BACTERIAS FOTOTROFAS PDF

La fotosntesis anoxignica tambin representa otro proceso de produccin primaria exclusivo de procariotas. En adicin se emplea un solo fotosistema para las reacciones de fotofosforilacin cclica y no-cclica. Los pigmentos que permiten la captura y transformacin de la energa radiante a energa qumica se conocen como bacterioclorofilas. Estos pigmentos presentan substituyentes en varias posiciones del anillo de porfirina que los llevan a diferenciarse de las molculas de clorofila que encontramos en los fototrofos oxgenicos.

Author:Gur Kigakasa
Country:Iran
Language:English (Spanish)
Genre:Personal Growth
Published (Last):14 April 2007
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La fotosntesis anoxignica tambin representa otro proceso de produccin primaria exclusivo de procariotas. En adicin se emplea un solo fotosistema para las reacciones de fotofosforilacin cclica y no-cclica.

Los pigmentos que permiten la captura y transformacin de la energa radiante a energa qumica se conocen como bacterioclorofilas. Estos pigmentos presentan substituyentes en varias posiciones del anillo de porfirina que los llevan a diferenciarse de las molculas de clorofila que encontramos en los fototrofos oxgenicos.

La conversin de energa radiante a energa qumica atrapada en los enlaces qumicos de molculas orgnicas es la esencia de la productividad primaria generada por fotgrafos. Se puede definir la productividad primaria como la cantidad de carbono inorgnico c convertido a materia orgnica por organismos autotrficos ej.

En ambos casos los valores de productividad se calculan para un rea o volumen determinado, por un intervalo de tiempo determinado. Es importante reconocer la diferencia que existe entre los trminos productividad primaria y cosecha en pie "standing crop".

Este ltimo alude exclusivamente a la biomasa gramos de materia orgnica seca contenida en una comunidad o grupo de seres vivientes en un momento dado. La biomasa puede ser convertida a gramos de carbono multiplicando por un factor de conversin apropiado ver un ejemplo en la unidad biomasa fototrofos.

Como veremos a continuacin, en nuestro planeta existen varios mecanismos para llevar a cabo la reduccin de CO2 a materia orgnica, pero solo tocaremos el correspondiente a nuestro tema. Dichas modificaciones se traducen en cambios significativos en el espectro de absorcin.

La mayora de las bacterias fototrofas anoxignicas pertenecen al grupo de las bacterias prpuras y las bacterias verdes. Estas bacterias slo pueden fotosintetizar bajo condiciones anaerbicas, dado que el oxgeno O2 reprime la sntesis de sus pigmentos fotosintticos. Podemos encontrar estas bacterias usualmente en estratos profundas de lagos estratificados. Existe otro grupo de fototrofos anoxignicos que necesitan de oxgeno para vivir, aun cuando no lo producen.

Estos fototrofos procariotas de origen marino han sido ubicados mayormente en el gnero Erythrobacter, aunque un nmero reducido de especmenes ha sido ubicado dentro del gnero Pseudomonas. La contribucin de la fotosntesis anoxignica a la productividad primaria de algunos cuerpos acuticos es significativa.

En el caso del Mar Negro, el cuerpo de aguas anxicas saladas ms grande del mundo, dicha contribucin pudiera ser actualmente superior a la contribucin de la fotosntesis oxignica, segn lo sugieren datos de la abundancia, composicin y distribucin de pigmentos en dicho cuerpo de agua.

Por otro lado, estudios realizados por Parkin y Brock en seis lagos de Wisconsin revelan que la contribucin de fototrofos anoxignicos a la productividad primaria diaria total vari entre 0. Estos investigadores concluyeron que la variabilidad en la contribucin de los fototrofos anoxignicos a la productividad primaria est determinada mayormente por las diferencias en la intensidad de la energa radiante y en menor grado por las concentraciones de sulfuros en la columna de agua.

Es conveniente sealar que aun cuando los productores primarios de mayor abundancia y biomasa en nuestro planeta son los fototrofos oxignicos, algunos de ellos son capaces de llevar a cabo fotosntesis anoxignica.

Algunas algas y cianobacterias ej. Oscillatoria sp. Esta variacin se produce cuando se generan condiciones anxicas en el ambiente y se encuentran disponibles H2 H2S. En este patrn metablico anoxignico se emplea nicamente el fotosistema-I. Ignorar este fenmeno nos puede llevar a subestimar la productividad primaria en ambientes anxicos, cuando utilizamos la produccin de O2 como indicador de la productividad primaria.

