Diapositivas hojas.
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Instituto Tecnológico de Cd. Altamirano. LIC. EN BIOLOGÍA ALUMNO: JESÚS HERRERA BELTRÁN. PROFESORA: ERIKA OROPEZA BRUNO.
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Instituto Tecnológico de Cd. Altamirano.
LIC. EN BIOLOGÍA
ALUMNO:
JESÚS HERRERA BELTRÁN.
PROFESORA:
ERIKA OROPEZA BRUNO.
HALOFILOS EXTREMOS.
Las arqueas halófilas extremas constituyen un grupo diverso de procariotas
Que habitan ambientes de elevada salinidad.
El termino halófilo extremo se usa para indicar no solamente que estos organismos
Son halófilos, sino para indicar que requieren obligatoriamente altas concentraciones de
sal.
-Los ambientes hipersalinos están bastante extendidos por todo el
mundo, pero los extremadamente hipersalinos
Son mas bien raros.
-la mayoría de estos se encuentran en zonas calientes y secas.
Las salinas marinas son también buenos habitat para los
Procariotas halófilos extremos.
Como se sabe, las salinas son agua de mar estancada que se
evapora lentamente por acción del sol.
Un organismos halófilo extremo es aquel que requiere al menos 1,5
M de NaCl; la gran mayoría de las especies requieren 2-4 M para el
crecimiento optimo. Todos los halófilos extremos pueden crecer a
5,5 M.
los halófilos se agrupan segúnsus requerimientos de sal:
Halófilos débilesCrecimiento óptimo a 2-5% deNaCl.
Halófilos moderados Crecimiento óptimo a 5-20%de NaCl.
Halófilos extremos Crecimiento óptimo a 20-30%de NaCl.
Las salinas marinas son también buenos
hábitat para los procariotas halófilos
extremos. A medida que la salina se
aproxima a una concentración mínima de
sales para permitir el crecimiento de los
halófilos extremos, las aguas se vuelven
de color rojizo debido al crecimiento
masivo de arqueas halófilas
-Un gran numero de euryarchaeota produce
metano como una parte integral del
metabolismo.
-Se denominan metanogenos y al proceso de
formacion de este gas metanogenesis.
-El metano fue inicialmente descubierto y
denominado como aire combustible por el
fisico italiano alessandro volta quien lo
extraia de los sedimentos pantanosos y
demostro que era inflamable.
-Experimento volta.
Diversidad y fisiología de los metanogenos:
-Se han descrito una gran variedad de tipos morfológicos de metanogenos.
- su taxonomía se basa tanto en características fenotípicas como
filogenéticas, siendo además posible el reconocimiento de diversos ordenes que
agrupan familias bien definidas de bacterias metanogenicas.
-Estructuralmente son celulas procariotas que poseen diversos tipos de paredes
celulares que incluyen la seudomureina que presentan las paredes celulares de
methanobacterium.
El metano fue inicialmente descubierto
y denominado como “aire
combustible”, por el físico italiano
Alessandro Volta quien lo extraía de los
sedimentos pantanosos y demostró que
era inflamable.
Existen al menos 11 sustratos suseptibles
de ser metanizables por cultivos puros de
matanobacterias estos sustratos no
incluyen los sustratos comunes como
glucosa o ácidos orgánicos (excepto el
acetato) o ácidos grasos. Se resumen las
reacciones cooperativas que están
implicadas en la metanogenesis y que
muestran que, virtualmente, cualquier
sustrato orgánico puede ser convertido en
metano y anhídrido carbónico.
Se dice que ya esta terminada la
secuencia completa del genoma de
metanocaldococcus jannaschii. El análisis
que constituyen un cromosoma circular y
que contiene 1.700 genes, predice la
presencia de genes típicos de la
metanogenesis. Es interesante que los
genes del metabolismo central y de
división celular recuerdan a los de
batería, pero los de la transcripción y
traducción recuerdan a los de eucariotas.
Estos hallazgos apoyan el árbol evolutivo
de la vida que contempla al dominio
archaea posicionado entre los dominios
bacteria y eukarya.
13.5 THERMOPLASMATALES: THERMOPLASMA, FERROPLASMA Y PICROPHILUS.
Una linea filogeneticamente diferente de archaea contiene tres
procariotas termofilos y acidofilos extremos.
-Estos organismos se encuentran entre los mas acidofilos de todos los
procariotas conocidos y en el caso del picrophilus puede incluso crecer
por debajo de ph 0.
-Forman su propio orden y los denominamos thermoplasmatales.
-Thermoplasma es un quimioorganotrofo que crece
optimamente a 55 grados C. y ph 2 en medios complejos. Se
han descrito 2 especies: t. acidophilum y t. volcanicum.
