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ARQUEAS. AMBIENTES EXTREMOS, Apuntes de Microbiología

Universidad Complutense de Madrid (UCM)Microbiología

Prof. Susana Serrano

Asignatura: Microbiologia (grado), Profesor: Susana Serrano (micro), Carrera: Biología, Universidad: UCM

Tipo: Apuntes

2012/2013

Subido el 04/12/2013

bio232 🇪🇸

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ARQUEAS. AMBIENTES EXTREMOS

Las arqueas son un grupo de procariotas que evolutivamente se han diferenciado de las

bacterias. Suelen encontrarse en ambientes difícilmente colonizables para otros organismos.

GRUPOS DE ARQUEAS

•Reino Euryarchaeota

•Halóﬁlas extremas

•Metanogénicas

•Thermoplasma

•Reino Crenarchaeota

•Hipertermóﬁlos y termoacidóﬁlos

•Reino Korarchaeota: este grupo evolutivo solo ha sido caracterizado

evolutivamente y se desconocen sus características.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

• Membrana:

• Poseen lípidos con enlaces tipo éter con el glicerol

• Bicapa

• Lípidos saturados y ramificados

• Determinadas arqueas, sobre todo las adaptadas a vivir a temperaturas extremas, poseen

lípidos que forman una monocapa. Esto es debido a que ambas moléculas de glicerol

están unidas covalentemente por el lípido. Reciben el nombre de tetraéteres diglicerol.

La monocapa confiere estabilidad y rigidez a la membrana.

• Pared celular. Gran diversidad, puede estar compuesta por:

• Heteropolisacáridos

▲Methanosarcina (glucosa, ácido glucurónico, galactosamina, acetato)

▲Halococcus (“+ grupos sulfato SO4 2-“)

• Proteinas o glicoproteínas (capa S)

▲Glicoproteinas (Halobacterium)

▲Proteínas (Methanococcus)

• Psudomureína/ Pseudoglucano

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Las Arqueas Microbiología

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ARQUEAS. AMBIENTES EXTREMOS

Las arqueas son un grupo de procariotas que evolutivamente se han diferenciado de las bacterias. Suelen encontrarse en ambientes difícilmente colonizables para otros organismos.

GRUPOS DE ARQUEAS

Reino Euryarchaeota
- Halófilas extremas
- Metanogénicas
- Thermoplasma
Reino Crenarchaeota
- Hipertermófilos y termoacidófilos
Reino Korarchaeota: este grupo evolutivo solo ha sido caracterizado evolutivamente y se desconocen sus características.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Membrana:
- Poseen lípidos con enlaces tipo éter con el glicerol
- Bicapa
- Lípidos saturados y ramificados
- Determinadas arqueas, sobre todo las adaptadas a vivir a temperaturas extremas, poseen lípidos que forman una monocapa. Esto es debido a que ambas moléculas de glicerol están unidas covalentemente por el lípido. Reciben el nombre de tetraéteres diglicerol. La monocapa confiere estabilidad y rigidez a la membrana.
Pared celular. Gran diversidad, puede estar compuesta por:
- Heteropolisacáridos ▲ Methanosarcina (glucosa, ácido glucurónico, galactosamina, acetato) ▲ Halococcus (“+ grupos sulfato SO 4 2-^ “)
Proteinas o glicoproteínas (capa S) ▲ Glicoproteinas (Halobacterium) ▲ Proteínas (Methanococcus)
Psudomureína/ Pseudoglucano

▲ N-acetil glucosamina y N-acetiltalosaminurónico con enlace β-1,3. ▲ (^) Cadena de aminoácidos: L-glutámico, L-alamina, L-lysina y L-glutámico.

