Dra. Iris Pérez Almeida

DOCENTE

Línea de tiempo

• Los primeros taxónomos clasificaron todas las especies como plantas o animales ( 2 reinos)

• Luego se reconocieron hasta cinco Reinos: Monera, Protista, Plantae, Fungi y Animalia.

• Con el tiempo, ganamos información a través de la sistemática molecular.

• Hoy en día hemos adoptado un sistema de tres Dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya.

• En este sistema se toman en cuenta datos de genomas secuenciados.

Figure 26.21

Archaea

Bacteria

Eukarya

COMMON

ANCESTOR

OF ALL

LIFE

LUCA

Land plants

Green algae

Red algae

ForamsCiliates

Dinoflagellates

Cellular slime moldsAmoebas

Animals

Fungi

Euglena

Trypanosomes

Leishmania

Sulfolobus

Thermophiles

Halophiles

Methanobacterium

Green

nonsulfur bacteria

(Mitochondrion)

Spirochetes

Chlamydia

Cyanobacteria

Green

sulfur bacteria

(Plastids, including

chloroplasts)

Diatoms

En Biología, dominio es

cada una de las tres

principales subdivisiones en

que se consideran

clasificados los seres vivos:

Archaea, Bacteria y

Eukarya.

Hasta hace poco tiempo, los seres vivos se clasificaban dependiendo

de la ausencia o presencia de núcleo en las células que lo componen

(procariota o eucariota).

Estudios a nivel molecular: estructura de los lípidos, proteínas y

genoma, muestran que dentro de las procariotas, las archaea son tan

diferentes de las bacterias como éstas de las eucariotas.

En los dominios Archaea y

Bacteria sólo se incluyen

organismos unicelulares.

La mayoría de los seres vivos

(protozoos, plantas, hongos y

animales) pertenecen al

dominio Eukarya (las

eucariotas).

Los virus se clasifican aparte.

Dominios Archaea y Eubacteria: Procariotas

• Dentro de estos dos dominios se encuentran los organismos procariotas.

• Son los primeros organismos en habitar la Tierra.

• Los procariotas viven prácticamente en todos los lugares de la Tierra, incluyendo sitios que son muy ácidos, salados, fríos o calientes para la mayoría de los demás organismos.

• Hay más procariotas en un puñado de tierra fértil que personas viviendo en la Tierra.

Algunas características de los procariotas

• La mayoría son unicelulares; típicamente de diámetros de 0.5-5um.

• Casi todos tienen pared celular.• Los procariotas se reproducen rápidamente por fisión

binaria y se pueden dividir cada 1–3 horas.• La rápida reproducción, las mutaciones y las

recombinaciones genéticas promueven su diversidad genética.

• Alrededor de la mitad son capaz de tener movimiento dirigido a alejarse o acercarse a un estímulo (Ej. quimiotaxis).

• Poseen además una gran diversidad de adaptaciones nutricionales y metabólicas.

* Repase las características de las células procariotas.

Importancia en la biosfera Los procariotas son tan importantes que si

desaparecieran, la vida en la Tierra desaparecería también.

Tienen un rol importante en el reciclaje de elementos químicos entre los componentes vivos y no vivos de los ecosistemas.

Algunos actúan como descomponedores, degradando organismos muertos y productos de desechos.

Pueden, además, aumentar la disponibilidad de nitrógeno, fósforo y potasio para el crecimiento de las plantas.

Filogenia de los procariotas• Hasta finales del Siglo 20, los investigadores basaron la

clasificación de los procariotas sólo en criterios fenotípicos.

• Estudios en los 1970’s del RNA ribosomal llevaron a sacar a un grupo de organismos clasificados como bacterias y colocarlos en el dominio Archaea.

• La biología molecular ha llevado a tener cambios dramáticos. Por ejemplo, las bacterias gram negativas no forman un grupo monofilético.

• Son más los organismos procariotas sin clasificar que los clasificados.

