Lección 10. bacteria. proteobacterias

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  • Figure: 12-005
    Caption:
    Blooms of purple sulfur bacteria. (a) Thiopedia roseopersicinia, in a sulfide spring in Madison, Wisconsin. The bacteria grow near the bottom of the spring pool and float to the top (by virtue of their gas vesicles) when disturbed. The green color is from cells of the eukaryotic alga Spirogyra.
  • Lección 10. bacteria. proteobacterias

    1. 1. Arbol filogenético de los principales linajes de Bacteria basado en la comparación de secuencias de ARNr 16S
    2. 2. PROTEOBACTERIAS 1. Bacterias rojas fotosintéticas purpúreas. Bacterias quimiolitotrofas. Bacterias metanotrofas y metilotrofas. 2. Grupo de Pseudomonas. Bacterias del ácido acético. Bacterias del grupo de Rhizobium. 3. Bacterias entéricas. Vibrio y Photobacterium. Pasteurella y Haemophilus. 4. Neisseria. Legionella. Bordetella. Brucella. Francisella. Las Rickettsias. 5. Bacterias con vaina. Bacterias espiriladas y curvadas, Bacterias gemantes y/o con apéndices. 6. Bacterias reductoras del sulfato y del azufre. Bdellovibrio. Las mixobacterias. Campylobacter. Helicobacter. BACTERIAS GRAM + 1. Bacterias Gram + de bajo contenido en G+C. 2. Bacterias Gram+ de alto contenido en G+C. BACTERIAS FOTOSINTÉTICAS NO PROTEOBACTERIAS 1. Las Cianobacterias y las Proclorales. 2. Bacterias verdes. LAS ESPIROQUETAS OTROS LINEAS FILOGENETICAS Nitrospira. Chlamydia. Planctomyces y Pirella. Verrucomicrobia. Cytophaga. Delferibacter. Flavobacteria. LINEAS MÁS ANTIGUAS Deinococcus. Thermotoga. Thermodesulfobacterium. Aquifex. TAXONOMÍA DEL DOMINIO BACTERIA
    3. 3. Incluyen la mayoría de las bacterias conocidas de importancia clínica, industrial y agrícola Son bacterias Gram – de morfología muy diversa Presentan una gran diversidad de tipos metabólicos: Fotosíntesis Quimiolitotrofía Respiración aerobia y anaerobia Fermentación
    4. 4. Proteobacterias: Bacterias rojas fototrofas Géneros clave: Chromatium Ectothiorhodospira Rhodobacter Rhodospirillum - Realizan la fotosíntesis anoxigénica - Contienen bacterioclorofila y carotenos que son los responsables del color rojo, púrpura y marron Las membranas fotosíntéticas intracelulares se generan por invaginación de la membrana plasmática Existen dos grupos de bacterias rojas: Bacterias rojas del azufre Bacterias rojas no del azufre
    5. 5. Diversas morfologías de las bacterias rojas del azufre Bacterias Rojas del Azufre Usan SH2 como dador de electrones para la reducción fotosintética del CO2 SH2 → So (almacenado en la célula) → SO4 2- Pertenecen a la clase de γ-Proteobacteria Chromatium almacena granos de S Ectothiorhodospira produce S fuera de la célula Halorhodospira es halófila extrema Viven en zonas anóxicas de hábitats acuáticos donde se acumula SH2 y llega la luz, como lagos o fuentes sulfurosas
    6. 6. Rhodobacter capsulatus Bacterias Rojas no del azufre Pertenecen a la clase de α o β Rhodobacter Rhodospirillum Tienen un metabolismo versátil Principalmente son fotoheterótrofas. Usan compuestos orgánicos como fuente de carbono (ácidos grasos; aminoácidos; azúcares; compuestos aromáticos) Pueden ser fotoautótrofas. Usan H2 o bajos niveles de SH2 para reducir el CO2 Pueden ser quimioorganotrofas en oscuridad, y realizan respiración anaerobia o fermentación Granulos de poli-β-hidroxibutirato
    7. 7. Proteobacterias: Bacterias Nitrificantes Nitrosomonas Nitrococcus NH3 + 1 ½ O2 → NO2 - + H2 O NO2 - + ½ O2 → NO3 - Bacterias quimiolitotrofas que usan compuestos reducidos de N como fuente de energía La nitrificación es el resultado de la acción secuencial de dos grupos separados de bacterias Pertenecen a la clase α β γ de Proteobacterias Poseen un sistema de membranas internas donde se localiza el enzima clave de la oxidación del amoniaco, la AMONIACOMONOOXIGENASA Se encuentran en el suelo y en el agua, donde haya una elevada producción de NH3. Descomposición de proteínas, alcantarillado, plantas depuradoras, vertidos de aguas residuales.
