1. describe como está conformada la pared celular de las bacterias, arqueas y cianobacterias. Arqueas La pared celular de ciertas Archaea metanógenas contiene una molécula con un parecido notable al peptidoglicano, un polisacárido llamado pseudomureína . El esqueleto de la pseudomureína está formado por unidades repetitivas alternantes de Nacetilglucosamina (también presente en el peptidoglicano) y ácido N-acetiltalosaminurónico; este último sustituye al ácido N-acetilmurámico del peptidoglicano. La pseudomureína también se diferencia del peptidoglicano en que los enlaces glicosídicos entre los azúcares son -1,3 en lugar de -1,4, y los aminoácidos son todos estereoisómeros l (Figura 2.30). Se piensa que el peptidoglicano y la pseudomureína surgieron por evolución convergente después de que divergieran Bacteria y Archaea o, más probablemente, por evolución a partir de un polisacárido común presente en la pared celular del ancestro común de los dominios Bacteria y Archaea. Las pareces celulares de otras Archaea carecen de pseudomureína y en su lugar tienen otros polisacáridos. Por ejemplo, las especies de Methanosarcina tienen una pared polisacarídica gruesa compuesta por polímeros de glucosa, ácido glucurónico, el ácido urónico de la galactosamina y acetato. Las Archaea halófilas extremas como Halococcus, que están emparentadas con Methanosarcina, tienen la pared celular similar, también muy sulfatada. Capas S El tipo más habitual de pared celular en Archaea es la capa superficial paracristalina o capa S, formada por moléculas entrelazadas de proteínas o glicoproteínas. La pared celular de algunas Archaea, como el metanógeno Methanocaldococcus jannaschii, está formada solo por capa S. Por tanto, las capas S son lo suficientemente fuertes para resistir presiones osmóticas por sí solas. No obstante, en muchos organismos las capas S están presentes junto a otros componentes de pared, normalmente polisacáridos. Al carecer de peptidoglicano, las Archaea son resistentes de manera natural a las lisozimas (Figura 2.30) y a la penicilina, agentes que destruyen el peptidoglicano o interrumpen su biosíntesis. Cianobacterias La pared celular de las cianobacterias contiene peptidoglicano y su estructura es semejante a la de las bacterias gramnegativas. Lo que hace única a la pared celular de las cianobacterias son las capas mucilaginosas que la rodean. Estas capas están compuestas principalmente por polisacáridos Las capas mucilaginosas tienen varias funciones, como proteger a las cianobacterias de la desecación, ayudar en la flotación y mantener una estructura tridimensional. 2.-Explica el fundamento del uso de los colorantes que se utiliza en la técnica de Gram. Las tinciones que tiñen de colores diferentes tipos distintos de células se llaman tinciones diferenciales. Un proceso de tinción diferencial muy importante que se usa en microbiología es la tinción de Gram (Figura 2.4). Según sea el resultado de esta tinción, las bacterias se pueden dividir en dos grandes grupos: las grampositivas y las gramnegativas. Una vez teñidas, las bacterias grampositivas se muestran de color morado y las gramnegativas de color rosa. . La diferencia de color en la tinción de Gram se debe a diferencias en la estructura de la pared celular de las células . Si se utiliza un colorante básico como el cristal violeta, que tiñe las células de morado, el tratamiento posterior con etanol decolora las células gramnegativas pero no las grampositivas. Si luego realizamos una tinción de contraste con un colorante diferente, normalmente la safranina, de color rojo, se pueden distinguir los dos tipos de células al microscopio por su color (Figura 2.4b). La tinción de Gram es el procedimiento más habitual de tinción en microbiología, y normalmente se usa como primer paso para la caracterización de bacterias recién aisladas. Si se dispone de un microscopio de fluorescencia, la tinción de Gram se puede reducir a un solo paso, porque las células grampositivas y las gramnegativas emiten fluorescencia de distinto color cuando se tratan con una sustancia especial . 