ARCHAEA Y EUBACTERIAS

Transcripción

1 ARCHAEA Y EUBACTERIAS A. El sistema de clasificación de tres dominios Bajo el nuevo sistema de tres dominios, basado en la comprensión de Carl Woese tenemos: dominio Archaea (correspondiente al Reino Archaebacterias), dominio bacteria (correspondiente al Reino Eubacteria) y dominio Eukarya (correspondiente a los reinos Protista, Fungi, Plantae y Animalia). La siguiente tabla resume las características claves para clasificar organismos en estos tres grandes grupos taxonómicos. El sistema de 3 dominio de la clasificación Dominio Archaea Bacterias Eukarya Reino Arqueobacterias Eubacterias Protista Hongos Plantae Animalia Tipo de célula Célula procariota Célula procariota Eucariontes Eucariontes Eucariontes Eucariontes Número de células Unicelulares Unicelulares Más unicelulares; algunos coloniales; algunos pluricelulares Más multicelulares; algunos unicelulares Más multicelulares; algunas algas unicelulares Multicelulares Célula Estructura celulares sin peptidoglicanos celulares con peptidoglicano celulares de celulosa en algunos; Algunos tienen cloroplastos celulares de quitina celulares de celulosa; cloroplastos Sin pared celular Nutrición Autótrofo o heterótrofo Autótrofo o heterótrofo Autótrofo o heterótrofo Heterótrofo Autótrofo Heterótrofo Ejemplos Metanogénicas; Halófilas Streptococcus Escherichia coli Ameba, paramecio, moldes del limo Hongos, levaduras Musgos, helechos, plantas con flores Esponjas, gusanos, insectos, peces, mamíferos B. Procariotas Una bacteria (singular de bacterias) es un organismo compuesto por una sola célula. La célula bacteriana es diferente de las células de organismos superiores en la estructura y composición química. Las bacterias son los procariotas, organismos unicelulares que carecen de un núcleo distinto. Además, procariotas carecen de otros organelos celulares, como cuerpos de Golgi, lisosomas, mitocondrias, retículo endoplasmático, entre otros. Por el contrario, un eucariota es una celda que contiene un núcleo organizado, unida a la membrana y otros organelos celulares. Diagrama 1: Estructura General de una célula procariótica

2 C. Clasificación de procariotas Procariotas son el tipo más pequeño y más abundante de forma de vida en la tierra. Hasta hace poco, los procariotas fueron colocados en un único reino, Monera. Más recientemente, los taxónomos han dividido procariotas en dos grupos muy distintos: Archaea y Bacteria. Estos dos grupos son tan diferentes unos de otros como los dos son de eucariotas. Debido a estas grandes diferencias, cada grupo de procariotas es un dominio separado, exclusivo. Los dos dominios de procariotas Dominio Archaea Procariotas primitivos Antiguo organismo Viven en ambientes hostiles - extremófilos Dominio bacterias Procariotas común Dominio mucho más grande Colección muy diversa de organismos Dominio Archaea Cuando se examina bajo un microscopio, las arqueas se parecen a las bacterias. Ambos son muy pequeñas, carecen de núcleos, y tienen paredes celulares. Sin embargo, hay diferencias importantes, como se resume a continuación. Características clave del dominio Archaea Diferencia Anaeróbico La pared celular y membrana Material genético Descripción Los archaea son anaerobios que significa no pueden sobrevivir en ambientes con oxígeno. Las paredes celulares de archaea carecen de una molécula llamada peptidoglicano, encontrado en la mayoría de las bacterias. Sus membranas celulares están compuestas de moléculas de lípidos ramificados, en lugar de moléculas de ácido graso de cadena lineal en la mayoría de las otra células. Las secuencias de ADN de varios genes clave archaea son más similares a eucariotas que las bacterias. Mayoría de los científicos cree que arqueas y eucariotas, están más estrechamente relacionados que las bacterias. Muchos archaea viven en ambientes muy severos, que incluyen pantanos estancados, aguas termales, lagos de sal y lodo anaerobio. Archaea se dividen en diferentes grupos en consecuencia: Metanógenas Producir gas metano; Grupo más grande Organismos extremófilos Halófilas Amante de la sal; realizar quimiosíntesis acidófilas Aman el ácido; capaces de mantener un citoplasma neutro Termófilas Amantes del calor; sobrevivir en manantiales de agua caliente de ebullición Termoacidófilas Las bacterias amantes del calor y del ácido.