• Se están usando técnicas de metagenómica para la estudiar la diversidad de los procariotas.

• Existe evidencia que la transferencia horizontal de genes ha tenido un rol importante en la evolución de los procariotas, lo cual dificulta su clasificación.

Table 27-2

* Transferencia de

genes entre Dominios

Fig. 27-16

UNIVERSALANCESTOR

Eukaryotes

Korarcheotes

Euryarchaeotes

Crenarchaeotes

Nanoarchaeotes

Proteobacteria

Chlamydias

Spirochetes

Cyanobacteria

Gram-positivebacteria

Do

main

Eu

kary

aD

om

ain

Arc

hae

aD

om

ain

Bacte

ria

Archae

Arqueas metanógenas termófilas

Dominio Archaea• Las arqueas, son un grupo de procariotas unicelulares

pertenecientes al dominio Archaea.

• Originalmente, las arqueas se consideraban sólamente como organismos extremófilos que vivían en ambientes severos, como aguas termales (termófilas) y lagos salados (halófilas), pero posteriormente se les ha observado en una gran variedad de hábitats, como suelos, océanos y humedales.

• Las arqueas son importantes en la tecnología; algunas metanógenasson usadas para producir biogás y como parte del proceso de depuración de agua.

• Las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello usadas en biotecnología.

La mayoría son heterótrofas , se alimentan de sustancias orgánicas; también hay autótrofas. Ninguna especie realiza fotosíntesis…Algunas producen MetanoContiene especies termófilas a mas de 100 ºC , acidófilas: ph acido , metanógenas: espacios carentes de oxigeno y ricos en materia orgánica, halófilas: espacios con altas concentraciones de sal. Debido a adaptaciones estructurales, químicas y metabólicas.

Dominio Archaea

El dominio Archaea agrupa a organismos unicelulares

que en la nomenclatura antigua pertenecían al reino

Mónera; ya que carecen de núcleo como el resto de los

procariontes.

En 1990 se propuso considerarlos un dominio separado,

según el sistema de tres dominios de Carl Woese.

Morfología: esféricas, bacilos, espirales, lobuladas,

laminadas, irregulares o pleomórficas.

Las arqueas se distinguen de las bacterias por

las grandes diferencias existentes en el análisis

de los ARNr (ARN ribosomal,) y la presencia de

lípidos peculiares en la composición de su

membrana.

Grupo CH3

glicerol unida a un alcohol: fitanol

También es característica la presencia de

ARN-polimerasas de constitución compleja y

un gran número de nucleótidos modificados en

los ácidos nucleicos ribosomales.

Por otra parte, el ADN se empaqueta en forma

de nucleosomas, como en los eucariotas

gracias a proteínas semejantes a la histona, y

algunos genes poseen intrones como en los

eucariotas.

A las ARQUEAS; se les considera más

próximas a los eucariontes que a las bacterias.

Originalmente se denominaron

Archaeabacteria, y a los otros procariontes

Eubacteria, pero ahora hay una tendencia

creciente a restringir el término bacteria.

Se proponen tres phylum:

Crenarcheota, Euryarcheota, Korarcheota

Crenarcheota:

La mayoría de las especies hipertermofílicas. Muchos

son autótrofos quimiosintéticos

Son los únicos productores primarios en ciertos hábitats

inhóspitos.

Crenarcheota

Hipertermófilos de hábitat terrestres volcánicos

Los hábitats volcánicos pueden tener temperaturas

de hasta 100ºC por lo que son aptos para el

desarrollo de hipertermófilos

Sulfolobus, Acidianus y Thermoproteus

Crenarcheota

Hipertermófilos

Hábitat volcánicos submarinos

Organismos más hipertermófilos de todos los

Archaea. Pyrodictium, Pyrolobus, Ignicoccus y

Staphylothermus

Euryarcheota: Archaios que significa antiguo

Se encuentran en concentraciones salinas y son

quimiorganotróficos.

