Microorganismos fotosintéticos

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Microorganismos fotosintéticos

Fotótrofos

. Los organismos que llevan a cabo la

fotosíntesis.

Carbono CO₂, Fotoautótrofos Compuestos orgánicos, Fotoheterótrofos energía de la luz (h) 2 H₂A + CO₂ ---> [CH₂O] + H₂O + 2A

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Anoxigénica

Oxigénica

Poder reductor Carbono Energía Poder reductor Carbono Energía

H₂S CO₂ ADP H₂O CO₂ ADP

Sº

hv hv hv

SO₄2- _(CH

2O)n ATP ½ O2 (CH2O)n ATP

Bacterias fototróficas Plantas verdes

Algas

Cianobacterias

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Fotosíntesis

Es la conversión de energía

luminosa en energía química que puede ser usada para la

formación de material celular a partir de CO₂.

Es un metabolismo separado en dos componentes metabólicos:

Catabólico (fase luminosa), la

energía solar es transformada en energía química.

Anabólico (fase oscura),

involucra la fijación de CO₂

como fuente de carbono para el crecimiento celular.

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Fotótrofos

Los organismos fotótrofos convierten la energía luminosa en energía química para formar ATP.

Fotosíntesis oxigénica. Cianobacterias,

algas y plantas.

Fotosíntesis anoxigénica. Bacterias

púrpura, verdes y heliobacterias.

Fotofosforilación no fotosíntetica

(mediada por el pigmento

bacteriorodopsina). Halobacterias (arquea halofílica).

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Fotótrofos

Chloroflexus (bacteria verde no del azufre Chloroflexaceae), Rhodospirillum (bacteria púrpura, Rhodospirillaceae),

Chlorobium (bacteria verde del azufre, Chlorobiaceae),

Heliobacterium ( bacteria Gram positiva, Heliobacteriaceae), Nostoc (cianobacteria, Nostocaceae).

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Fotótrofos oxigénicos

Tipo Pigmentos Donador de

electrones Fuente de carbono

Cianobacterias Chl a, ficobilinas H₂O CO₂

Prochloron Chl a, Chl b H₂O CO₂

Chlorothrix Chl a, Chl b H₂O CO₂

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Cianobacterias

Bacterias Gram negativas que llevan a cabo la fotosíntesis oxigénica, son las responsables de la conversión de la atmósfera de anóxica a óxica.

Solo poseen un tipo de clorofila, la

Chl a, además de pigmentos

característicos de biliproteínas, las

ficobilinas, las cuales funcionan como pigmentos accesorios.

Las ficobilinas están unidas covalentemente a proteínas de unión específicas, formando las ficobiliproteínas, que se asocian en

complejos ordenados llamados ficobilisomas.

Estos representan las principales estructuras de captación de luz en estos microorganismos.

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Ficobilinas

Algunas cianobacterias

producen ficoeritrina, un

pigmento rojo y las especies

poseen pigmentos de color rojo o café. También las algas rojas poseen este pigmento.

Una clase de ficobilinas, las ficocianinas son color azul y junto con el verde de la Chl a, son las responsables del color azul-verde de las bacterias.

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Ficobiliproteínas y ficobilisomas

Las ficobiliproteínas son tetrapirroles de cadena abierta rojos o azules acoplados a proteínas.

Ficoeritrina (PE), absorbe a

longitudes de onda próximas a 550nm.

Ficocianina (PC), absorbe a

620nm.

Aloficocianina (AP), absorbe

aproximadamente a 650nm.

La energía de los fotones absorbidos por PE o PC es transmitida por AP a la clorofila a del centro de reacción del fotosistema II

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Ficobilisomas

Biochim Biophys Acta (2009) 1787(4):272-279.

Los ficobilisomas se

encuentan unidos a las membranas

fotosintéticas.

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Tipos de cianobacterias

1. Unicelulares que se dividen por fisión binaria.

2. Unicelulares que se dividen por fisiones múltiples (colonias).

3. Filamentosas que se dividen por fisión binaria en un solo plano.

4. Filamentosas conteniendo células diferenciadas llamadas

heterocistos que tienen como función la fijación de nitrógeno.

