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Clasificación y Diversidad de los Seres Vivos.

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Academic year: 2022

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Unidad

Clasificación y

Diversidad de los Seres Vivos.

Mgtr. Marianela Barona

mbarona@ecotec.edu.ec 2021

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OBJETIVOS DE LA SESIÓN 35

Define las características generales de la diversidad procariota.

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Por tanto…

• Al finalizar la sesión, estará en capacidad de identificar las

características y componentes de los seres vivos, su relación, los niveles de organización de los organismos y las interacciones

ecológicas.

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Procariontes

• Los procariontes son organismos microscópicos que pertenecen a los dominios Bacteria y Archaea, dos de los tres dominios principales de la vida.

• Las bacterias y arqueas son unicelulares, mientras que la mayoría de los eucariontes son multicelulares.

• Los fósiles muestran que los procariontes ya habitaban la tierra hace 3500 millones de años y los científicos piensan que fueron unos ancestros procariontes los que dieron origen a todas las formas de vida presentes actualmente en la Tierra.

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• Las diferencias más fundamentales entre procariontes y eucariontes están relacionadas con la estructura de sus células, específicamente:

• Las células eucariontes tienen un núcleo. Esta es la característica que separa formalmente ambos grupos.

• Los eucariontes usualmente tienen otros organelos rodeados de membrana además del núcleo; los procariontes, no.

• Las células en general son pequeñas, pero las procariontes son realmente diminutas.

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La cápsula

• Muchos procariontes tienen una capa externa pegajosa llamada cápsula, hecha usualmente de polisacáridos.

• Los ayuda a adherirse unos a otros y a las varias superficies de su entorno, y también evita que la célula se seque.

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La pared celular

• Todas las células procariontes tienen una pared celular rígida, localizada por debajo de la cápsula.

• Esta estructura mantiene la forma de la célula, protege su interior y evita que la célula reviente cuando absorbe agua.

• La pared celular de la mayoría de las bacterias tiene peptidoglucano, un polímero de azúcares y polipéptidos. Es inusual porque no solo contiene L-aminoácidos, sino también D-aminoácidos.

• Las paredes celulares de las arqueas no tienen peptidoglucano, pero algunas están compuestas de proteínas y otros tipos de polímeros

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La membrana plasmática

• Por debajo de la pared celular se encuentra la membrana plasmática.

Cuyo componente básico son los fosfolípidos, están organizados en dos capas, formando una estructura llamada bicapa de fosfolípidos.

• Las membranas plasmáticas de las arqueas tienen algunas propiedades únicas, diferentes de las de las bacterias y eucariontes.

• Esta modificación estabiliza la membrana a altas temperaturas, lo que permite a las arqueas vivir felizmente en el agua hirviendo de las fuentes termales.

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Apéndices

• Las células procariontes suelen tener apéndices (proyecciones de la superficie celular) que les permiten adherirse a las superficies, moverse o transferir ADN entre ellas.

• Los filamentos delgados llamados fimbrias (singular fimbria), se usan para la adhesión: ayudan a las células a pegarse a los objetos y superficies de su entorno.

• Los apéndices más largos, llamados pili (singular: pilus), son de diferentes tipos y tienen diversas funciones. Por ejemplo, pili tipo IV, ayudan a que la bacteria se mueva en su medio ambiente.

• Sin embargo, los apéndices más comunes para la locomoción son los flagelos.

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Plásmidos y cromosomas

• Carecen de un núcleo delimitado por una membrana para guardar sus cromosomas.

• En cambio, el cromosoma procariota se encuentra en una zona del citoplasma llamada nucleoide.

• Tienen plásmidos, pequeños anillos de ADN extracromosómico de doble cadena. Tienen un número reducido de genes no esenciales, se copian de manera independiente al cromosoma celular y pueden ser transferidos a otros procariontes.

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Compartimientos internos

• No tienen compartimientos internos semejantes a los organelos de los eucariontes.

• Sin embargo, las células procariontes a veces necesitan aumentar el área de superficie de su membrana para llevar a cabo ciertas reacciones.

• Debido a esto, algunas procariontes tienen pliegues de membrana o compartimientos funcionalmente parecidos a los de los eucariontes.

• Las bacterias fotosintéticas a menudo tienen pliegues de membrana extensos que aumentan el área superficial para las reacciones que dependen de la luz. Estas bacterias también pueden tener carboxisomas, compartimientos celulares rodeados de proteínas en los que se concentra el dióxido de carbono para su fijación en el ciclo de Calvin.

