BACTERIA Y ARCHAEAS

BACTERIA Y ARCHAEA

Introducción

• Definición de Procarióticos: Organismos microscópicos (1-5μm), diversos y abundantes. Más procarióticos en un puñado de suelo fértil que el número total de personas que han vivido en el planeta.

• Hábitat: Viven en casi cualquier lugar, incluso en ambientes extremos (muy ácidos, fríos o calientes).

Tres Dominios

1. Bacteria
      - Gram(+) Bacteria
      - Prokaryotes
      - Tenericutes, Cyanobacteria, Fusobacteria, Chlamydiae, Verricomicrobia, Planctomycetes, Fibrobacter, Proteobacteria, Bacteroidetes, Chlorobi, Spirochaetes

2. Archaea
      - Eukaryotes
      - Hyperthermophiles, Psychrophiles (Crenarchaeota), Halophiles y Methanogens (Euryarchaeota)
      - Dictyoglomi, Deinococcus, Thermotogae, Aquifex, Korarchaeota, Lokiarchaeota

3. Eukarya
      - Animales, plantas, hongos, protozoos, algas verdes, algas rojas, algas pardas, ciliados, flagelados

4. VIRUS
      - INCLUIDOS
      - UNCLASSIFIED (Metagenomics)

Comparación entre Procariotas y Eucariotas

• Unicelularidad:
    - Procariotas: Unicelulares
    - Eucariotas: Pluricelulares

• Tamaño de la célula:
    - Procariotas: Pequeñas (1-10µm)
    - Eucariotas: Grandes (10-100 µm)

• Cromosomas:
    - Procariotas: ADN en forma de círculo en citoplasma
    - Eucariotas: ADN-proteínas dispuesto en múltiples cromosomas (núcleo)

• División celular:
    - Procariotas: Fisión binaria
    - Eucariotas: Mitosis y Meiosis (sistemas sexuales)

• Estructura interna:
    - Procariotas: No tienen organelos membranosos
    - Eucariotas: Sí tienen

• Flagelos:
    - Procariotas: Simples (fibra sencilla de proteínas)
    - Eucariotas: Estructuras complejas (espermatozoides)

• Diversidad metabólica:
    - Procariotas: Fotosíntesis anaeróbica y aeróbica, fijan nitrógeno atmosférico
    - Eucariotas: Fotosíntesis aeróbica

Diferencias entre Células Eucariotas y Procariotas

1. Núcleo:
      - Procariotas: No tienen núcleo definido; ADN se encuentra en el nucleoide.

2. Membrana nuclear:
      - Procariotas: Carecen de membrana nuclear.

3. Orgánulos membranosos:
      - Procariotas: Carecen de ellos.

4. Ribosomas:
      - Procariotas: Más pequeños (70S) vs Eucariotas (80S).

5. Pared celular:
      - Procariotas: Muchas tienen pared celular con peptidoglicano (en bacterias).

6. Movilidad:
      - Procariotas: Algunas tienen flagelos para locomoción.

7. Tamaño:
      - Procariotas: Generalmente más pequeñas (1-5 µm).

Clave de Phyla y Transferencia de Genes

• Ejemplos de transferencia horizontal de genes:
     - Deinococcus-Thermus
     - Cyanobacteria
     - Firmicutes
     - Proteobacteria
     - Euryarchaeota
     - Thaumarchaeota
     - Crenarchaeota
     - Korarchaeota

Dominio Bacteria

• Autótrofas:
    - Producen su propio alimento.
    - Fotosintéticas: utilizan luz solar.
    - Quimiosintéticas: utilizan químicos.

• Heterótrofas:
    - Absorben nutrientes del ambiente.

• Hábitats:
    - Suelo, aire, cuerpos de agua dulce y marinos (cianobacterias).
    - Condiciones normales o extremas (temperatura, salinidad).
    - Cuerpo humano, animales.

