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**1. Características diferenciales de los principales grupos
- Bacterias fotosintéticas anoxigénicas. Clasificación y ecología** 2.1. Bacterias púrpuras (rojas) no del azufre 2.2. Bacterias púrpuras (rojas) del azufre 2.3. Bacterias verdes del azufre 2.4. Flexibacterias verdes **2.5. Heliobacterias
- Bacterias fotosintéticas oxigénicas. Clasificación y ecología** 3.1. Cianobacterias 3.2. Proclorales
Dra. M. Carmen Alonso
LECCIÓN 3
Bacterias fotótrofas
CARACTERÍSTICAS GENERALES
- Fotofosforilación (usan energía lumínica para sintetizar ATP)
- Pigmentos tipo clorofila o bacterioclorofila
- Suelen poseer carotenoides que protegen a los fotosistemas (absorben exceso de luz)
ANOXIGÉNICAS
- Donador de e-: compuestos reducidos de S, hidrógeno, o compuestos orgánicos
- Un fotosistema
- Bacterioclorofila (diversos tipos)
- Autótrofos o heterótrofos
OXIGÉNICAS
- Donador de e-: agua
- Dos fotosistemas
- Clorofila a
- Autótrofos (rara vez heterótrofos)
PÚRPURAS
- Carotenoides rojos
- Bacterioclorofila-a ó b
- Invaginación
- Transporte inverso
VERDES
- Carotenoides verdes
- Bchl-(c, d ó e)+a
- Clorosomas
HELIOBACTERIAS
- Carotenoides verdes
- Bacterioclorofila-g
- Membrana plasmática
CIANOBACTERIAS β-carotenos
- Clorofila-a
- Tilacoides
- Ficobilisomas PROCLORALES β-carotenos
- Clorofila-a y b
- Tilacoides simples
- No ficobilisomas
Fotosíntesis oxigénica
Los e-^ para la reducción de CO 2 proceden del NAD(P)H, que se produce por reducción del NAD(P) mediante e-^ procedentes del agua, produciéndose O 2 como producto de desecho
Eucariotas, cianobacterias y proclorales
Fotosíntesis anoxigénica
Potencial re-dox
Transporte inverso de electrones
Bacterias púrpuras (^) Bacterias verdes (^) Heliobacterias
Membrana plasmática
Placa basal
Clorosoma
Sistemas de membrana en bacterias verdes
(CLOROSOMAS)
Sistemas de membrana
Bcl-a
Placa basal
Centro de reacción (RC)
Bcl-c, Bcl-d o Bcl-e
Citoplasma
Periplasma
- Típicas de ambientes acuáticos (anoxia + luz)
- Lagos con estratificación térmica
- Lagos y embalses poco profundos
- Fuentes termales y manantiales sulfurosos (sobretodo las bacterias verdes no del S, hipertermófilas)
Bacterias fotótrofas
anoxigénicas
Ecología
Sedimento (anaerobio) Reductores de sulfato (resp. anaerobia)
SH 2
Fotótrofos anoxigénicos SO2- 4
Metabolismo (diverso)
Ambiente anaerobio y luz:
- Fotoheterótrofos (la moyoría)
- Fotoautótrofos auxótrofos
En oscuridad (aerobiosis/anaerobiosis):
Morfología: muy diversa
Bacterias fotótrofas anoxigénicas: púrpuras no del S
Ambiente anaerobio y luz:
- Fotoautótrofos , S como único donador de e-
- Producen depósitos de S intracelulares
Metabolismo
Morfología: muy diversa
En oscuridad:
- Mixótrofos o heterótrofos ( Thiocapsa )
Bacterias fotótrofas anoxigénicas: púrpuras del S
Característica No del S Del S
Flagelos (si los presentan) (^) Polares o peritricos Morfología Diversa
Metabolismo
Fundamentalmente FH Fundamentalmente FA Algunos FA (factores crecimiento) Algunos FH Algunos QO en oscuridad Fijación de CO 2 Ciclo de Calvin Donador de e-^ H 2 , SH 2 (a baja concentración) SH 2 , tiosulfato Depósitos de S Intracelularesa Géneros Rhodospirillum, Rhodobacter Thiocapsa, Chromatium
aexcepto Ectothiorhodospira y Halorhodospira FH: fotoheterótrofos; FA: fotoautótrofos; QO: quimiorganotrofos
Resumen
Bacterias púrpura fotótrofas anoxigénicas
Consorcio en bacterias verdes del azufre ( Chlorochromatium aggregatum)
- El consorcio responde a cambios en la intensidad de luz
- Existe comunicación entre el quimioorganotrofo y las bacterias verdes
- Sincronización entre la división de ambos tipos celulares
- Abundante en la termoclina de lagos de agua dulce (2/3 de la biomasa)
- Se produce entre una bacteria quimioorganótrofa móvil y un número variable (20-70) de bacterias verdes del azufre (epibiontes) Clorosomas
Bacilo quimioorganótrofo móvil de la familia Comamonadaceae
Filamentos
Ausencia de clorosomas en la zona de contacto, ¿un único espacio periplasmático?