Esta clasificacin es vlida para lagos autotrficos, aquellos donde la materia orgnica producida proviene mayormente de la actividad fotosinttica y no de materia orgnica importada. Es necesario tomar en consideracin algunas excepciones a esta clasificacin, particularmente en reas desrticas, donde la radiacin solar es intensa, la temporada de crecimiento o cosecha es larga y los nutrientes estn concentrados.

A menudo en estas reas se registran valores de productividad que sobrepasan los lmites aqu sealados para aguas contaminadas ej. Con respecto a bacterias fototrofas anoxignicas se considera a los Thermosulfobacterium, Thermotoga y la bacteria verde no del asufre grupo Chloroflexus tambien contiene especies termoflicas.

El grupo Proteobacteria, es un grupo ms grande y ms diverso fisiologicamente de todo Bacteria. Las Proteobacterias contienen 5 grupos con varios gneros cada uno designados por las letras griegas alfa, beta, gamma, delta y epsilon. Filogenticamente solo nos importa las que presentan un carcter fototrofo anoxignicos. La descripcin a continuacin tocar a las proteobacterias fototrficas: Bacterias rojas.

Bacterias rojas fototrficas: Gnero clave: Chromatium Rhodobacter Rhodospirillum Ectothirhodospira Las bacterias rojas fototrficas llevan a cabo la fotosntesis no oxignica; a diferencia de las cianobacterias el oxgeno O2 no est implicado. Las bacterias rojas contienen pigmentos de clorofila llamados bacterioclorofla y adems, una variedad de pigmentos carotenoicos.

En conjunto, estos pigmentos dan a estas bacterias rojas sus espectaculares colores, generalmente rojos, prpura o marrn. Estas bacterias son un grupo morfolgicamente diverso y su taxonoma ha implicado diversas lneas filogenticas, morfolgicas y fisiolgicas. Las bacterias rojas forman sistemas fotosintticos membranosos intracelulares que contienen los pingmentos fotosintticos.

Estas membranas pueden poseer varias morfologas pero en todos los casos se generan por invaginacin de la membrana citoplasmtica, lo que les permite incrementar el contenido especfico de los pigmentos y as utilizar mejor la luz disponible. Cuando crecen con alta disponibilidad de luz poseen pocas membranas, pero cuando escasea la luz, las clulas estn llenas de formaciones membranosas y fotopigmentos. El sulfuro es oxidado a sufre elemental S0 que es almacenado como granulo dentro de las clulas; ms tarde el azufre desaparece a medida que se oxida a sulfato.

Muchas de estas bacterias rojas tambin pueden reducir otros compuestos azufrados como donadores de electrones fotosintticos tales como el tiosulfato, siendo se un compuesto clave para cultivar estos microorganismos en el laboratorio. Actualmente, se incluyen en el grupo gamma de Proteobacteria. Las bacterias rojas del azufre se encuentran habitualmente en zonas anxicas de lagos bien iluminados y otro hbitat acuticos donde el H2S se acumula.

Tambin en los manantiales sulfurosos en los que el H2S de origen biolgico o geoqumico puede disparar el rpido crecimiento de este tipo de bacterias rojas del azufre. Los lagos son favorables para el crecimiento de las bacterias rojas del azufre se denominan lagos meromcticos permanentemente estratificados.

Los lagos meromcticos se estratifican porque poseen aguas ms densa en el fondo normalmente salina y en menos densa normalmente agua dulce cerca de la superficie. Si existe suficiente sulfato para que sea reducido, el sulfuro originado en los sedimentos difunde hacia arriba, hacia las capas anxicas de las aguas y all las bacterias rojas del azufre crecen masivamente, por lo general, asociadas con las bacterias fototrficas verdes del azufre.

El gnero Ectothiorhodospira y halorhodospira tienen un inters especial porque, a diferencia de otras bacterias rojas del azufre, estos organismos oxidan H2S y producen S0 fuera de la clula y tambin porque algunas de sus especies son halfilas extremas, encontrndose entre las ms halfilos del mundo procaritico.

Estos organismos se encuentran tpicamente en ambientes marinos, lagos salados, lagos bicarbonatados y salinas. Sin embargo, el sulfuro si puede ser utilizado por la mayora de las especies, aunque los niveles de este compuesto que pueden utilizar las bacterias rojas del azufre son txicos para la mayora de las bacterias rojas no del azufre.

Algunas de las bacterias rojas no del azufre tambin pueden crecer anaerbicamente en la oscuridad utilizando la fermentacin o la respiracin anaerbica, y la mayora puede crecer anaerbicamente en la oscuridad por respiracin.

