ser litotrofo (H2) o organotrofo (lactato o
glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
Termoacutefilos extremos metabolizadores de S0
Buscando arqueas Aguas termales del parque nacional de Yellowstone
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No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
Los termoplasmasbull no muy diversabull termoacidoacutefilosbull no tiene pared celular
Geacutenero Thermoplasma
bull termoacidoacutefilos 55-59deg C pH 1-2 ndash crece en las pilas de rechazos de las minas
de carboacuten en el que la pirita (SFe) se oxida a SO4H2 por accioacuten de bacterias quimiolitotrofas y convierte las pilas calientes y aacutecidas
bull estructura celularndash forma dependiente de la temperatura
bull 59 deg C ndash filamento irregularbull menor temperaturandash esfeacuterica
ndash puede ser moacutevil y flageladondash su membrana plasmaacutetica se ve fortalecida
por tetraeacuteteres de diglicerol lipopolisacaridos y glicoproteiacutenas
ndash estructuras similares a nucleosomas formadas por asociacioacuten del ADN con proteiacutenas similares a histonas
Geacutenero Picrophilus
Grupos principales (Euryarchaeota)
bull cocos de tamantildeo irregular de 1 a 5 microm diaacutemetrondash grandes cavidades citoplaacutesmicas que no estaacuten
unidas a membranandash no tienen pared celularndash tienen una capa S en el exterior de la membrana
plasmaacutetica
bull termoacidoacutefilo 47 - 65degC (oacuteptimo 60 degC) y pH lt 35 (oacuteptimo 07)
bull aeroacutebico
Dos imaacutegenes de Thermoplasma
Picrophilus torridus
bull poco diversabull puede ser moacutevil con flagelosbull temperatura oacuteptima de crecimiento 88 - 100degCbull anaerobios estrictos reduce azufre a sulfurobull Los geacuteneros maacutes conocidos y cuyos genomas
se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
bull el geacutenero mejor estudiado es Archaeoglobusbull cocos irregulares
ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
bull termoacutefilos extremosndash oacuteptimo 83degCndash aislado de fuentes hidrotermales marinas
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glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
de electronesndash posee coenzimas metanogeacutenicos
Archaeoglobus veneficus
Archaeoglobus
veneficus
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No hace falta irse tan lejos iexclEl suelo estaacute lleno
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se han secuenciado son Pyrococcus y Thermococcus
Grupos principales (Euryarchaeota) Thermococcus Pyrococcus
Reductores de sulfatoArchaeoglobus fulgidus bull Poco diverso
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ndash la pared celular consiste en glicoproteiacutenas
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glucosa)ndash emplea sulfato sulfito o tiosulfato como aceptor
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Archaeoglobus veneficus
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