    8. 8. Proteobacterias: Bacterias del S Thiobacillus denitrificansThiobacillus ferrooxidans Beggiatoa Quimiolitotrofas SH2 + 2O2 → SO4 2- + 2H+
    9. 9. Proteobacterias: Bacterias que oxidan el H2 Géneros clave Ralstonia (β-Proteobacteria) Pseudomonas (γ-Proteobacteria) Alcaligenes (β-Proteobacteria) Paracoccus (α-Proteobacteria) Bacterias quimiolitotrofas facultativas H2 + ½ O2 → H2O Contienen HIDROGENASA, enzima clave para la utilización del H2 Algunas bacterias del hidrógeno son carboxidotróficas Usan la energía de la oxidación del CO a CO2 Son autótrofas Utilizan el ciclo de Calvin para fijar el CO2 generado en la oxidación del CO Las bacterias carboxidotróficas funcionan como un sumidero de CO, limpiando la atmósfera de este gas tóxico
    10. 10. Proteobacterias: Bacterias metanotrofas y metilotrofas Géneros clave Methylomonas Methylobacter Pertenecen a alfa y gamma-Proteobacterias Metanotrofos simbiontes de mejillones marinos Son quimiolitotrofas Usan metano y otros compuestos de un carbono como fuente de carbono y energía Poseen metano monooxigenasa, un enzima clave para la oxidación del metano
    11. 11. LAS PSEUDOMONAS •Bacilos rectos o curvados •Tamaño de 0.5-1.0 μm X 1.5-4 μm •Sin esporas •Gram negativos •Flagelos polares •Aerobios •Metabolismo respiratorio, nunca fermentativo •Quimioorganotrofos •Utilizan compuestos orgánicos de bajo peso molecular pero no polímeros •Algunas pueden ser quimiolitotrofas, usando H2 o CO como fuente de energía •Algunas pueden usar nitratos como aceptor de electrones en anaerobiosis Este grupo incluye los Géneros Pseudomonas γ-Proteobacteria Commamonas β-Proteobacteria Ralstonia β-Proteobacteria Burkholderia β-Proteobacteria Proteobacterias oxidativas
    12. 12. GÉNERO Pseudomonas Pseudomonas fluorescentes (Gamma-proteobacterias) Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas fluorescens Pseudomonas putida Pseudomonas syringae Pseudomonas stutzeri Producen pigmentos como piocianina, pioverdina, piorubrina y piomelanina. Algunos actúan como sideróforos en la captación de Fe. Gram -Móviles mediante flagelos polares Bacilos rectos o ligeramente curvados Degradan glucosa mediante la ruta de Entner-Doudoroff
    13. 13. Poseen citocromo C oxidasa y dan positiva la prueba de la oxidasa También son catalasa positiva Algunas especies son patógenas. Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista que produce infecciones en el sistema respiratorio y urinario. Puede causar infecciones en quemados o en otros casos en que la piel esté dañada. Son causantes de infecciones nosocomiales. Tienen requerimientos nutritivos muy simples (no necesitan factores orgánicos de crecimiento) Otras características del género Pseudomonas Poseen una gran versatilidad metabólica Pueden utilizar azúcares; ácidos grasos; ácidos di y tricarboxílicos; alcoholes, polialcoholes; compuestos aromáticos; aminoácidos y un largo etc. Resistentes a antibióticos Poseen múltiples plásmidos R. Son sensibles a polimixina. Son habitantes del suelo, agua dulce, océanos y muchos otros hábitats naturales (están en todas partes). Son biodegradadores muy activos Participan en el ciclo del C Participan activamente en la limpieza del medio ambiente porque degradan muchos contaminantes orgánicos, pero también producen el deterioro de alimentos almacenados
    14. 14. Burkholderia pseudomallei Causa mielloidosis Xhantomonas fragariae Patógeno de la fresa Zooglea Formadora de flóculos Géneros relacioados con Pseudomonas
    15. 15. Proteobacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre Enzima clave Nitrogenasa Azotobacter γ-Proteobacteria Beijerinckia α-Proteobacteria Derxia α-Proteobacteria Células de Derxia atrapadas en mucosidad La apariencia brillante de las colonas de Beijerinckia se debe a material de la capsula Células de Azotobacter cultivadas en 2.5% de O2 (poca mucosidad) Azotobacter cultivada en 25% de O2 (extensa capa mucosa) Son quimioorganotrofos aerobios estrictos
    16. 16. Proteobacterias fijadoras de nitrógeno simbiontes de plantas leguminosas Rhizobium α-Proteobacteria Azorhizobium Bradirizhobium
    17. 17. Agrobacterium tumefaciens Induce la formación de tumores en plantas
    18. 18. Proteobacterias fermentativas: Las Enterobacterias Pertenecen a las γ-Proteobacterias Son bacterias quimioorganotrofas anaerobias facultativas Bacilos Gram -, no esporulados, móviles por flagelos peritricos o inmóviles Tienen requerimientos nutritivos simples Fermentan azúcares. Producen ácido en la fermentación de la glucosa Son oxidasa negativas y catalasa positivas Reducen NO3 - a NO2 - , pero nunca a N2 Géneros clave Escherichia Salmonella Proteus Enterobacter Hay especies que son patógenas para el hombre, animales y plantas. Oras especies son importantes en la industria
    19. 19. Glucosa Fermentación ácido mixta Fermentación butanodiólica Prueba del Rojo de metilo + Prueba Voges-Proskawer + Escherichia Salmonella Shigella Citrobacter Proteus Yersinia Enterobacter Klebsiella Serratia
    20. 20. Diagnóstico simplificado de los principales géneros de Enterobacterias
    21. 21. Escherichia coli •La estrella de las enterobacterias. •La más utilizada en estudios genéticos y en Biotecnología. •Utilizada como indicador de contaminación fecal en en análisis microbiológico del agua •Habitantes del intestino de animales de sangre caliente. •Sintetiza la vitamina K. •Algunas son patógenas, causan diarreas e infecciones urinarias. •Las cepas enteropatógenas poseen el antígeno K que les permite colonizar el intestino delgado. •Producen enterotoxinas semejantes a la toxina colérica.