-Ferroplasma es un quimiolitotrofo relacionado a
thermoplasma. Carece de pared celular y es acidofilo no es
termofilo y crece a 35 grados C. ferroplasma oxida ion ferroso
a ferrico.
-La acidofilia extrema de ferroplasma hace que el ph de su
habitat disminuya hasta volverse extremadamente bajo.
-Picrophilus un pariente filogenetico de thermoplasma y
ferroplasma es picrophilus. Es mas acido que los otros 2 crece
optimamente a ph de 0,7 y son capaces de crecer a valores de
ph de 0,06 picrophilus.
Thermoplasma.
Ferroplasma.
picrophilus.
Thermoplasma
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Filo: Euryarchaeota
Clase: Thermoplasmata
Orden: Thermoplasmatales
Familia: Thermoplasmataceae
Género: Thermoplasma
Especies
T. acidophilum Darland et al., 1970
T. volcanium Sergerer et al., 1988
Ferroplasma
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Filo: Euryarchaeota
Clase: Thermoplasmata
Orden: Thermoplasmatales
Familia: Ferroplasmaceae
Género: Ferroplasma
Especie
F. acidophilum Golyshina et al., 2000
Picrophilus
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Filo: Euryarchaeota
Clase: Thermoplasmata
Orden: Thermoplasmatales
Familia: Picrophilaceae
Género: Picrophilus
Especies
P. oshimae Schleper et al., 1996
P. torridus Schleper et al., 1996
13.6 EURYARCHAEOTA HIPERTERMOFILOS: THERMOCOCCALES Y METHANOPYRUS.
-Algunos euryarchaeota crecen en ambientes termofilos e incluso
algunos son extremadamente termofilos los que crecen con
temperaturas optimas de 80 grados C.
-Dos de estos thermococcus y pyrococcus presentan caracteristicas
fenotipicas muy semejantes a las de los crenarchaeotas
termofilicos.
Thermococcales
Scientific classification
Domain: Archaea
Kingdom: Euryarchaeota
Phylum: Euryarchaeota
Class: Thermococci
Order: Thermococcales
Family
•Thermococcaceae
Synonyms
•Thermococcales Zillig et al. 1988
Clasificación de los thermococcales.
Methanopyrus
Methanopyrus kandleri
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Filo: Euryarchaeota
Clase: Methanopyri
Orden: Methanopyrales
Familia: Methanopyraceae
Género: Methanopyrus
Especies
M. kandleri
Methanopyrus es un género de microorganismos metanógenos del
dominio Archaea. Comprende una única especie descrita, M.
kandleri. Es un hipertermófilo descubierto en las paredes de
una fuente hidrotermal en el Golfo de California a una profundidad
de 2000 m y a temperaturas de 84-110 °C. Llegando a alcanzar el
récord de supervivencia a más alta temperatura, 122ºC. Vive en un
ambiente rico en hidrógeno y dióxido de carbono y como otros
metanógenos reduce estos compuestos a metano. Se clasifica en el
filo Euryarchaeota en su propia clase.
Euryarchaeota
Methanopyrus kandleri
Clasificación científica
Dominio: Archaea
Filo: EuryarchaeotaWOESE, KANDLER & WHEELIS, 1990
Clases
•Archaeoglobi
•Halobacteria
•Methanobacteria
•Methanococci
•Methanomicrobia
•Methanopyri
•Thermococci
•Thermoplasmata
THERMOCOCCUS Y PYROCOCCUS.
-Thermococcus es un euryarchaeota termofilico esferico, propio de ambientes anoxicos
de aguas termales en muchas partes del mundo.
-Tiene un penacho de flagelos, es anaerobio estricto y quimioorganotrofo que crece a
expensas de proteinas u otras fuentes complejas. Crece a temperaturas entre 70-95
graados C.
-Pyrococcus es semejante morfologicamente a thermococcus. Significa literalmente
bola de fuego.
-Requiere de temperaturas mas altas para su crecimiento, llegando hasta los 106
grados C. estando el optimo a 100 grados C.
-Methanopyrus es un bacilo hipertermofilo que genera metano. Submarino y chimeneas
negras.
-Methanopyrus produce metano unicamente y crece rapidamente con tiempos de
generacion inferiores a una hora y su temperatura optima es de 100 Grados C.
Curiosamente ninguno de estos microorganismos son reductores de
sulfato. Sin embargo un euryarchaeota hipermofilo, archaeoglobus, es un
verdadero reductor de sulfato y forma de un linaje filogeneticamente
distinto de los euryarchaeota.