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Dominios Archaea y Eubacteria:

Procariotas

• Dentro de estos dos dominios se encuentran los organismos procariotas.

• Son los primeros organismos en habitat la Tierra.

• Los procariotas viven prácticamente en todos los lugares de la Tierra, incluyendo sitios que son muy ácidos, salados, fríos o calientes para la mayoría de los demás organismos.

• Hay más procariotas en un puñado de tierra fértil que personas

viviendo en la Tierra.

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Importancia en la biosfera

 Los procariotas son tan importantes que si desaparecieran, la vida en la Tierra desaparecería también.

 Tienen un rol importante en el reciclaje de elementos químicos entre los componentes vivos y no vivos de los ecosistemas.

 Algunos actúan como descomponedores, degradando organismos muertos y productos de desechos.

 Pueden, además, aumentar la disponibilidad de nitrógeno, fósforo y potasio para el crecimiento de las plantas.

http://www.youtube.com/watch?v=0r-d_tDFmPA&feature=player_embedded

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Filogenia de los procariotas

• Hasta finales del Siglo 20, los investigadores basaron la clasificación de los procariotas sólo en criterios fenotípicos.

• Estudios en los 1970’s del RNA ribosomal llevaron a sacar a un grupo de organismos clasificados como bacterias y colocarlos en el dominio Archaea.

• La biología molecular ha llevado a tener cambios dramáticos. Por ejemplo, las bacterias gram negativas no forman un grupo monofilético.

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• Son más los organismos procariotas sin clasificar que los clasificados.

• Se están usando técnicas de metagenómica para la estudiar la diversidad de los procariotas.

• Existe evidencia que la transferencia horizontal de genes ha tenido un rol importante en la evolución de los procariotas, lo cual dificulta su clasificación.

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UNIVERSAL ANCESTOR

Eukaryotes

Korarcheotes Euryarchaeotes Crenarchaeotes Nanoarchaeotes Proteobacteria Chlamydias Spirochetes Cyanobacteria Gram-positive bacteria

DomainEukarya Domain ArchaeaDomain Bacteria

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Dominio Archaea

• Las arqueas, son un grupo de procariotas unicelulares pertenecientes al dominio Archaea.

• Originalmente, las arqueas se consideraban sólamente como organismos extremófilos que vivían en ambientes severos, como aguas termales (termófilas) y lagos salados (halófilas), pero posteriormente se les ha observado en una gran variedad de hábitats, como suelos, océanos y humedales.

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• Las arqueas son importantes en la tecnología; algunas metanógenas son usadas para producir biogás y como parte del proceso de depuración de agua.

• Las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello usadas en biotecnología.

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Son organismos extremófilos. Tienen metabolismos poco habituales.

• Halófilas: En aguas hipersalinas.

• Metanógenas: En zonas pantanosas o en tubo digestivo de animales.

• Termoacidófilas: En ambientes ácidos y muy

calientes (fuentes termales sulfurosas)

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Dominio Bacteria

• Las bacterias son microorganismos unicelulares procariotas que presentan un tamaño de algunos micrómetros de largo y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices.

• Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta y se encuentran en todos los hábitats terrestres.

• Son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas.

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• Las bacterias generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicanos.

• La mayoría de las envolturas celulares bacterianas caen en dos categorías

importantes: Gram-positiva y Gram-negativa; por su reacción a la tinción de Gram.

• Las bacterias Gram + tienen una pared celular gruesa hecha de peptidoglicanos y se tiñen de violeta.

• Las bacterias Gram – tienen una pared fina de peptidoglicanos entre la membrana plasmática y otra membrana exterior; al teñir se ven rosadas.

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PROTEOBACTERIA: Rhizobium

• Bacteria que fija nitrógeno atmosférico.

• Vive en simbiosis con determinadas plantas (como por ejemplo las leguminosas) en su raíz, a las que aportan el

nitrógeno necesario para que la planta viva y esta a cambio le da cobijo.

Rhizobium (flechas) dentro de las

células de la raíz de una leguminosa (TEM)

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Enterobacterias

• Los miembros de esta familia forman parte de la microbiota del

intestino (llamados coliformes) y de otros órganos del ser humano y de otras especies animales. Importantes en la descomposición de materia dentro de los intestinos de algunos animales.

• Con frecuencia se encuentran especies de enterobacterias en la bio- industria: para la fermentación de quesos y productos lácteos,

alcoholes, tratamientos médicos, producción de toxinas en el uso de cosméticos, fabricación de agentes antivirales de la industria

farmacéutica, etc.