Algunas pueden sintetizar ATP mediado por la luz, sin ningún

pigmento clorofílico.

Los metanógenos que habitan en el tracto digestivo de

diversos animales también se clasifican dentro de este grupo.

MetanógenaHalófilos extremos: Halobacterium, Haloferax y Natronobacterium

Euryarcheota

• Halófilos extremos: habitan ambientes de extremada salinidad. Crecimiento óptimo de 2-4 M.

• Halobacterium, Haloferax y Natronobacterium

Euryarcheota

Metanógenas: productoras de metano como parte integral de su metabolismo a partir de CO2, de grupos

metilo, acetato, piruvato.

Methanobacterium,Methanococcus yMethanosarcina

Euryarcheota

Termoplasmatales: Tres procariotas termófilos y acidófilos extremos: Thermoplasma, Ferroplasma y Picrophilus.

Los organismos más acidófilos de todos los procariotas, pueden crecer hasta a un pH 0 o cercano.

Euryarcheota

Hipertermófilos:

tienen temperaturasóptimas decrecimiento a 80ºC o mayores.

Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus

Korarcheota

Hipertermofílicas

Filogenéticamente diferentes a las Crenarcheotas

Más primitivas

Poco conocidas

Un único manantial de Yellowstone, Wyoming

Grupo no reconocido oficialmente

Solo DNA

Halobacterium: Género de arquea de ambientes hipersalinos

Figure 27.1

http://www.youtube.com/watch?v=3fLR-

XzSPJg&feature=player_embedded

Son detectores de contaminación

Se utilizan para tratamiento de aguas residuales

Son fuente de la enzima Taq polimerasa que se utiliza

en la reacción en cadena de la polimerasa. Replicación

del ADN

Las metanogenas son habitantes permanentes del

rumen de los rumiantes que expulsan el gas metano.

IMPORTANCIA

•Dominio de organismos procariotas (organismos celulares carentes de núcleo) que siempre presentan mureína; los cuales en la

nomenclatura antigua, serían pertenecientes al reino Mónera.

•También se emplea el término bacteria (que es la denominación correcta)

EUBACTERIA

BACTERIA

Dominio Bacteria

• Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices.

• Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta y se encuentran en todos los hábitats terrestres.

• Son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas.

• Las bacterias generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicanos.

• La mayoría de las envolturas celulares bacterianas caen en dos categorías importantes: Gram-positiva y Gram-negativa; por su reacción a la tinción de Gram.

• Las bacterias Gram + tienen una pared celular gruesa hecha de peptidoglicanos y se tiñen de violeta.

• Las bacterias Gram – tienen una pared fina de peptidoglicanos entre la membrana plasmática y otra membrana exterior; al teñir se ven rosadas.

• Pueden ser aerobias, aerobias facultativas o anaerobias estrictas.

• Su multiplicación se puede dar por fisión binaria, gemación, fragmentación u otros mecanismos.

• Su genoma es considerablemente más pequeño y poseen pocos plásmidos.

DOMINIO BACTERIA

• EUBACTERIAS

• Son procariotas y poseen el ADNdistribuido por el citoplasma en unazona llamada nucleoide.

• Unicelulares y poseen ADN únicollamado cromosoma bacteriano.

• Su reproducción es asexual porfisión y presenta plásmidos , soloalgunos son por conjugación orepro sexual

• Son autótrofos - fotosintéticos yheterótrofos - parásitos obligados

• Pueden ser anaeróbicas y aerobias

• Las gramnegativas esta formada por peptidoglucano ( mureina) fosfolípidos y proteínas

• Las grampositivas esta formada por peptidoglucano, ácidos teicoicos y polisacáridos.

• Presentan ribosomas para la síntesis de proteínas

• Cocos

• Causan enfermedades a los hongos , plantas y animales.

• Se utilizan para la fabricación de medicamentos

• Bacilos

• Se usan en la elaboración de alimentos como yogurt , vinagre, telas, quesos y vinos.

