Arbol filogentico de los principales linajes de Bacteria

Arbol filogenético de los principales linajes de Bacteria basado en la comparación de secuencias de ARNr 16 S

TAXONOMÍA DEL DOMINIO BACTERIA PROTEOBACTERIAS 1. Bacterias rojas fotosintéticas purpúreas. Bacterias quimiolitotrofas. Bacterias metanotrofas y metilotrofas. 2. Grupo de Pseudomonas. Bacterias del ácido acético. Bacterias del grupo de Rhizobium. 3. Bacterias entéricas. Vibrio y Photobacterium. Pasteurella y Haemophilus. 4. Neisseria. Legionella. Bordetella. Brucella. Francisella. Las Rickettsias. 5. Bacterias con vaina. Bacterias espiriladas y curvadas, Bacterias gemantes y/o con apéndices. 6. Bacterias reductoras del sulfato y del azufre. Bdellovibrio. Las mixobacterias. Campylobacter. Helicobacter. BACTERIAS GRAM + 1. Bacterias Gram + de bajo contenido en G+C. 2. Bacterias Gram+ de alto contenido en G+C. BACTERIAS FOTOSINTÉTICAS NO PROTEOBACTERIAS 1. Las Cianobacterias y las Proclorales. 2. Bacterias verdes. LAS ESPIROQUETAS OTROS LINEAS FILOGENETICAS Nitrospira. Chlamydia. Planctomyces y Pirella. Verrucomicrobia. Cytophaga. Delferibacter. Flavobacteria. LINEAS MÁS ANTIGUAS Deinococcus. Thermotoga. Thermodesulfobacterium. Aquifex.

Son bacterias Gram – de morfología muy diversa Presentan una gran diversidad de tipos metabólicos: Fotosíntesis Quimiolitotrofía Respiración aerobia y anaerobia Fermentación Incluyen la mayoría de las bacterias conocidas de importancia clínica, industrial y agrícola

Proteobacterias: Bacterias rojas fototrofas Géneros clave: Chromatium Ectothiorhodospira Rhodobacter Rhodospirillum - Realizan la fotosíntesis anoxigénica - Contienen bacterioclorofila y carotenos que son los responsables del color rojo, púrpura y marron Las membranas fotosíntéticas intracelulares se generan por invaginación de la membrana plasmática Existen dos grupos de bacterias rojas: Bacterias rojas del azufre Bacterias rojas no del azufre

Bacterias Rojas del Azufre Usan SH 2 como dador de electrones para la reducción fotosintética del CO 2 SH 2 → So (almacenado en la célula) → SO 42 - Pertenecen a la clase de γ-Proteobacteria Chromatium almacena granos de S Ectothiorhodospira produce S fuera de la célula Halorhodospira es halófila extrema Viven en zonas anóxicas de hábitats acuáticos donde se acumula SH 2 y llega la luz, como lagos o fuentes sulfurosas Diversas morfologías de las bacterias rojas del azufre

Bacterias Rojas no del azufre Granulos de poli-β-hidroxibutirato Pertenecen a la clase de α o β Rhodobacter Rhodospirillum Tienen un metabolismo versátil Principalmente son fotoheterótrofas. Usan compuestos orgánicos como fuente de carbono (ácidos grasos; aminoácidos; azúcares; compuestos aromáticos) Pueden ser fotoautótrofas. Usan H 2 o bajos niveles de SH 2 para reducir el CO 2 Pueden ser quimioorganotrofas en oscuridad, y realizan respiración anaerobia o fermentación Rhodobacter capsulatus

Proteobacterias: Bacterias Nitrificantes Pertenecen a la clase α β γ de Proteobacterias Bacterias quimiolitotrofas que usan compuestos reducidos de N como fuente de energía La nitrificación es el resultado de la acción secuencial de dos grupos separados de bacterias Se encuentran en el suelo y en el agua, donde haya una elevada producción de NH 3. Descomposición de proteínas, alcantarillado, plantas depuradoras, vertidos de aguas residuales. Nitrosomonas NH 3 + 1 ½ O 2 NO 2 - + H 2 O Nitrococcus NO 2 - + ½ O 2 NO 3 - Poseen un sistema de membranas internas donde se localiza el enzima clave de la oxidación del amoniaco, la AMONIACOMONOOXIGENASA

Quimiolitotrofas SH 2 + 2 O 2 → SO 42 - + 2 H+ Proteobacterias: Bacterias del S Beggiatoa Thiobacillus ferrooxidans Thiobacillus denitrificans