    22. 22. Salmonella •Habita en el intestino de animales. •Prácticamente todas las especies son patógenas. •S. Typhi produce fiebres tifoideas •S. Thyphimurium causa salmonelosis (gastroenteritis) en humanos. •La salmonelosis se transmite a través de alimentos contaminados con Salmonella Factores de virulencia que son importantes en la patogenia de Salmonella
    23. 23. Yersinia pestis Bubón Yersinia pestis invadiendo los tejidos del pulmón
    24. 24. Vibrio cholerae produce la toxina colérica que desencadena los síntomas del cólera. Esta enfermedad se transmite por el agua Diferente morfologías celulares del género Vibrio • γ-Proteobacteria •Quimioorganotrofo, anaerobio facultativo •Que se diferencia de las enterobacterias por ser oxidasa + y de las Pseudomonas por poseer un metabolismo fermentativo. •Son bacterias acuáticas, de aguas dulces y marinas. •Una especie, V. cholerae, es patógena para el hombre. Bacilos rectos o curvados con flagelos polares o peritricos
    25. 25. Vibrio y Photobacterium son bacterias bioluminiscentes Son bacterias marinas que viven asociadas con peces y emiten luz FMNH2 + O2 + RCHO FMN + H2O + RCOOH + LUZLuciferasa •La síntesis de luciferasa se regula mediante autoinducción. •Las células liberan un inductor (Acil homoserina lactona). •Cuando el inductor alcanza una determinada concentración en el medio, se sintetiza el enzima. •Este mecanismo se conoce como QUORUM SENSING
    26. 26. Proteobacterias reductoras de sulfato y del azufre Géneros clave δ Proteobacteria Desulfovibrio Desulfobacter Desulfuromonas Son bacterias quimioorganotrofas y quimiolitotrofas que usan SO4 2- y S0 como aceptores de electrones en la respiración anaerobia. Y producen SH2. Como dador de electrones (fuente de energía) usan H2 y etanol, ácido láctico, pirúvico y ácidos grasos. Las bacterias reductoras de sulfato son anaerobias estrictas.Se encuentran en ambientes acuáticos y terrestres que se vuelven anóxicos debido a procesos microbianos de descomposición de la materia orgánica. Participan en la corrosión inducida por microorganismos (CIM), tanto de metales (acero) como del cemento. Pueden causar la corrosión de la maquinaria utilizada en la extracción y almacenamiento de petróleo. Pueden causar la corrosión de las tuberías y alcantarillado que transportan las aguas residuales. Pero estas bacterias también participan en la degradación de contaminantes y toxinas del ambiente.
    27. 27. PROTEOBACTERIAS FOTOSINTÉTICAS (Fotosínteis anoxigénica) Bacterias Rojas del S: Chromatium y Ectothiorhodospira Bacterias Rojas no del S: Rhodobacter y Rhodospirillum QUIMIOLITOTROFAS Bacterias Nitrificantes: Nitrosomonas y Nitrobacter Bacterias que oxidan azufre: Thiobacillus, Beggiatoa Bacterias que oxidan el Fe: Thiobacillus ferrooxidans Bacterias que oxidan H2: Ralstonia, Pseudomonas y Paracoccus Bacterias metanotrofas y metilotrofas: Methylomonas y Methylobacter QUIMIOORGANOTROFAS Oxidativas: Las Pseudomonas (Pseudomonas, Commamonas ,Ralstonia, Burkholderia) Fijadoras de N2 de vida libre: Azotobacter, Beijerinckia, Derxia Fijadoras de N2 simbiontes: Rhizobium, Azorhizobium Fermentativas: Las Enterobacterias (Escherichia; Salmonella; Proteus; Enterobacter; Yersinia) Las vibrionaceas: Vibrio y Photobacterium Anaerobias: Las sulfato-reductoras (Desulfovibrio; Desulfuromonas)

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