5. Filamentosas con bifulcaciones.

Synechococcus Oscillatoria

Chroococcidiopsis Nostoc

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Variaciones estructurales

Envolturas mucilaginosas. Membranas fotosintéticas. Vacuolas gaseosas. Cianoficinas. Synechococcus Gloeothecea Microscystis Oscillatoria sp

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Variaciones estructurales

Heterocistos. Carecen del fotosistema II (habilidad de producir

O₂), fijan el N₂, lo reducen a NH₃ y lo transfieren para formar glutamina que es transferido a las células vegetativas que fijan CO₂ y producen O₂.

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Variaciones estructurales

http://aquaticpredators.com/forums/in dex.php?showtopic=27445

Gliding motility. Desplazamiento por la propulsión de

polisacárido.

Acinetos. Estructuras de resistencia de las que protegen a la

bacteria en periodos de oscuridad, desecación o disminución en la temperatura.

http://www.ims.uconn.edu/~avd/Mole cularNozzle.html

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Fotótrofos anoxigénicos

Púrpuras del azufre Bchl a o Bchl b H₂S, Sº, S₂O₃2-_{, H} 2, compuestos orgánicos CO_2, compuestos orgánicos Púrpuras no del

azufre Bchl a o Bchl b H2orgánicos y , compuestos algunos H₂S

CO_2, compuestos

orgánicos

Púrpuras del azufre: Chromatium vinosum,

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Bacterias púrpura

Contienen bacterioclorofila y pigmentos carotenoides lo que les proporciona colores como el púrpura, el rojo y el café. Sintetizan un sistema fotosintético de membranas intracitoplasmáticas donde son insertados los pigmentos. Crecimiento autotrófico por el ciclo de Calvin y heterotrófico.

Bacterias púrpura del azufre. Utilizan el H₂S como donador para la

reducción del CO₂. El sulfuro es oxidado a azufre elemental (Sº) que es almacenado en glóbulos.

Bacterias púrpura no del azufre. Pocas pueden emplear H₂S como

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Fotótrofos anoxigénicos

Verdes del azufre Bchl a y c, d, o e H₂S, Sº, S₂O₃2-_{, H}

2 CO2, compuestos orgánicos Verdes no del azufre Bchl a y c, o d compuestos H2S, H2, orgánicos CO_2, compuestos orgánicos Heliobacteria Bchl g Compuestos

orgánicos Compuestos orgánicos

Verdes del azufre: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme

Verdes no del azufre:

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Bacterias verdes del azufre

Fotótrofos anoxigénicos no móviles. Oxidan el H₂S primero a Sº y después a SO₄2-_{. El azufre elemental (Sº) no es}

almacenado y se deposita fuera de la célula.

Algunas especies son fotoheterótrofas aunque la mayoría son fotoautótrofas y emplean el Ciclo de Krebs reverso. Poseen bacterioclorofila a, Bchl c, d, ó e y carotenoides. Sus colores son el verde y el pardo.

Poseen clorosomas, agregados de Bchl envuendo y se anclan a la membrana citoplasmática.

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Clorosomas

http://kchf45.karlov.mff.cuni.c z/~jakub/chlorosome.htm

http://www.bio.ku.dk/nuf/research/chl orosome.htm

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Bacterias verdes no del azufre

Choloflexus. Termófilo, fotótrofo

híbrido que posee Bchl c y

clorosomas, pero además Bchl a

localizada en la membrana citoplasmática formando un centro de reacción como las

bacterias púrpura. http://biology4.wustl.edu/faculty/blanken_{ship/group%20introduction.html} Crece fotoautotróficamente, sin embargo crece mejor en

compuestos orgánicos como fuente de carbono, lo mismo en la oscuridad con compuestos orgánicos por respiración aerobia. Es considerado el más antiguo de los microorganismos fotótrofos anoxigénicos, autotroficamente la incorporación del CO₂ lo

realiza por la vía del Hidroxipropionato, vía que comparte con otros organismos filogenéticamente antiguos.