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www.aulados.net Botánica 2008 El primer ‘salto’ en la diversificación de los seres vivos Procariotas y Eucariotas Si esta separación se considera como el primer gran ‘salto’ en la evolución de los seres vivos 2 Reinos (Prokaryota Eukaryota) PRECAMBRICO Eucariotas unicelulares Proterozoico Fósiles de animales pluricelulares Fósiles de algas pluricelulares Primeros fósiles de eucariotas Transición a una atmósfera oxigenada Procariotas Primeros indicios de seres vivos Arqueozoico Procariotas anaerobios y aerobios Fósiles más antiguos conocidos Rocas mas antiguas conocidas Millones de años Una visión más moderna El analisis comparativo de la secuencia de las moléculas de 16S RNA permitió a Carl Woese en los años 60 establecer que la vida en la Tierra se separó en tres linajes (denominados Dominios) En los años 90 propusieron formalmente reconocer esos grupos como Dominios (i) Eucarya (ii) Bacteria (iii)Archaea Carl Woese Clasificación de los organismos actuales Tres Dominios Procariotas Dominio Archaea Arquebacterias Eubacterias Dominio Bacteria Eucariotas unicelulares algas, hongos protozoos Eucariotas pluricelulares Dominio Eucarya algas hongos plantas terrestres animales Paloma Cubas 1 www.aulados.net Botánica 2008 2 Reinos, 3 Dominios, o 5 Reinos... Eucariotas Procariotas En cualquier caso, existen caracteres suficientes para poder diferenciar los procariotas de los eucariotas, aunque los procariotas se hayan separado en dos grandes grupos (bacterias y arquebacterias) Los Procariotas frente a los Eucariotas presentan numerosos caracteres diferenciales, de distintos tipos: • Moleculares (DNA, RNA, etc..) • Citológicos (orgánulos, núcleo, pared celular, flagelos, ...) • Modos de nutrición, ecología • Complejidad morfológica (niveles morfológicos de organización) • Modos de multiplicación y reproducción PROCARIOTAS - Sin orgánulos rodeados de membrana (sin mitocondrias, plastos, retículo endoplásmico, dictiosomas, etc). Células pequeñas, 1-10μm (bacterias 1-5 μm diám., cianófitas hasta 60 μm, micoplasmas 0.2μm) - Ribosomas 70S (dos subunidades 50S y 30S). Sensibles a drogas como estreptomicina, neomicina, tetraciclina, cloranfenicol, que no afectan a los ribosomas eucarióticos. No asociados a R.E. DNA sin histonas sin nucleosomas 1 cadena circular doble (nucleoide) sin, o casi, sin intrones (secuencias no codificantes) - mRNA sin cap en el extremo 5' (trifosfato de guanina metilado), sin extensión poliA en 3’. 1 RNA polimerasa Ribosoma bacteriano 70S 50 S 30 S 16S rRNA 5S rRNA 21 proteinas 23S rRNA 34 proteinas no rodeado de membrana nuclear - Paredes celulares ausentes o de mureína. (Las arquebacterias tienen proteína o pseudomureína). No celulosa. La mayoría capa mucilaginosa (cápsula, glicocálix) - Flagelos (sólo en bacterias) simples formados por una fibra axial de flagelina (proteína), en 6, 8, o 12 filas con corpúsculo basal pero sin centríolos. 10-20 nm de diámetro N-acetilglucosamina N- acetilmurámico Mureína Enlaces sensibles a lisozimas Enlaces peptídicos L-Alanina Ac. D- glutámico Ac. meso-diaminopimélico D- Alanina Paloma Cubas 2 www.aulados.net Botánica 2008 Gran diversidad metábólica: - anaerobios estrictos, facultativos y aerobios. - Quimioautótrofos, quimioheterótrofos, fotoautótrofos y fotoheterótrofos, con formación de productos como azufre, sulfato, oxígeno, etc. Algunos fijan nitrógeno atmosférico. ¿Qué procariotas estudia la Botánica Cyanobacteria ‘Poca’ complejidad morfológica Unicelulares, sólo en cianófitos cierto grado de agregación entre células (vaina mucilaginosa, microplasmodesmos) y cierta diferenciación celular (heterocistes y acinetos) División celular por fisión binaria. Reproducción sexual unidireccional (rara) Arbol filogenético de Archaea Arbol filogenético de Bacteria Div. Cyanophyta (cianófitos, cianobacterias, algas azul-verdosas) Son procariotas fotoautótrofos, productores de oxígeno Anabaena Div. Cyanophyta (cianófitos, cianobacterias, algas azul-verdosas) Rasgos diferenciales frente a otros procariotas: • Metabolismo: fotoautótrofas oxigénicas, salvo raras excepciones. • Pigmentos: clorofila a ( + clorofila b en proclorófitos) β-caroteno zeaxantina, equinenona, y mixoxantina; Ficobilinas (ficoeritrina y ficocianina asociadas a proteínas) £ ficobilisomas Div. Cyanophyta (cont.) Sustancias de reserva: almidón de cianófitos (≈ glucógeno) cianoficina (polímeros de Arg y Asp) volutina (polifosfatos) • Diversidad morfológica: unicelulares o cenobios Agmenellum Anacystis Arthrospira Vacuolas de gas (con vainas proteícas semicristalinas, no membranas) Carboxisomas, donde se encuentra la RUBISCO (ribulosa-bi-Pcarboxilasa) Aphanizomenon Anabaena Pared celular: mureína (Nacetilglucosamina - Nacetilmurámico), frec. vainas mucilaginosas Sin flagelos Paloma Cubas Rivularia Nodularia Lyngbya Microcoleus 3 www.aulados.net Botánica 2008 •Reproducción sexual: desconocida •Multiplicación: -Fisión celular -Fragmentación Div. Cyanophyta (cont.) Hábitat y ecología: gran amplitud ecológica - libres: planctónicas y bentónicas - simbiontes: con hongos, plantas vasculares, esponjas, etc. - Hormogonios Importancia y usos: • Primeros colonizadores • formación estromatolitos • producción de O2 - Endosporas •Fijación de N2£fertilizante “verde” Algunas con capacidad de fijar nitrógeno atmosférico •Alimento (proteínas): Spirulina £Kwashiokor •Tóxicas: blooms (Anabaena, Microcystis) Dominio Bacteria Paloma Cubas Volver a Curso de Botánica 4