Capa S:
- Envoltura superficial con estructura cristalina glicoproteica
- Funciones ▲ Tamiz molecular ▲ Trampa iónica ▲ (^) Adhesión y reconocimiento celular

AMBIENTES HIPERSALINOS. BACTERIAS HALÓFILAS

Ambientes con concentraciones de iones superiores a las del agua del mar. Hay dos tipos de ambientes salinos: Lagunas de evaporación solar o salinas: tienen como iones principales Na y Cl, los mismos que el agua de mar pero en mayor concentración. Lagos salados: los iones predominantes tienen la misma o distinta composición que los del agua de mar pero en mayor proporción. Metabolismo bacterias halófilas:

Son quimiorganoheterótrofas
Tienen un metabolismo respiratorio aerobio (fermentación o respiración anaerobia facultativa con nitratos o compuestos de azufre como aceptores de electrones).
Fotofosforilación Fotofosforilación (Halobacterium) Las bacterias halófilas tienen normalmente una coloración roja, cuando se encuentran en condiciones limitantes de oxígeno empiezan a tomar un color púrpura.

Aceptores de electrones: dióxido de carbono, acetato
Transportadores específicos
Fuente de carbono: autótrofas (CO2) facultativas (acetato)
Hay una gran variedad de tipos morfológicos
Uno de los transportadores (F420) presenta autoflorescencia
Algunas son termófilas e hipertermofilas (Methanococcus, Methanopyrus).

THERMOPLASMATALES

Incluye géneros como Thermoplasma que son ácidofilos (pH=2) y termófilos (Tª=55ºC), ferroplasma y picrophilus son acidófilas. Tanto Thermoplasma como Ferroplasma carecen de pared celular, y se parecen en este aspecto a los micoplasmas. Thermoplasma ha desarrollado evolutivamente una membrana citoplasmática de estructura única, que está compuesta por un material de tipo lipopolisacárido denominado lipoglicano, y también contiene glicoproteínas. Estas moléculas estabilizan la membrana de Thermoplasma frente a condiciones ácidas y temperaturas altas.

CRENARQUEAS HIPERTERMÓFILAS

Adaptaciones a la termofilia

Enzimas termoestables
Proteinas
- Modificaciones en la secuencia de aminoácidos y el plegamiento (chaperonas)
- Estabilización con azucares
Ac. Nucleicos
- Cromosoma de pequeño tamaño, estabilizado por proteínas
- 60-68% C + G, Bases modificadas en ARNt
Membrana
- Monocapas y bicapas lipídicas Hábitat La mayoría de arqueas hipertermófilas se han aislado de suelos o aguas calentados por energía geotérmica, que con que contienen azufre elemental y sulfuros y la mayoría de las especies metabolizan el azufre de una forma u otra.
Fuentes termales
Solfataras

Suelos ácidos Metabolismo energético
(^) Son anaerobios estrictos.
Su metabolismo de producción de energía puede ser quimiorganotrofo o quimiolitotrofo o ambos, y depende de diversos donadores y aceptores de electrones.
La energía se conserva durante los procesos respiratorios mediante la transferencia de electrones en la membrana citoplasmática, dirigida a la generación de la fuerza protón motriz, que se aprovecha para producir ATP por medio de ATPasas translocadoras de protones.
Muchas crenarqueas hipertermófilas crecen quimiolitotroficamente en condiciones de ausencia de oxígeno, con H 2 como donante de electrones y Sº o NO3-^ como aceptores de electrones.
Unas cuantas pueden oxidar H 2 de modo aerobio.
Respiración de H 2 con ion férrico como aceptor de electrones.
Oxidación de Sº y Fe 2+^ aeróbicamente o de Fe 2+^ aeróbicamente con NO 3-^ como aceptor de electrones.

Sulfolobus crece en manantiales termales ácidos, ricos en azufre, a temperaturas de hasta 90ºC (temperatura óptima: 70-80ºC) y pH 2-3. Es un quimiolitotrofo aerobio, que oxida H 2 S o Sº hasta H 2 SO 4 y fija CO 2 como fuente de carbono. Sulfolobus también puede crecer como