Archaeoglobus fue aislado de sidimientos marinos
calientes cerca de una fuente hidrotermal y acopla la
oxidacion de hidrogeno, lactato, pirubato, glucosa o
compuestos organicos con la reduccion de sulfato a
sulfidrico.
-Las celulas de archaeoglobus son cocos irregulares y
crecen bien a 83 grados C. sin embargo, una de las
caracteristicas mas llamativas es su relacion con
metanogenos.
-Archaeoglobus contiene trazas de estos coenzimas y
sus cultivos producen pequeñas cantidades de este
gas.
Está relacionado con Archaeoglobus, solo
que no es capaz de reducir el sulfato.
Fue aislado en chimeneas hidrotermales
submarinas y crece óptimamente a 85°C.
No puede crecer a temperaturas inferiores
a 65 ºC ni a superiores a 95ºC. La célula
posee una pared celular de tipo capa
S y flagelos
Es un quimiolitotrofo oxidante de hierro y
obtiene su energía de la oxidacion de ion
ferroso a ion férrico acoplada a la
reduccion de nitrato a nitrito además de
oxido nitroso.
III PHYLUM CRENARCHAEOTA.
Los crenarchaeota son filogenéticamente diferentes de los euryarchaeota
y contienen organismos que viven en ambos extremos de la temperatura:
agua hirviendo o hielo.
-Habitan en medios terrestres, manantiales ricos en azufre, barro hirviente
y suelos de hasta 100 grados C.
-Pueden tener valor de ph muy acido debido a la produccion de acido
sulfurico debida a la oxidacion biologica del azufre o de los sulfuros.
Los hipertermofilos pueden aislarse en cualquiera de estos phs, unque
la mayoria tienen predileccion por valores 5-8 de ph.
-ademas de estos habitat naturales, tambien se aislan en obras del
hombre como son las salidas de agua caliente de las plantas
geotermicas de produccion de energia.
-En medios terrestres.
-Manantiales ricos en azufre.
-Barro hirviendo
-Suelos de hasta 100 grados C.
-Zonas profundas de la corteza terrestre.
-Reservorios profundos de petróleo.
Pueden tener valor de PH muy acido
debido a la producción de acido sulfúrico
debida ala oxidación biológica del azufre o
de los sulfuros a estos puntos se les
conoce como sulfataras y se encuentran
distribuidas por todo el mundo.
METABOLISMO ENERGETICO.
Los crenarchaeotas hipertermofilos son
anaerobios estrictos.
-Su metabolismo energético puede ser
bien quimioorganotrofo o quimiolitotrofo.
-La fermentación es rara y la mayor parte
de las estrategias bioenergéticas son
respiraciones aerobias o anaerobias.
-La conservación de la energía en estos
procesos respiratorios tiene lugar por los
mismos mecanismos generales que los
vistos para bacteria.
13.9 HIPERTERMOFILOS DE HABITAT TERRESTRE VOLCANICOS: SULFOLOBALES Y THERMOPROTEALES.
Los habitat volcanicos pueden tener temperaturas de hasta 100 grados C. y por lotanto
Aptos para el desarrollo de archaea hipertermofilos.
-Sulfolobus
-Acidianus
Sulfolobales
-Crece en manatiales calientes ricos en azufre.
-Temperaturas de hasta 90 grados C.
-ph de 1-5
-Es quimiolitotrofo
-Puede crecer tambien quimioorganotroficamente.
-Sus celulas son mas o menos esfericas pero con lobulos sondas fluorescentes.
Los generos thermoproteus y termophilum poseen celulas baciliares que
habitan manantiales calientes neutros o ligeramente acidos.
-las celulas del primero son bacilos rigidos de 0,5 micrometros de diametro y
de longuitud muy variable desde 1-2 micrometros hasta 70-80mm de largo.
-Los filamentos de thermophilum son mas finos, algunos de 0,17-,35
micrometros de ancho con longuitudes de hasta 100 micrometros.
-Son anaerobios
-La mayoria de los aislados de thermoproteus pueden crecer
quimiolitotroficamente.
Los géneros thermoproteus y
thermophilum posen células bacilares que
habitan en manantiales calientes neutros
o ligeramente ácidos.
Thermoproteus
Las células son bacilos rígidos de 0.5
micrómetros de diámetro y longitud muy
variable de 1-2 micrómetros hasta 70-80
micrómetros de largo.
Thermoproteus
Pueden crecer quimiolitotroficamente
sobre hidrogeno o
quimiooorganotroficamente sobre
sustratos complejos tales como extracto de
levadura ,almidon, glucosa, etanol,
melato,formato.
Thermoproteus.
Termoacidófilo
Anaerobio estricto.
