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Brock: Biology of Microorganisms
Capítulo 12: BACTERIA
Capítulo 13: ARQUEAS
Novena Edición 2001
Décima Edición 2003
Defferibacter: anaerobios obligados,
fermentadores, otros respiran hierro
(respiración anaerobia).
…en otros respiradores anaerobios (ej. nitrato) suelen ser facultativos
Cytophaga: grupo de largos bacilos
delgados con extremos punteagudas que se
mueven por desplazamiento “gliding”;
muchas degradan polisacáridos
como celulosa sin secretar
exoenzimas.
Verrucomicrobia: Amplia distribución
incluyendo ambientes acúaticos, terrestres,
marinos y agrícolas; con apéndices
citoplásmicos tipo prosteca.
Nitrospira: aerobio, quimiolitotrofo
oxidador de nitrito (autotrofo, fijador de
CO2); también Leptospirillum, bacteria
oxidadora de hierro presente en
zonas mineras causando
drenaje ácido minero.
Thermodesulfobacterium: bacteria
termófila reductora de azufre.
“Deeply Branching
Hyperthermophilic
Bacteria”
Aquifex/Hydrogenobacter
Quimiolitotrofas (H2)
Aerobias
Termofílicas
Thermatoga
...Thermotoga (único género descrito)
...aislado de sedimentos marinos geotermalmente
...anaerobio estricto (fermentador)
...crecimiento 55 a 90oC, óptimo a 80 oC
...lípidos especiales de largas cadenas de ácidos grasos
...filogenéticamente distanciado de otras bacterias
Metabolismo dependiente de LUZ
 Eucariotas: Fotosíntesis oxigénica, fotoautotrofos.
 Arqueas: Halobacterium y la membrana púurpura (ATP bajo
condiciones anaerobias).
 Bacterias:
– Cianobacterias
– Bacterias Gram positivo: Heliobacterias
– Bacterias Fototróficas
•
•
•
•
Bacterias verdes sulfurosas
Bacterias verdes no-sulfurosas
Bacterias púrpuras sulfurosas
Bacterias púrpuras no-sulfurosas
Fotosíntesis
Bacterias Verde NO-Sulfurosas
...grupo de Chloroflexus
...fenéticamente parecido a Bacterias verdes sulfurosa
(pigmentos, fisiología y estructura), pero
filogenéticamente NO
...incluye dos géneros de bacterias no fotosintéticas
(Herpetosiphon y Thermomicrobium)
...la naturaleza generalizada del carácter termofílico de muchos
del grupo parece sugerir que este carácter es más
importante en definir su posición filogenética
Bacterias FOTOTROFICAS
Bacterias Verde NO-Sulfurosas
 Bacterioclorofilas a y c
 Aparato fotosintético parcialmente localizado en
clorosomas cuando crecen anaeróbicamente
 Donante de electrones: variedad de azúcares,
amino ácidos y otros orgánicos
 Tipo fotosíntesis: anoxigénica
 Fotoheteroorganotrofos, fotoautotrofos (en
ocasiones) y quimiorganotrofos (cuando crecen
aeróbicamente en la oscuridad)
 Motilidad por desplazamiento (Gliding)
 53-55 %GC
Bacterias Verdes-Sulfurosas
...fototróficas
...Chlorobium (no mótiles), Chloroherpeton
(motilidad por desplazamiento)
...pigmentos únicos y clorosomas (asimilación de
luz)
Géneros principales de bacterias púrpuras “fotosintéticas”*
Alfa:
Rhodospirillum*, Rhodopseudomonas*, Rhodobacter*,
Rhodomicrobium*, Rhodovulum*, Rhodopila*, Rhizobium,
Nitrobacter, Agrobacterium, Aquaspirillum,
Hyphomicrobium, Acetobacter, Gluconobacter,
Beijerinckia, Paracoccus, Pseudomonas (algunas especies)
Beta:
Rhodocyclus*, Rhodoferax*, Rubrivivax*, Spirillum,
Nitrosomonas, Sphaerotilus, Thiobacillus, Alcaligenes,
Pseudomonas, Bordetella, Neisseria, Zymomonas
Gamma:
Chromatium*, Thiospirillum* y otras bacterias púrpuras
sulfurosas*, Beggiatoa, Leucothrix, bacterias entéricas,
Legionella, Azotobacter, especies de Pseudomonas
fluorescentes, Vibrio
Delta:
Myxococcus, Bdellovibrio, Desulfovibrio y otras bacterias
reductoras de azufre, Desulfuromonas
Epsilon:
Thiovulum, Wolinella, Campylobacter, Heliobacter
*Mas allá del nombre, la moyoría de estas bacterias no son fotosintetizadoras.
Se incluye un asterístco (*) al final del nombre de representantes fototrofos .
Bacterias FOTOTROFICAS
Bacterias púrpura sulfurosas
 Bacterioclorofilas a ó b.
 Aparato fotosintético contenido en complejos
membranosos esféricas o laminales contínuos
con la membrana plasmática.
 Donante de electrones: H2, H2S, S.