3 Dominio bacterias El mayor de los dos dominios es la Bacteria, que se compone del Reino Eubacteria, que significa "bacterias verdaderas". Estos procariotas viven en condiciones menos duras que el archaea. Las bacterias incluyen una gama muy amplia de organismos que son tan diferentes entre sí que los taxónomos no están de acuerdo sobre exactamente cuántos filos necesarios para clasificarlos correctamente. Características del dominio bacterias Tamaño y forma Varían en tamaño desde 1 a 5 micrómetros; mucho más pequeños que las células eucariotas más. Vienen en una variedad de formas: En forma de varilla - bacilos En forma de esfera - cocos Forma de espiral - Espirilos. Plásmidos y fisión binaria Las células procariotas carecen de un núcleo limitado por una membrana y contienen una molécula circular de ADN llamado un plásmido. El plásmido se replica antes de la división celular, que ocurre por fisión binaria, donde la pared celular crece hacia adentro en el centro de la célula, pellizcando la célula en dos. Esto crea dos células idénticas Metabolismo Como todos los organismos procariotas necesitan energía, pero obtienen de diversas formas: Heterótrofo Fotoautótrofos Fotoheterótrofos Quimioautótrofos Tomar las moléculas orgánicas del ambiente para la energía Utilizar la energía de la luz para convertir el CO2 en compuestos de carbono Como heterótrofos, pero también utilizan energía de la luz como las plantas Utilizan energía de reacciones con amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etcetera. Método de movimiento Algunos procariotas no se mueven en absoluto. Otros procariotas se mueven por una rígida, estructura en forma de látigo llamado un flagelo. Otros se deslizan lentamente sobre una capa de capa de slime que secretan alrededor de sí mismos. Reproducción Todos procariotas replican asexualmente producir clones genéticos por fisión binaria. Sin embargo, muchos procariotas intercambiar información genética por Conjugación, donde forma un puente hueco entre dos células y un plásmido se mueve de una célula a otra Esto aumenta la diversidad genética de procariotas, y conduce a nuevas características Endosporas y cápsulas Cuando las condiciones ambientales se vuelven desfavorables para el crecimiento, muchas bacterias forman una endospora, que es una pared interna gruesa que encierra el ADN y algunas del citoplasma Las endosporas permiten que las bacterias sobrevivir en condiciones difíciles y pueden permanecer latentes durante meses o incluso años. Muchas enfermedades bacterianas implican endosporas, como el tétanos, el botulismo y el ántrax. Algunos patógenos crean una cápsula, una capa mucoide de polisacáridos en la pared celular, que es resistente a la detección inmune.

4 Formas de bacterias Diagrama 2: Formas comunes de bacterias y sus nombres D. Procariotas y enfermedad Como se mencionó anteriormente, algunas especies de bacterias causan enfermedades en los seres humanos, animales y plantas. Estas bacterias se denominan colectivamente patógenos y se les llama patógenos. Una enfermedad es cualquier condición que interrumpe el funcionamiento normal de las células del cuerpo. Cuando las bacterias patógenas invaden el cuerpo, que crean circunstancias que modifican negativamente el entorno de las células. Hay tres maneras principales que bacterias patógenas pueden hacer esto, como se resume en la siguiente tabla. 3 maneras de que las bacterias causan enfermedades Número elevado de bacterias Destrucción del tejido Toxinas Algunas bacterias se reproducen muy rápido. La cantidad de células de las bacterias en un área, como el intestino, puede causar enfermedad. Por ejemplo: E. coli (intoxicación alimentaria) Algunas bacterias son muy invasoras y se propagan a través de un tejido del cuerpo, descomponen y destruyen, causando enfermedad. Algunas especies de bacterias liberan toxinas, que son utilizadas por las bacterias como una defensa contra el sistema inmune, pero pueden causar daño a las células. Por ejemplo: M. lepra (lepra) Por ejemplo: C. tetani (tétanos) Enfermedades comunes causadas por bacterias tuberculosis Salmonella tétanos Peste bubónica cólera neumonía Del legionario estreptococos en la garganta fiebre tifoidea Enfermedad de Lyme lepra Chlamydia