• Estreptococos sífilis

• Causan enfermedades en cualquier órgano del cuerpo

Ejemplos de grupos de Bacterias

Fig. 27-16

UNIVERSALANCESTOR

Eukaryotes

Korarcheotes

Euryarchaeotes

Crenarchaeotes

Nanoarchaeotes

Proteobacteria

Chlamydias

Spirochetes

Cyanobacteria

Gram-positivebacteria

Do

main

Eu

kary

aD

om

ain

Arc

hae

aD

om

ain

Bacte

ria

PROTEOBACTERIA: Ej. Rhizobium• Bacteria que fija nitrógeno atmosférico.

• Vive en simbiosis con determinadas plantas (como por ejemplo las leguminosas) en su raíz, a las que aportan el nitrógeno necesario para que la planta viva y esta a cambio le da cobijo.

Rhizobium (flechas) dentro de lascélulas de la raíz de una leguminosa (TEM)

Enterobacterias

• Los miembros de esta familia forman parte de la microbiota del intestino (llamados coliformes) y de otros órganos del ser humano y de otras especies animales. Importantes en la descomposición de materia dentro de los intestinos de algunos animales.

• Con frecuencia se encuentran especies de enterobacterias en la bio-industria: para la fermentación de quesos y productos lácteos, alcoholes, tratamientos médicos, producción de toxinas en el uso de cosméticos, fabricación de agentes antivirales de la industria farmacéutica, etc.

Ejemplos de enterobacterias

Escherichia coli Salmonella

¿Cuál es la importancia de estas bacterias?

https://www.cdc.gov/

CIANOBACTERIA:

• Bacterias capaces de realizar fotosíntesis y fijación de nitrógeno; en ambientes acuáticos como terrestres.

• Las cianobacterias fueron los principales productores primarios de la biosfera. A través de la fotosíntesis inundaron la atmósfera de O2 hace unos 2.500 millones de años. Siguen siendo los principales suministradores de nitrógeno para las cadenas tróficas de los mares.

• En ambientes acuáticos pueden dan lugar a formaciones típicas conocidas como floraciones o blooms. Estas proliferaciones en masa ocurren en aguas eutróficas ricas en nutrientes (particularmente fosfatos, nitratos y amoníaco) bajo temperaturas medianamente altas (15 a 30 °C) y donde el pH oscila entre 6 y 9.

Nostoc

Anabaena

Células fotosintéticas

Heterocisto

CLAMIDIAS:

• Son parásitos intracelulares obligados de las células de los vertebrados.

• La infección por clamidias es uno de las enfermedades de transmisión sexual más comunes.

• Sin tratar puede causaresterilidad en la mujer.

ESPIROQUETAS:

• Bacterias Gram-negativas que tienen células alargadas y enrolladas helicoidalmente.

• Una especie patógena de Treponema es la responsable de causar sífilis.

BACTERIAS GRAM +:

• Ejemplos de bacterias gram positivo:

– Actinomicetos

– Bacillus anthracis, causante del anthrax

– Clostridium botulinum, causante del botulismo

– Staphylococcus y Streptococcus, algunos pueden ser patógenos

– Micoplasmas, las células más pequeñas que se conocen; no tienen pared cellular.

Ejemplo de bacterias gram +: Actinomicetos• Uno de los tipos más comunes de bacterias en el suelo, ayudando a

la descomposición de la materia orgánica en el suelo.

• También en la placa dental.

• Forman filamentos que se ramifican y producen esporas.

• Dos actinomicetos son responsables de la tuberculosis y la lepra.

• Algunas producen antibioticos comúnmente usados, como la estreptomicina.

Streptomyceshttps://en.wikipedia.org/wiki/Streptomyces

http://agriinfo.in/?page=topic&superid=5

&topicid=148

Antibiotics produced by Streptomyces:

http://www.sciencedirect.com/science/arti

cle/pii/S1413867012001341?np=y