 Tipo fotosíntesis: anoxigénica.
 Deposición de S; dentro de la célula.
 Anaerobios obligados.
 Fotolitotrofos.
 Mótiles con flagelo polar; algunos tienen flagelos
peritríqueo.
 45-70 %GC
Bacterias Verdes-Sulfurosas
...fototróficas
...Chlorobium (no mótiles), Chloroherpeton
(motilidad por desplazamiento)
...pigmentos únicos y clorosomas (asimilación de
luz)
Bacterias FOTOTROFICAS
Bacterias Verde-Sulfurosas
 Bacterioclorofilas a, más c, d, y e
 Aparato fotosintético parcialmente localizado en
clorosomas que están independiente de la
membrana plasmática
 Donante de electrones: H2, H2S, S
 Tipo fotosíntesis: anoxigénica
 Deposición de S; fuera de la célula
 Anaerobios obligados
 Fotolitotrofos
 No-mótiles, algunas con vacuolas de gas
 48-58 %GC
Bacterias fototróficas
Bergey’s Manual of Systematic
Bacteriology. Sección 18, Volumen 3:
1635-1709.
Deinococales
...dos géneros principales descritos:
a. Deinococcus: gram positiva y altamente resistentes
a radiación
b. Thermus: gram negativa, heterotrofa, termofílica
...pared celular atípica que contiene ornitinina
en vez de ácido diaminopimélico en el
peptidoglícano
Deinococcus
Usualmente esféricas
(pares/tétradas); no-mótiles ni
formadores de esporas; gram
positiva; altamente resistentes a
radiación ionizante y UV;
respiradores aerobios
quimiorganotrofos; contienen
membrana externa.
Thermus
0.5-0.8 µm X 5-10 µm; filamentos de 20-
200 µm bajo ciertas condiciones de
crecimiento; no mótiles ni esporas; Gram
negativas, usualmente pigmentadas;
aerobios; 70-75 oC; GC 61-71%.
Thermus aquaticus (“Type culture” aislado
de “hots springs”)(Brock & Freeze, 1969).
Espiroquetas
... Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira, Cristispira.
...vividores libres o asociados a hospederos (patógenos).
Morfología helical, gram negativo, mótiles, 0.1-3.0 µm X
5-250 µm, unicelulares (quizás una excepción
[Spirochaeta plicatilis]). Multicapas membranosas
(envoltura externa). Flagelo periplásmico (filamentos
axiales); 2-100/célula.
Quimiorganotrofos: carbohidratos, amino ácidos, ácidos
grasos (fuentes de carbono); anaerobios
(fermentación), facultativos y aerobios. GC: 25-65%.
Características
Spirochaeta
Vividor libre
+
Asociado a hospedero
Aerobio obligado
Anaerobio obligado
+
Facultativo anaerobio
+
Fuente de
energía/carbono:
Carbohidratos
+
Amino ácidos
Acidos grasos largos
Mol% GC
51-65
Crisispira Treponema Borrelia
+
+
+
+
+
-
+
+
25-54
+
Leptospira
+
+
+
-
+
35-53
Bacteroides/Flavobacterias
...gram negativas
...dos linajes:
a.Bacteroides y Fusobacterium, anaerobios estrictos,
principalmente bacilos fermentadores
b.Flavobacterium: Cyrophaga, Flexibacter,
Sporocytophaga y Saprospira, principalmente
respiradores aerobios, bacilos o filamentosos,
motilidad por desplazamiento
Planctomycetos
...Planctomyces y Pirella
...reproducción por gemación
...no tienen pared celular de peptidoglícano
...pared celular compuesta por proteínas
...aerobios
...requieren medios diluídos para crecer
…típicas de ambientes acuáticas
ASM News67:456 (2001)
[SOBRE ANAMOX]
Clamidias
...hasta hoy, consiste de especies parasíticas
intracelulares obligadas (evolución
degenerativa)
... pared celular tipo Gram negativo, pero no
de peptidoglícano
...Chlamydia sp.