5 E. Importancia de procariotas Contrariamente a la creencia popular, muchas especies de bacterias son útiles para los seres humanos, o al menos no tienen ningún efecto. Procariotas son esenciales en el mantenimiento de todos los aspectos del equilibrio ecológico en la tierra. Además, algunas especies tienen usos específicos en la industria humana. Varias funciones se resumen en la tabla a continuación. Usos de los procariotas Uso Descripción Ejemplo Descomponedores Productores Fijación de nitrógeno Fabricación en la industria Todo organismo vivo depende de materias primas para sobrevivir. Los procariotas descomponen los materiales de organismos muertos, regresándolo al medio ambiente. Procariotas fotosintéticos se encuentran entre los productores más importantes en la tierra. Cadenas de comida en todos los biomas depende de procariotas como productores de alimentos y biomasa. Todos los organismos necesitan nitrógeno para hacer proteínas y otras moléculas. Mientras que el N2 hay en un 80% de la atmósfera, sólo ciertos organismos, los procariotas, puede convertir N2 en formas útiles. Procariotas se utilizan en la producción de una variedad de alimentos fermentados, incluye mantequilla, queso y yogur. Además, muchas bacterias se utilizan para sintetizar fármacos y productos químicos a través de ingeniería genética. Bacteria llamada actinomicetos está presente en el suelo y en la descomposición de materiales como árboles caídos, donde se descomponen las moléculas orgánicas complejas en moléculas más simples, liberando hacia el medio ambiente. La Pequeña cianobacteria Prochlorococcus es el organismo fotosintético más abundante del mundo y representa más de la mitad de la O2 producido por los océanos. Las bacterias del género Rhizobium viven a menudo en una relación simbiótica dentro de nódulos unidos a las raíces de las leguminosas (guisantes, habas) donde convierten N2 atmosférico en una forma que es útil para estas plantas. Yogur es producido por la bacteria Lactobacillus, que se agrega a la leche pasteurizada. Las bacterias convierten la lactosa en la leche en ácido láctico, el cual lo espesa y le da su sabor característico.

6 INFORME - ARCHAEA Y EUBACTERIAS 1. Cuál es la similitud general entre los dominios Archaea y Eubacteria? 2. Cuáles son las principales diferencias entre células procariotas y células eucariotas? 3. Completar la tabla de resumen para describir cuatro características claves de Archaea. Características clave del dominio Archaea Anaeróbico La pared celular y membrana Material genético Organismos extremófilos 4. Completar la tabla de resumen para describir las cinco características de las bacterias. Características clave del dominio bacterias Tres formas generales Método de movimiento Plásmidos y fisión binaria Reproducción Endosporas

7 Pareo. Coincidir el nombre de la izquierda con el tipo de metabolismo. Tipo de metabolismo Descripción 5. Heterótrofo 6. Fotoautótrofo 7. Fotoheterótrofo A. Utiliza la energía de reacciones con amoníaco, sulfuro de hidrógeno, etc. B. Utiliza energía luminosa para convertir el CO2 en compuestos de carbono C. Como heterótrofos, pero también utiliza la energía de la luz como las plantas 8. Quimioautótrofo D. Toma las moléculas orgánicas del ambiente para la energía 9. Cuáles son tres maneras que los procariotas pueden causar enfermedad en organismos? 10. Resumir tres roles ecológicos de procariotas Funciones ecológicas que desempeñan procariotas 11. Muchos agricultores práctican "rotación de cultivos" mediante la plantación de un campo con maíz un año y la soja al siguiente año. La Rotación de cultivos resulta en suelos más fértiles y mayor rendimiento de las cosechas. Por qué es esto? 12. Supongamos que una nueva bacteria se descubre que es esférico en forma, sobrevive a la sequía mediante la formación de una pared externa gruesa y no pueden sobrevivir sin oxígeno. Con los términos del vocabulario de esta lectura, describir a qué dominio pertenece esta especie y explicar por qué.