1. Decoloración: El paso crítico en la técnica de Gram es la decoloración con etanol o una mezcla de etanol y acetona. Este paso elimina el exceso de cristal violeta de las bacterias. Aquí es donde se evidencian las diferencias estructurales entre las bacterias Gram-positivas y Gram-negativas: Bacterias Gram-positivas: La capa gruesa de peptidoglicano retiene fuertemente el complejo de cristal violeta y yodo, por lo que las bacterias Gram-positivas retienen el colorante y se tiñen de púrpura. Bacterias Gram-negativas: La capa más delgada de peptidoglicano en las bacterias Gram-negativas no retiene el colorante tan fuertemente, lo que permite que el complejo de cristal violeta e yodo se disuelva durante la decoloración. 2. Tinción de contraste: Para las bacterias Gram-negativas, se aplica un colorante de contraste, como la safranina, que tiñe las bacterias en un color rojo-rosado. Las bacterias Gram-positivas ya están coloreadas con el cristal violeta y el yodo, por lo que no necesitan tinción adicional. Células gramnegativas Linaje filogenético principal de las células procariotas, que poseen una pared celular que contiene relativamente poco peptidoglicano, y una membrana externa compuesta de lipopolisacáridos, lipoproteínas y otras macromoléculas complejas; se tiñe de rosa mediante la tinción de Gram. Células grampositivas Linaje filogenético principal de células procariotas, cuya pared celular está constituida principalmente por pepeptidoglicanos; se tiñen de violeta con la tinción de Gram. Tinción de Gram Técnica de tinción diferencial mediante la cual las células se tiñen de rosa (las gramnegativas) o de violeta (las grampositivas), dependiendo de su conformación estructural. 3.- Explica como es el proceso de fijación de nitrógeno de las cianobacterias y qué diferencia hay con la fijación de nitrógeno de las bacterias. Menciona tres ejemplos que indiquen su beneficio en los ecosistemas y la economía. Muchas cianobacterias son capaces de fijar nitrógeno (Figura 14.3). No obstante, la enzima nitrogenasa es inhibida por el oxígeno, de modo que la fijación de nitrógeno no es compatible con la fotosíntesis oxigénica ( Sección 3.17). Las cianobacterias han desarrollado diversos mecanismos reguladores para separar la actividad de la nitrogenasa de la fotosíntesis ( Sección 7.13). Por ejemplo, muchas cianobacterias unicelulares, como Cyanothece y Crocosphaera (Figura 14.7a), fijan nitrógeno solamente por la noche, cuando la fotosíntesis no tiene lugar. En cambio, la cianobacteria filamentosa Trichodesmium (Figura 14.7b) fija el nitrógeno solo durante el día a través de un mecanismo que todavía no se conoce bien pero parece necesitar la supresión transitoria de la actividad fotosintética de los filamentos. Por último, muchas cianobacterias filamentosas de las Nostocales y las Stigonematales facilitan la fijación del nitrógeno formando células especializadas llamadas heterocistos, bien en los extremos de los filamentos (Figura 14.8a, b) bien a lo largo de ellos (Figura 14.8c, d). 4.- Explica por qué es importante el conocimiento de los florecimientos de cianobacterias en cuerpos de agua dulce, toma en cuenta aspectos económicos, salubres y biológicos. 1. Salud humana: Las cianobacterias, en ocasiones, producen toxinas conocidas como cianotoxinas. Cuando se produce un florecimiento de cianobacterias y las cianotoxinas están presentes en niveles elevados, representan un riesgo para la salud humana. La exposición a estas toxinas a través del consumo de agua contaminada, el contacto directo con el agua o la inhalación de aerosoles tóxicos puede causar una variedad de problemas de salud, incluyendo irritación de la piel y los ojos, problemas gastrointestinales e incluso efectos más graves, como daño hepático, neurotoxicidad y problemas respiratorios. 