Característica Heliobacterias
Movilidad Inmóviles o móviles por deslizamiento
Morfología Bacilos
Metabolismo Exclusivamente fotoheterótrofos
Tipo respiratorio Anaerobios estrictos
Endosporas Algunos forman endosporas
Géneros Heliobacterium, Heliobacillus, Heliophilum,
Heliorestis
Phylum Firmicutes, Gram-positivas
Bacterias fotótrofas anoxigénicas: heliobacterias
Suelen ser frecuentes en arrozales (condiciones anaerobias), especialmente las fijadoras de nitrógeno
Tipo Phylum Géneros Cianobacterias Cyanobacteria
Synechococcus Proclorales Prochloron
Bacterias fotótrofas oxigénicas
Clasificación
Ecología
Cianobacterias
- Ampliamente distribuidas : hábitats terrestres, marinos y dulceacuícolas
- Las fijadoras de N 2 pueden ser simbiontes de helechos y cicas. Algunas son el componente fotótrofo de líquenes
Proclorales
- Ambientes acuáticos. El género Proclorococcus parece ser el productor primario más abundante en el ambiente marino
CARACTERÍSTICA cianobacterias proclorales
Movilidad Vesículas de gas (planctónicas)/deslizamiento
Metabolismo
Fotoautótrofos (ciclo Calvin) Fotoheterótrofos (algunos, usan glucosa o sacarosa) Muchas fijan Nitrógeno
Fotoautótrofos (ciclo Calvin)
Géneros Synechococcus
Prochloron Prochlorococcus Prochlorotrix
Bacterias fotótrofas oxigénicas
Bacterias fotótrofas oxigénicas: cianobacterias
Ambiente aerobio y luz:
- La mayoría son fotoautótrofos (ciclo de Calvin)
- Algunas fotoheterótrofas
En oscuridad:
- Quimioheterótrofos (muy pocas especies)
Metabolismo
Grupos morfológicos
- Unicelulares, sueltas o agregadas. Fisión binaria
- Unicelulares. Fisión múltiple (colonial)
- Filamentosas con heterocistes
- Filamentosas sin heterocistes
- Filamentosas ramificadas
Acinetos
- Formas de reposo de pared engrosada por acumulación de polisacáridos hacia fuera de la pared celular
- Acumulan productos de reserva en el citoplasma
- Resisten desecación y congelación, pero no el calor
- Bajo condiciones óptimas se dividen dando lugar a filamentos
Hormogonios
- Fragmentos pequeños móviles originados por fragmentación de cianobacterias filamentosas o a partir de acinetos
Diferenciación celular en cianobacterias
Diferenciación celular en cianobacterias
Heterocistes
- Células especializadas en la fijación de nitrógeno. Características:
Dos envueltas adicionales: 1) capa laminada compuesta por dos glicolípidos específicos del heterociste, 2) capa externa de polisacárido Carecen de ficobilinas y fotosistema II. No fijan CO 2 Alta tasa de respiración Contienen nitrogenasa Comunicación con células vecinas
Separación fotosíntesis oxigénica/fijación N 2
Espacial (diferenciación)
HETEROCISTES
HETEROCISTES
Heterociste Células vegetativas (^) Células vegetativas
El nitrógeno fijado en el heterociste se exporta como glutamina a las células vecinas
El heterocite incorpora fotosintatos de las células vecinas como fuente de e-