Estas bacterias son de nutricin muy diversa y pueden utilizar como fuente de carbono sustancias diversas. El enriquecimiento y aislamiento de las bacterias rojas no del azufre son fciles, utilizando un medio de sale minerales suplementado con un cido orgnico como fuente de carbono. Tales tipos de medios, inoculados con lodo, agua de un lago o de una alcantarilla, se incuban anaerbicamente con luz e invariablemente favorecen el crecimiento de bacterias rojas no del azufre.

Los medios de enriquecimiento puede hacerse an ms selectivos omitiendo fuentes de nitrgeno de tipo orgnico como por ejemplo el extracto de levadura de nitrgeno N2 ; prcticamente todas las bacterias rojas no del azufre pueden fijar N2 y crecer en estas condiciones ms que otros posibles competidores.

Todas las bacterias rojas no del azufre que se han aislado hasta la fecha son invariablemente Proteobacterias alfa o beta. Es un grupo morfolgicamente variado e incluye desde bacilos cortos hasta muy largos. Como las bacterias rojas utilizan H2S como donador de electrones oxidando primero hasta S 0 y despus hasta S Pero al contrario que en ellas, el azufre que pueda originarse, permanece en el exterior de la clula.

La mayora de las especies pueden tambin asimilar un puado de compuestos orgnicos en presencia de luz. La autotrofa sin embargo, no depende de las reacciones del ciclo de Calvin como en el caso de las bacterias rojas sino del ciclo reverso del cido ctrico, una forma nica de metabolismo entre los seres fototrficos.

Pigmentos y ecologa: Las bacterioclorofilas que se encuentran en las bacterias verdes del azufre incluyen la bacterioclorofila a o bien la c, d o e. Estas ltimas funcionan como recolectores de luz y se depositan en estructuras tpicas conocidas como clorosomas. Los clorosomas son cuerpos oblongos con membrana sin estrucutura de unidad de membrana y se encuentran unidas a la membrana citoplasmtica en la periferia de las clulas.

Estudios sobre transferencia de 11 energa en estas bacterias han demostrado que la luz absorbida por las bacterioclorofilas c, d o e en el clorosoma es embocada hacia la bacterioclorofilas a que se encuentra en la membrana citoplasmtica, que es donde ocurre la sntesis real de ATP. Se conocen tanto especies verdes como marrones. Como en el caso de las bacterias rojas del azufre, las verdes viven en ambiente acucolas anaerobios con abundante H2S en general, son ms tolerantes al sulfidrico que las rojas.

Debido a que el clorosoma es muy eficiente como recolector de luz, se requiere muy poca luz para soportar la funcin fotosinttica en estas bacterias y normalmente se encuentran a mayores profundidades que el resto de los organismos fotosintticos.

Una especie del gnero Cholorobium, C. Su genoma de 2. Los consorcios de bacterias verdes del azufre: Ciertas bacterias verdes del azufre pueden formar asociaciones estrechas con bacterias quimiorganotrofos en las que ambos se benefician, tales asociaciones se denominan consorcios.

El componente fototrfico se denomina epibionte y aparece fsicamente unido al componente no fototrfico, aunque el mecanismo de unin no est claro. El termino Chlorocromatium aggregatum; se ha utilizado para decribir uno de estos consorcios; este trmino sin embargo no tiene implicaciones taxonmicas porque se refiere a dos organismos ms que a uno solo.

El consorcio C. Una estructura similar conocida como Pelochromatium roseum es de color pardo. En otros 12 consorcios el epibionte tiene forma de media luna por lo que es razonable asumir que en la naturaleza puede existir una gran variedad de consorcios.

Algunos han sido crecidos en el laboratorio. Por trmino medio el consorcio C. Existe evidencias slidas para pensar que los epibiontes son de hecho bacterias verde de azufre; estas evidencias incluyen el que sus cromosomas procarioticos son bien visible en cortes finos.

Por otra parte, el tratamiento del consorcio con un oligonucletido fluorescente especfico para el 16S rRNA de bacterias verdes del azufre induce especficamente fluorescencia en el epibionte y no en la clula central. Los estudios de laboratorio han demostrado tambin que ambas clulas tambin que ambas clulas se dividen en sincrona, lo que sugiere una forma de intercomunicacin entre ambas. La razn de por qu se forman estas asociaciones no est claro; los estudios combinados de laboratorio y de campo sugieren que los epibiontes en estos consorciones se han adaptado a bajo rgimen de luz y sulfbrico y que la funcin de la clula central es movilizar al epibionte en la columna de agua buscando las condiciones ptimas para la fotosntesis.

