Tema 11 - Bacterias fotosintéticas PDF

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Tema 11: Bacterias fotosintéticas.

1.- Generalidades: La fotosíntesis es un proceso basado en un sistema de captación de E mediante bacterioclorofilas en las que la luz incide sobre un pigmento que se excita y transfiere sus e - a diferentes elementos. Salvo Cianobacteria y plantas, en las que donador es el agua, el resto de organismos fotosintéticos son de fotosíntesis anoxigénica . La fotosíntesis se presenta en dos líneas evolutivas diferentes, en Negibacteria y en Posibacteria, y presenta caracteres comunes, tales como la bacterioclorofila a o la posición del centro de reacción en la MP.

2.- Bacterias verdes: 2.1.- Bacterias verdes del azufre (Chlorobi): Presentan bacterioclorofila c, d o e, PSI (ferredoxina) y autotrofía por inversión del ciclo del ácido cítrico. Donan su sistema fotosintético por transmisión lateral de genes (LTG) a Heliobacteria. Presentan un depósito de S en el exterior, pues emplean HS2 como donador, y clorosomas, vesículas de acumulación de pigmentos fotosintéticos que tienen función fotosintética.

2.2.- Bacterias verdes no del azufre (Chloroflexi): Son fotoheterótrofas , es decir, toman la luz como fuente de energía y compuestos orgánicos como fuente de C (es por ello por lo que se denominan no del S, ya que no utilizan este elemento como fuente de C). Sin embargo, algunos géneros son capaces de crecer fotoautotróficamente. Realizan fotosíntesis anoxigénica y son termófilas; habitan en fuentes termales y en zonas marinas poco profundas. Presentan fotosistema II (con un espectro de absorción a 860nm) y no presentan ferredoxina, por lo que para obtener E realizan un fenómeno de inversión de e -. Presentan clorosomas, diferentes a los de bacterias verdes del azufre. Son sistemas antena gigantes que, a diferencia de los pigmentos antena de otros fotótrofos, no presentan asociadas a proteínas las moléculas de bacterioclorofila. Los clorosomas contienen bacterioclorofila c, d o e (en el caso de Chloroflexi, sólo presentan bacterioclorofila c (en concreto cs)). La luz absorbida por estas

bacterioclorofilas se transfiere en forma de E a la bacterioclorofila a localizada en el centro de reacción en la membrana citoplasmática donde se fabrica ATP. De esta manera, podemos afirmar que gracias a la presencia de clorosomas los microorganismos pueden vivir hasta ciertas profundidades, ya que son capaces de crecer a intensidades de luz bajas (es uno de los grupos que mejor aprovecha la luz infrarroja). Además, explica el hecho de que las bacterias verdes no del S vivan debajo de las bacterias rojas.

3.- Bacterias rojas: 3.1.- Bacterias rojas del azufre: Presentan bacterioclorofila a y b y fotosistema II (PSII). Pertenecen a Negibacteria y a Gammaproteobacteria. Realizan una fotosíntesis anoxigénica, con un fotosistema igual al de las bacterias verdes del S: el P 780 se activa y pasa los e- (que provienen del sulfhídrico) a la bacterioclorofila y de ahí a la quinona, produciendo NADH y ATP. Según como almacenen el S, distinguimos: -Familia Chromatiaceae: En espacio periplásmico. -Familia Ecthothiorhodospiraceae: Depósito en superficie. Presentan lamelas. Habitan en zonas anóxicas e iluminadas de lagos y otras masas de agua en las que se acumula SH2, preferentemente en lagos meromícticos.

3.2.- Bacterias rojas no del azufre: Pertenecientes a Alphaproteobacteria (Géneros Rhodospirillum, Rhodobacter y Rhodopseudomonas) y Betaproteobacteria (Géneros Rubrivirax y Rhodoferax). Son fotoheterotrofas, que utilizan como fuente de e - ácidos grasos, aas, alcoholes, compuestos aromáticos o azúcares. Presentan bacterioclorofila a y b, pudiendo usar como donadores de e- H2, SH2 o F2+. También son capaces de fijar N. Existe un subgrupo de bacterias rojas no del S anoxigénicas, anaerobias y heterótrofas estrictas que fotosintetizan anóxicamente en condiciones óxicas. Presentan una gran variabilidad de carotenos, teniendo una gama de colores que va desde rojos y naranjas hasta azules.

4.- Phylum Cyanobacteria: Presentan PSI y PSII (obtenido mediante TLG). Tienen fotosíntesis oxigénica. Son los primeros fotótrofos oxigénicos que aparecieron en la Tierra y están relacionados con los cloroplastos, ya que dicha estructura deriva de estos microorganismos mediante una endocitobiosis primaria. Realizan la fotosíntesis en los tilacoides (a excepción de una sp que la realiza en la MP), en los que presentan ficobilisomas (complejo proteico que reúne los pigmentos antena). 1.- Pleurocapsales: Presentan fisión múltiple. 2.- Nostocales: Cianobacterias filamentosas fijadoras de N capaces de formar heterocistos. 3.- Stigonematales: Cianobacterias filamentosas con ramificaciones, fijadoras de N y formadoras de heterocistos.

5.- Phylum Acidobacteria: Organismos fotoheterótrofos aerobios que presentan clorosomas y bacterioclorofilas. Sólo se conoce una sp, Chloroacidobacterium thermophilum, recientemente descubierte y aún no muy estudiada.

6.- Phylum Firmicutes. Orden Clostridiales, género Heliobacterium: Han adquirido el aparato fotosintético por TLG de Chlorobi (bvS), por lo que todas las características fotosintéticas del grupo son aplicables a las de éste. No obstante, presentan bacterioclorofila g e hidroxibacterioclorofila a (sustituye a la bacterioclorofila a)....