Géneros clave Ralstonia (β-Proteobacteria) Pseudomonas (γ-Proteobacteria) Alcaligenes (β-Proteobacteria) Paracoccus (α-Proteobacteria) Proteobacterias: Bacterias que oxidan el H 2 Bacterias quimiolitotrofas facultativas H 2 + ½ O 2 → H 2 O Contienen HIDROGENASA, enzima clave para la utilización del H 2 Algunas bacterias del hidrógeno son carboxidotróficas Usan la energía de la oxidación del CO a CO 2 Son autótrofas Utilizan el ciclo de Calvin para fijar el CO 2 generado en la oxidación del CO Las bacterias carboxidotróficas funcionan como un sumidero de CO, limpiando la atmósfera de este gas tóxico

Proteobacterias: Bacterias metanotrofas y metilotrofas Géneros clave Methylomonas Methylobacter Pertenecen a alfa y gamma-Proteobacterias Son quimiolitotrofas Usan metano y otros compuestos de un carbono como fuente de carbono y energía Poseen metano monooxigenasa, un enzima clave para la oxidación del metano Metanotrofos simbiontes de mejillones marinos

Proteobacterias oxidativas LAS PSEUDOMONAS • Bacilos rectos o curvados • Tamaño de 0. 5 -1. 0 μm X 1. 5 -4 μm • Sin esporas • Gram negativos • Flagelos polares • Aerobios • Metabolismo respiratorio, nunca fermentativo • Quimioorganotrofos • Utilizan compuestos orgánicos de bajo peso molecular pero no polímeros • Algunas pueden ser quimiolitotrofas, usando H 2 o CO como fuente de energía • Algunas pueden usar nitratos como aceptor de electrones en anaerobiosis Este grupo incluye los Géneros Pseudomonas γ-Proteobacteria Commamonas β-Proteobacteria Ralstonia β-Proteobacteria Burkholderia β-Proteobacteria

GÉNERO Pseudomonas Móviles mediante flagelos polares Gram - Bacilos rectos o ligeramente curvados Degradan glucosa mediante la ruta de Entner-Doudoroff Pseudomonas fluorescentes (Gamma-proteobacterias) Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas fluorescens Pseudomonas putida Pseudomonas syringae Pseudomonas stutzeri Producen pigmentos como piocianina, pioverdina, piorubrina y piomelanina. Algunos actúan como sideróforos en la captación de Fe.

Otras características del género Pseudomonas Poseen citocromo C oxidasa y dan positiva la prueba de la oxidasa También son catalasa positiva Tienen requerimientos nutritivos muy simples (no necesitan factores orgánicos de crecimiento) Son biodegradadores muy activos Participan en el ciclo del C Poseen una gran versatilidad metabólica Pueden utilizar azúcares; ácidos grasos; ácidos di y tricarboxílicos; alcoholes, polialcoholes; compuestos aromáticos; aminoácidos y un largo etc. Son habitantes del suelo, agua dulce, océanos y muchos otros hábitats naturales (están en todas partes). Resistentes a antibióticos Poseen múltiples plásmidos R. Son sensibles a polimixina. Participan activamente en la limpieza del medio ambiente porque degradan muchos contaminantes orgánicos, pero también producen el deterioro de alimentos almacenados Algunas especies son patógenas. Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista que produce infecciones en el sistema respiratorio y urinario. Puede causar infecciones en quemados o en otros casos en que la piel esté dañada. Son causantes de infecciones nosocomiales.

Géneros relacioados con Pseudomonas Xhantomonas fragariae Patógeno de la fresa Burkholderia pseudomallei Causa mielloidosis Zooglea Formadora de flóculos

Proteobacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre Azotobacter γ-Proteobacteria Beijerinckia α-Proteobacteria Derxia α-Proteobacteria Células de Derxia atrapadas en mucosidad Células de Azotobacter cultivadas en 2. 5% de O 2 (poca mucosidad) Enzima clave Nitrogenasa La apariencia brillante de las colonas de Beijerinckia se debe a material de la capsula Son quimioorganotrofos aerobios estrictos Azotobacter cultivada en 25% de O 2 (extensa capa mucosa)

Proteobacterias fijadoras de nitrógeno simbiontes de plantas leguminosas Rhizobium α-Proteobacteria Azorhizobium Bradirizhobium

Agrobacterium tumefaciens Induce la formación de tumores en plantas

Proteobacterias fermentativas: Las Enterobacterias Géneros clave Escherichia Salmonella Proteus Enterobacter Pertenecen a las γ-Proteobacterias Son bacterias quimioorganotrofas anaerobias facultativas Bacilos Gram -, no esporulados, móviles por flagelos peritricos o inmóviles Tienen requerimientos nutritivos simples Fermentan azúcares. Producen ácido en la fermentación de la glucosa Son oxidasa negativas y catalasa positivas Reducen NO 3 - a NO 2 -, pero nunca a N 2 Hay especies que son patógenas para el hombre, animales y plantas. Oras especies son importantes en la industria