Morfología de las Células Procariotas

1. Formas de las Celulas:
      - Cocos (esféricas)
      - Bacilos (cilíndricas)
      - Espirilos (espirales)
      - Vibrios (forma de coma)

2. Estructuras típicas:
      - Fimbriae: permiten adherencia
      - Nucleoide: ADN
      - Ribosomas: síntesis de proteínas
      - Membrana plasmática: controla el tránsito
      - Pared celular: soporte
      - Cápsula: protección
      - Flagelos: movilidad

Pared Celular

• Importancia de la Pared Celular:
    - Protege, mantiene forma, previene la lisis en ambientes hipotónicos.

• Composición:
    - En Eucariotas: celulosa o quitina.
    - En Archaea: polisacáridos y proteínas (sin peptidoglicano).
    - En Bacteria: peptidoglicano.

• Peptidoglicano:
    - Red de polímeros de azúcares cruzados con polipéptidos.

Tinción Gram

• Clasificación de Bacterias por la Composición de la Pared Celular:
    - Gram positivas: Paredes más simples, mucho peptidoglicano.
    - Gram negativas: Menos peptidoglicano y tienen membrana externa.

• Antibióticos: Muchos se dirigen a destruir el peptidoglicano.

Cápsula y Endosporas

• Cápsula:
    - Capa pegajosa de polisacáridos/proteínas.
    - Adherencia a tejidos.
    - Protección del sistema inmunológico.

• Endosporas:
    - Estructuras metabólicamente inactivas; viables por cientos de años.

Estructuras para la Movilidad

1. Flagelos:
      - Apéndices largos para el movimiento.
      - Distribución variada en el organismo.
      - Diferentes en estructura a los eucariotas.
     - Evolución convergente: similitudes morfológicas entre organismos diferentes.

Taxis en Procariotas

• Movimiento en respuesta a estímulos:
    - Quimiotaxis: respuesta a agentes químicos (ejemplo: glucosa).
    - Fototaxis: respuesta a la luz.

Organización Interna de los Procariotas

• Estructuras y Organelos:
    - Carecen de organelos rodeados por membranas.
    - Pseudomembranas en algunos con funciones metabólicas.

Organización Genómica

• Genoma típico:
    - Un anillo de ADN en citoplasma.

• Plásmidos: pequeños anillos de ADN que confieren resistencia a antibióticos.

Reproducción y Diversidad Genética

• Reproducción Rápida y Diversidad:
     - Fisión binaria con intervalos generacionales de 1-3 horas.
     - Alta tasa de mutación acumulativa en poblaciones.
     - Evolución rápida de procariotas.

Mecanismos de Recombinación Genética

• Transformación:
     - Adquisición de ADN del medio.

• Transducción:
     - Transferencia de ADN por bacteriófagos.

• Conjugación:
     - Transferencia de plásmidos entre bacterias.

Diversidad Nutricional y Adaptaciones Metabólicas

• Clasificación:
    - Fotótrofos: Luz como fuente de energía.
    - Quimiótrofos: Químicos como fuente de energía.
    - Autótrofos: CO2 como fuente de carbono.
    - Heterótrofos: Compuestos orgánicos.

Efectos en la Salud Humana

• Bacterias beneficiosas: 500 a 1000 especies en intestinos que ayudan en la asimilación de nutrientes.

• Enfermedades bacterianas:
     - Tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis)
     - Enfermedad de Lyme (Borrelia sp.)
     - Cólera (Vibrio cholerae)
     - Fiebre tifoidea (Salmonella typhi)

Importancia Ecológica y Ensambles Ecológicos

• Reciclaje de compuestos químicos en ecosistemas.

• Relaciones simbióticas (mutualismo, comensalismo y parasitismo).

• Diazotrofos: Capaces de fijación de nitrogeno (ej: Rhizobium).

Extremófilos en Archaea

• Definición: Organismos que prosperan en condiciones extremas.

• Tipos:
     - Extremohalófilos (altas salinidades)
     - Extremotermófilos (altas temperaturas)
     - Metanogénicos (producción de metano)

Comparación de los Tres Dominios de Vida