Thermomicrobium es un miembro quimiorganotrfico del grupo y es aerobio estricto por lo que solo se lo nombrar en este prrafo para solo ataar a el gnero de importancia por su carcter fototrfico anoxignico que es Chloroflexus.

Organismos semejantes a Chloroflexus tambin se aslan en ambientes marinos no termales. Aunque son anoxifototrofos, es en realidad un fototrofo hibrido, en el sentido de que la fotosntesis recuerda a la de bacterias rojas del azufre y verdes del azufre. Como estas ltimas Chloroflexus contiene bacterioclorofila c y clorosomas. Sin embargo, la bacterioclorfila a, localizada en la membrana citoplasmtica dela clula de Chlorflexus, se organiza formando un centro de reaccin fotoqumica semejante al que se encuentra en las bacterias verdes del azufre es estructuramente muy diferente.

Se ha propuesto que el Chlorflexus actual puede ser un vestigio de una forma de vida fototrfica ancestral, que quiz evolucion con un centro de reaccin fotoquimmico primario y ms tarde recibo de forma colateral genes cromosomales de fotosntesis, en una evolucin secundaria. Sin embargo, en Chloroflexus, el fototropismo es idneo con compuestos orgnicos como fuente de carbono fotoheterotrofia.

Tambien crece bien en la oscuridad como un quimiorganotrofo por respiracin aerbica. Interesantemente y esto debera ser tenido en cuenta bajo un prisma de posicin evolutiva que localiza a Chloroflexus como el fototrofo anoxignico ms antiguo, la autotrofia en este microorganismo tiene lugar por incorporacin de CO2 a travs del ciclo del hidroxipropionato que es exclusivo de este microorganismo.

Uno de los procesos biolgicos ms importantes den la tierra es este. Los organismos que realizan la fotosntesis se llaman fototrofos. La mayor parte de los organismos fototrofos son tambin 14 auttrofos, es decir capaces de crecer con CO2 como nica fuente de carbono. La energa de luz se usa entonces en la reduccin del CO2 a compuestos orgnicos. Hay tambin algunos fototrofos que utilizan la luz como fuente de energa, pero que usan carbono orgnico como fuente de carbono; representan un estilo de vida denominado fotoheterotrofa.

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Bacterias Fototrofas Anoxigenicas

Microorganismos fototrofos. Son microorganismos Gram -. Las bacterioclorofilas se disponen en el fotosistema P que tiene un potencial positivo no son buenos donadores de electrones cuando la luz incide en las bacterioclorofilas se activan y esto hace que disminuya el potencial hasta potenciales muy negativos buenos donadores. En el caso de las bacterias verdes o heliobacterias el poder reductor no se forma por flujo inverso de electrones, los electrones se los cede directamente. Los pigmentos se encuentran en la membranacuando ceden los protones y los electrones se oxidan primero a azufre elemental y luego a sulfato.

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Tipos de bacterias autótrofas

La mayora fija CO2 atmosfrico, y la mayora son auttrofos, hay algunos que son capaces de utilizas fuentes de carbono hetertrofos. Las bacterias fotosintticas realizan una parte muy importante de la transformacin y generacin de la materia orgnica de lagos y ros. Clasificacin Tanto uno como otro son organismos fotosintticos en los que el ATP se obtiene a partir de la luz por un proceso que se denomina fotofosforilacin. Fototrofos anoxignicos Bacterias prpuras o rojas. Son microorganismos Gram Chromatium Bacterias verdes. Son microorganismos Gram Chlorobium Bacterias verdes Pequeo grupo de bacterias similares fisiolgica, nutricional y ecolgicamente a las bacterias rojas. Las bacterias verdes del azufre o Chlorobi constituyen un pequeo grupo de bacterias que realizan la fotosntesis anoxignica.

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Fotótrofos: características y clasificación

La existencia de microorganismos fue conjeturada a finales de la Edad Media. Las bacterias se muestran hacia la izquierda Los seres vivos se dividen actualmente en tres dominios : bacterias Bacteria , arqueas Archaea y eucariotas Eukarya. Se considera que las mitocondrias de las eucariotas proceden de la endosimbiosis de una proteobacteria alfa. Estas se pueden encontrar en todas las eucariotas, aunque a veces en formas muy reducidas, como en los protistas amitocondriales.

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Bacterias Fototrofas

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