Glucosa Fermentación ácido mixta Prueba del Rojo de metilo + Escherichia Salmonella Shigella Citrobacter Proteus Yersinia Fermentación butanodiólica Prueba Voges-Proskawer + Enterobacter Klebsiella Serratia

Diagnóstico simplificado de los principales géneros de Enterobacterias

Escherichia coli • Habitantes del intestino de animales de sangre caliente. • Sintetiza la vitamina K. • La estrella de las enterobacterias. • La más utilizada en estudios genéticos y en Biotecnología. • Utilizada como indicador de contaminación fecal en en análisis microbiológico del agua • Algunas son patógenas, causan diarreas e infecciones urinarias. • Las cepas enteropatógenas poseen el antígeno K que les permite colonizar el intestino delgado. • Producen enterotoxinas semejantes a la toxina colérica.

Salmonella • Habita en el intestino de animales. • Prácticamente todas las especies son patógenas. • S. Typhi produce fiebres tifoideas • S. Thyphimurium causa salmonelosis (gastroenteritis) en humanos. • La salmonelosis se transmite a través de alimentos contaminados con Salmonella Factores de virulencia que son importantes en la patogenia de Salmonella

Yersinia pestis Bubón Yersinia pestis invadiendo los tejidos del pulmón

Diferente morfologías celulares del género Vibrio Bacilos rectos o curvados con flagelos polares o peritricos Vibrio cholerae produce la toxina colérica que desencadena los síntomas del cólera. Esta enfermedad se transmite por el agua • γ-Proteobacteria • Quimioorganotrofo, anaerobio facultativo • Que se diferencia de las enterobacterias por ser oxidasa + y de las Pseudomonas por poseer un metabolismo fermentativo. • Son bacterias acuáticas, de aguas dulces y marinas. • Una especie, V. cholerae, es patógena para el hombre.

Vibrio y Photobacterium son bacterias bioluminiscentes Son bacterias marinas que viven asociadas con peces y emiten luz FMNH 2 + O 2 + RCHO Luciferasa FMN + H 2 O + RCOOH + LUZ • La síntesis de luciferasa se regula mediante autoinducción. • Las células liberan un inductor (Acil homoserina lactona). • Cuando el inductor alcanza una determinada concentración en el medio, se sintetiza el enzima. • Este mecanismo se conoce como QUORUM SENSING

Proteobacterias reductoras de sulfato y del azufre Géneros clave δ Proteobacteria Desulfovibrio Desulfobacter Desulfuromonas Son bacterias quimioorganotrofas y quimiolitotrofas que usan SO 42 - y S 0 como aceptores de electrones en la respiración anaerobia. Y producen SH 2. Como dador de electrones (fuente de energía) usan H 2 y etanol, ácido láctico, pirúvico y ácidos grasos. Se encuentran en ambientes acuáticos y terrestres que se vuelven anóxicos debido a procesos microbianos de descomposición de la materia orgánica. Participan en la corrosión inducida por microorganismos (CIM), tanto de metales (acero) como del cemento. Pueden causar la corrosión de la maquinaria utilizada en la extracción y almacenamiento de petróleo. Pueden causar la corrosión de las tuberías y alcantarillado que transportan las aguas residuales. Las bacterias reductoras de sulfato son anaerobias estrictas. Pero estas bacterias también participan en la degradación de contaminantes y toxinas del ambiente.

PROTEOBACTERIAS FOTOSINTÉTICAS (Fotosínteis anoxigénica) Bacterias Rojas del S: Chromatium y Ectothiorhodospira Bacterias Rojas no del S: Rhodobacter y Rhodospirillum QUIMIOLITOTROFAS Bacterias Nitrificantes: Nitrosomonas y Nitrobacter Bacterias que oxidan azufre: Thiobacillus, Beggiatoa Bacterias que oxidan el Fe: Thiobacillus ferrooxidans Bacterias que oxidan H 2: Ralstonia, Pseudomonas y Paracoccus Bacterias metanotrofas y metilotrofas: Methylomonas y Methylobacter QUIMIOORGANOTROFAS Oxidativas: Las Pseudomonas (Pseudomonas, Commamonas , Ralstonia, Burkholderia) Fijadoras de N 2 de vida libre: Azotobacter, Beijerinckia, Derxia Fijadoras de N 2 simbiontes: Rhizobium, Azorhizobium Fermentativas: Las Enterobacterias (Escherichia; Salmonella; Proteus; Enterobacter; Yersinia) Las vibrionaceas: Vibrio y Photobacterium Anaerobias: Las sulfato-reductoras (Desulfovibrio; Desulfuromonas)