2. Impacto en la vida acuática: Los florecimientos de cianobacterias pueden afectar negativamente a la vida acuática. Estas bacterias pueden agotar el oxígeno en el agua, lo que lleva a la hipoxia, un fenómeno en el que los niveles de oxígeno disuelto en el agua son insuficientes para mantener la vida de peces y otros organismos acuáticos. Esto puede resultar en la muerte masiva de peces y otros seres vivos, lo que a su vez altera el equilibrio ecológico del ecosistema. 3. Calidad del agua: Los florecimientos de cianobacterias pueden empeorar significativamente la calidad del agua. Estas bacterias pueden producir sustancias químicas que afectan el sabor y el olor del agua, lo que hace que sea menos agradable para el consumo humano. Además, pueden liberar nutrientes como el fósforo y el nitrógeno, que pueden contribuir a la eutrofización de los cuerpos de agua dulce. La eutrofización es un proceso en el que se acumulan nutrientes en el agua, lo que fomenta el crecimiento excesivo de algas y plantas acuáticas, perturbando aún más el equilibrio del ecosistema. 4. Impacto en la recreación y el turismo: Los florecimientos de cianobacterias pueden tener un impacto negativo en la recreación y el turismo en áreas con cuerpos de agua dulce. Cuando se detectan altos niveles de cianotoxinas en el agua, las autoridades pueden emitir advertencias o prohibiciones para nadar, pescar y realizar otras actividades recreativas en el agua. Esto afecta tanto a la economía local como a la calidad de vida de las comunidades que dependen del turismo y la recreación en cuerpos de agua. 5. Monitoreo y gestión: El conocimiento de los florecimientos de cianobacterias es esencial para la gestión y mitigación de estos eventos. Los científicos y las autoridades pueden monitorear la calidad del agua y la presencia de cianobacterias, lo que les permite tomar medidas preventivas y correctivas cuando sea necesario. Esto puede incluir la aplicación de tratamientos para controlar los florecimientos, la educación pública sobre los riesgos asociados y la implementación de políticas de manejo sostenible de recursos hídricos. 5.- Explica al menos cinco diferencias entre las arqueobacterias y las cianobacterias. Menciona algunos ejemplos. 1. Dominio: Las arqueobacterias pertenecen al dominio Archaea, mientras que las cianobacterias pertenecen al dominio Bacteria. Aunque ambas son bacterias, se diferencian a nivel de dominio. 2. Pared celular: Las arqueobacterias tienen una pared celular compuesta principalmente de pseudopeptidoglicano, mientras que las cianobacterias tienen una pared celular que contiene peptidoglicano. Esta diferencia en la composición de la pared celular es significativa desde una perspectiva estructural y funcional. 3. Membrana plasmática: La composición de las membranas plasmáticas es diferente entre los dos grupos. En las arqueobacterias, las membranas plasmáticas están compuestas por lípidos isoprénicos, mientras que en las cianobacterias, predominan los lípidos glicerol-éter. 4. Metabolismo fotosintético: Las cianobacterias son conocidas por llevar a cabo la fotosíntesis oxigénica, un proceso que implica la producción de oxígeno a partir de la absorción de luz solar y la conversión de dióxido de carbono en carbohidratos. En contraste, las arqueobacterias generalmente no realizan la fotosíntesis oxigénica. 5. Ejemplos representativos: Arqueobacterias: Methanococcus: Este género de arqueobacterias es conocido por su capacidad de producir metano y se encuentra en ambientes anaeróbicos, como los sedimentos marinos y los intestinos de animales rumiantes. Halobacterium: Este género incluye arqueobacterias halófilas extremas que prosperan en ambientes salinos, como las salinas y los lagos salados. Cianobacterias: Anabaena: Un género de cianobacterias que pueden fijar nitrógeno atmosférico y formar colonias filamentosas. También pueden llevar a cabo la fotosíntesis oxigénica. Microcystis: Cianobacterias unicelulares que son conocidas por producir toxinas y pueden causar florecimientos de algas en cuerpos de agua dulce.