Autotrofo, fija CO2 y CO
Lodos de manantiales calientes
13.10 HIPERTERMOFILOS DE HABITAT VOLCANICOS SUBMARINOS: DESULFUROCOCCALES.
Otros miembros notables de este grupo de
hipertermofilos incluyen
Desulfurococcus, genero que da nombre al
orden Desulforococcales.
-Es anaerobio estricto reductor de azufre
elemental como pyrodictium.
-Temperatura potima ronda los 85 grados C
-Pyrobaculum es fisiologicamente unico.
-Algunas especies pueden respirar aerobica
como anaerobicamente con nitrato, ion ferrico.
Ignicoccus es un hipertermofilo nuevo que aparece contener
una membrana externa verdadera semejante a la membrana
externa presente de bacteria. La membrana externa de
ignicoccus es poco habitual, en el sentido de que se forma a
cierta distancia del citoplasma de la celula, lo que genera un
espacio periplasmico muy grande.
Los ecosistemas marinos representan un
70% de la superficie la de la Tierra. Con
estas dimensiones encontramos una
diversidad de hábitats y microorganismos
abundantes, que tienen una gran
importancia biológica y
geológica, ambiental, alimenticia y
económica.
Microorganismos marinos
La presión hidrostática afecta a todos los
microorganismos, pero solo algunos son
capaces de soportar altas presiones
marinas. Estos microorganismos se
pueden dividir en bacterias barotolerantes
y barófilas. Mientras que las bacterias
barotolerantes crecen a presión
atmosférica y toleran presiones de hasta
400 atm, las bacterias barófilas crecen
óptimamente a 400 atm. Las bacterias
barófilas las podemos clasificar en
moderadas y extremas.
Podemos clasificar los ecosistemas
marinos en: las zonas costeras (estuarios
y marismas) abundantes en
microorganismos y nutrientes, con
condiciones ambientales variables, y
donde más predomina la contaminación; el
mar abierto, donde hay una gran escasez
de nutrientes y los organismos se adaptan
a la oligotrofia, y que puede dividirse en la
zona fótica y afótica (con y sin organismos
fotosintéticos respectivamente); y el fondo
marino, con altas presiones, baja
temperatura y rico en nutrientes por efecto
de la sedimentación.
13.11 ESTABILIDAD TERMICA DE LAS BIOMOLECULAS.
La estabilidad de las proteinas del DNA de los
hipertermofilos es critica para su supervivencia a altas
temperaturas. La composicion de aminoacidos de
estas proteinas no nos indica nada inusual.
De hecho muy a menudo tienen las mismas
caracteristicas estructurales que sus equivalentes de
bacterias mesofilas. Sin embargo hay que indicar que
las proteinas termofilicas tienden a tener nucleos
hidrofobicos, que probablemente dan mas estabilidad
intriseca a la proteina.
Como todas las celulas los hipertermofilos
producen chaperoninas ( proteinas de choque
termico) que funcionan para reconfigurar al menos
parcialmente, proteinas desnaturalizadas.
13.12 ARCHAEA HIPERTERMOFILOS Y EVOLUCION MICROBIANA.
Un aspecto interesante respecto a
archaea es la razon por la que con
tanta frecuencia habitan en ambientes
extremos.
En la tierra primigenia existieron ambientes
extremos como ocurre en la actualidad, y fue
en esos ambientes que pudo aparecer la
vida.
En el tiempo en que evoluciono por vez primera
la vida en la tierra, esta era seguramente mucho
mas caliente que en la actualidad. Por ello, los
hipertermofilos, en particular, pueden
considerarse como los mejores candidatos a ser
los representantes de las primeras formas de vida
en la tierra.
HIDROGENO COMO FORMA
DE ENERGIA PRIMITIVA
El hidrogeno se encuentra implicado en el
marco metabólico de este grupo de
bacterias.
Muchas archaea crecen anaeróbicamente
con hidrogeno como donadores de
electrones y uno mas aceptores de
electrones.
La diversidad de la archaea hipertermofilas
oxidantes de hidrogeno en la actualidad y
el hecho de que muchas bacteria
mesofilas (parientes de muchos
oxidadores de H2) señalar que evoluciono
de la oxidación del H2 fue un éxito en la
evolución del metabolismo.
KORARCHAEOTA
Fueron descubiertas mediante muestreo filogenético de las comunidades microbianas en un manantial caliente de Yellowstone ( estanque Obsidiana)
Aun no ha sido incluido de forma oficial como grupo taxonómico
Ya se pueden cultivar en el laboratorio (cultivos mixtos)
Son hipertermófilos
Su cercanía a la base del árbol filogenético muestra su antigüedad
Su estudio puede revelar datos importantes sobre las formas de vida en la tierra primitiva