Escherichia coli Salmonella

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CYANOBACTERIA:

• Bacterias capaces de realizar fotosíntesis y fijación de nitrógeno; en ambientes acuáticos como terrestres.

• Las cianobacterias fueron los principales productores primarios de la biosfera. A través de la fotosíntesis inundaron la atmósfera de O2 hace unos 2.500 millones de años. Siguen siendo los principales

suministradores de nitrógeno para las cadenas tróficas de los mares.

• En ambientes acuáticos pueden dan lugar a formaciones típicas

conocidas como floraciones o blooms. Estas proliferaciones en masa ocurren en aguas eutróficas ricas en nutrientes (particularmente

fosfatos, nitratos y amoníaco) bajo temperaturas medianamente altas (15 a 30 °C) y donde el pH oscila entre 6 y 9.

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CHLAMYDIAS:

• Son parásitos intracelulares obligados de las células de los vertebrados.

• La infección por clamidias es uno de las enfermedades de transmisión sexual más

comunes.

• Sin tratar puede causar esterilidad en la mujer.

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SPIROCHETES:

• Bacterias Gram-negativas que tienen células alargadas y enrolladas

helicoidalmente.

• Una especie patógena de Treponema es la responsable de causar sífilis.

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Importancia

• Las bacterias pueden ayudar a cuidar el ambiente.

• Desde la producción de energías hasta, la limpieza de entornos contaminados a consecuencia de catástrofes diversas.

• PET, es uno de los plásticos más comunes, cada año se producen millones de toneladas y su reciclaje es un problema. Pero gracias a la presencia de Ideonella sakaiensis, que convierte el PET en su principal fuente de carbono.

• A partir de ella, los científicos pueden diseñar enzimas que faciliten el reciclaje de otros plásticos.

• La degradación de petróleo es otra de las utilidades que las bacterias nos brindan. La Lysinibacillus sphaericus es de ayuda para la descontaminación de aguas y suelos contaminados.

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• Las bacterias bioluminiscentes. Se pueden usar en la iluminación de carteles o escaparates, estas han logrado sustituir la electricidad por la bioluminiscencia.

• El proceso de generación de la misma se debe a la utilización de enzimas liberando un brillo azul verdoso.

• También son claves para la producción de algunos tipos de biodiesel.

Gracias a una enzima presente en un microbio que vive en el estómago de las vacas, cuya función es ayudar a digerir pastos, es clave en la producción de biodiesel.

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• La Universidad de Tulane, en Nueva Orleans, descubrió un método para el reciclaje del papel, puede producirse butanol, un biocombustible que se quema de forma limpia, con lo que se reducen las emisiones de CO2.

• Las bacterias desempeñan una función muy importante en la fertilidad del suelo.

• Estos microorganismos convierten el nitrógeno atmosférico en amoníaco, un compuesto nitrogenado que las plantas necesitan para crecer; son los únicos organismos capaces de realizar este proceso bioquímico que recibe el nombre de fijación de nitrógeno.

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Actividad en clase:

• Realice la actividad asignada.

• El plazo máximo de entrega de tareas es hasta viernes antes del examen

• Se considerara originalidad, redacción, desarrollo de ideas.

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Bibliografía Básica

TEXTO AUTOR EDITORIAL

BIOLOGÍA (9 NOVENA EDICIÓN)

ELDRA P. SOLOMON, LINDA R. BERG, DIANA W. MARTIN

CENGAGE LEARNING EDITORES, S.A. MÉXICO, 2013

BIOLOGÍA: LA VIDA EN LA TIERRA ” ( 8AVA EDICIÓN )

AUDESIRK, TAUDESIRK, G.BYERS B.

PEARSON EDUCACIÓN EN MÉXICO 2008

BIOLOGÍA (3 EDICIÓN) FREEMAN, S PEARSON EDUCACIÓN S. A.

ESPAÑA 2009

BIOLOGÍA (7 EDICIÓN) CURTIS, H,: SHNEK A. EDITORIAL PANAMERICANA ESPAÑA 2009

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Bibliografía

Complementaria

Texto Autor Editorial

LA CELULA COOPER, GEOFFREY M.;

HAUSMAN, ROBERT E.

MARBAN 2009

EL MUNDO DE LA CÉLULA BECKER, WAYNE M;

KLEINSMITH, LEWIS J;

HARDIN, JEFF

PERSON EDUCACION 2007

HISTOLOGIA Y BIOLOGIA CELULAR

FORTOUL, TERESA;

CASTELL, ANDRES

MC GRAW HILL 2010

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Gracias

Referencias

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