…enfermedades sexualmente transmitidas o
patógenos aéreos
…tiempos de generación de 2 a 3 horas
Cianobacterias
...actualmente se agrupan principalmente por
caracteres morfológicos
...filamentosas y ramificadas (filogenéticamente
coherente)
...unicelulares (filogenéticamente diversas)
...algunas forman heterocistos (fijación de N 2)
…algunas producen akinetos
...algunas almacen un polímero de asp-arg
(cianoficinas)
...posiblemente precursores de plastidio eucariota
Cianobacterias
...actualmente se agrupan principalmente por
caracteres morfológicas
...filamentosas y ramificadas (filogenéticamente
coherente)
...unicelulares (filogenéticamente diversas)
...algunas forman heterocistos (fijación de N 2)
…algunas producen akinetos
...algunas almacen un polímero de asp-arg
(cianoficinas)
...posiblemente precursores de plastidio eucariota
Grupo
Grupo I
Unicelulares; células
sencillas o agregados
celulares
Grupo II
Pleurocapsalean; se
reproducen formando
pequeñas células esféricas
llamadas baeocitos
producidos por fisión
binaria múltiple
Género
Gleothece, Gloeobacter,
Synechococcus, Cyanothece,
Gleocapsa, Synechocystis,
Chamaesiphon
Dermocarpa, Xenococcus,
Dermocarpella, Pleurocapsa,
Myxosarcina, Chroococcidiopsis
Grupo III
Oscillatorian; filamentosas
que se dividen en un plano Oscillatoria, Spirulina, Arthrospira,
sencillo por fisión binaria
Lyngbya, Microcoleus,
Pseudanabaena
Grupo IV
Nostocalean; células
filamentosas que producen Anabaena, Nostoc, Calothrix,
heterocistos
Nodularia, Cylinodrosperum,
Scytonema
Grupo V
Ramificadas; las células se
dividen formando
Fischerella, Stigonema,
ramificaciones
Chlorogloeopsis, Hapalosiphon
Bacterias Gram Positivo
...cocos y bacilos (con excepción de
Deinococcus, este es un grupo
filogenéticamente coherente)
...incluye formadores de endoesporas, bacterias
ácido lácticas, la mayoría de los cocos
aerobios y anaerobios, corineformes,
actinomicetos y la mayoría de las
micoplasmas quienes están relacionadas a
Clostridium, pero sin pared celular
...Heliobacterias, fotosintéticas
Géneros principales de bacterias gram positivas
Grupo de bajo contenido de GC: Clostridium y relativos
Clostridium, Bacillus, Thermoactinomyces, Sporosarcina,
Acetobacterium, Streptococcus, Peptococcus,
Lactobacillus, Staphylococcus, Ruminococcus,
Mycoplasmas, Acholeplasma, Spiroplasma
Grupo de alto contenido de GC: Actinomicetos
Actimyces, Bifidobacterium, Propionibacterium,
Streptomyces, Nocardia, Actinoplanes, Arthrobacter,
Corynebacterium, Mycobacterium, Micromonospora,
Frankia, Cellulomonas, Brevibacterium
Subdivisión fotosintética:
Heliobacterium, Heliospirillum, Heliobacillus
Bacillus anthracis
Koch (1876-77)
Demuestra B. anthracis es
agente infeccioso.
Pasteur (1881)
Desarrolla vacuna.
Infecciones en la piel (exposición externa)
Infecciones pulmonales (inhalación esporas)
Infecciones gastrointestinales (ingestión)
Requiere B1 (Thiamine) para crecer.
Proteobacterias
...el grupo fisiológico más diverso
...consiste de cinco subdivisiones reconocidas:
alfa, beta, gamma, delta y epsilon
...organotrofos y litotrofos
Géneros principales de bacterias púrpuras “fotosintéticas”*
Alfa:
Rhodospirillum*, Rhodopseudomonas*, Rhodobacter*,
Rhodomicrobium*, Rhodovulum*, Rhodopila*, Rhizobium,
Nitrobacter, Agrobacterium, Aquaspirillum,
Hyphomicrobium, Acetobacter, Gluconobacter,
Beijerinckia, Paracoccus, Pseudomonas (algunas especies)
Beta:
Rhodocyclus*, Rhodoferax*, Rubrivivax*, Spirillum,
Nitrosomonas, Sphaerotilus, Thiobacillus, Alcaligenes,
Pseudomonas, Bordetella, Neisseria, Zymomonas
Gamma:
Chromatium*, Thiospirillum* y otras bacterias púrpuras
sulfurosas*, Beggiatoa, Leucothrix, bacterias entéricas,
Legionella, Azotobacter, especies de Pseudomonas
fluorescentes, Vibrio
Delta:
Myxococcus, Bdellovibrio, Desulfovibrio y otras bacterias
reductoras de azufre, Desulfuromonas
Epsilon:
Thiovulum, Wolinella, Campylobacter, Heliobacter
*Mas allá del nombre, la moyoría de estas bacterias no son fotosintetizadoras.
Se incluye un asterístco (*) al final del nombre de representantes fototrofos .
Number of species
Material held in culture
collections
Total
Known
Estimated
number
species
species
(%)
(%)
Group
Known
Estimated
Algae
40,000
60,000
1,600
4.0
2.6
Fungi
69,000
1,500,000
11,500
16.7
0.8
Prokaryotes
4,204
40,000 to
2,300
54.7
0.07 to 5.8
Viruses
5,000
2,200
44.0
1.7
3,500,000
130,000
Canhos & Manfio (2000). Applied Microbial Systematics. Kluwer Academic Pub.
Otros “web sites”
• Sobre filogenia:
RDP, rdp.cme.msu.edu
Species 2000, www.sp2000.org
Tree of life,
phylogeny.arizona.edu/tree/phylogeny.html
Nomenclatura:
 List of bacterial names with standing
nomenclature: www-sc.cict.fr/bacterio/
 Latin names (guidelines):
www.bdt.org.br/bdt/about/truper/
Otros “Databases”
ej. http://styx.ibest.uidaho.edu/ibest/index.html
[Initiative for Bioinformatics and Evolutionary
Studies (IBEST)]