LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS TIPOS CELULARES DOMINIOS* (Woese et al.,1990) TIPOS ORGANISMOS REINOS (Whittaker, 1969) BACTERIAS COMUNES (EUBACTERIAS) 1. BACTERIA CIANOBACTERIAS (algas verde-azules) PROCARIOTA 2. ARCHAEA MICROBIOS EXTREMÓFILOS** (ARQUEOBACTERIAS): hipertermófilos, psicrófilos, halófilos, acidófilos, alcalinófilos, termoacidófilos, metanógenos 1. MONERA PROTOZOOS CRISOFITAS (algas diatomeas) 2. PROTISTA EUGLENOIDES EUCARIOTA 3. EUCARYA PROTISTAS ALGALES (algas verdes, pardas y rojas) MOHOS,HONGOS 3. HONGOS BRIOFITAS Y TRAQUEOFITAS 4. PLANTAS VERTEBRADOS E INVERTEBRADOS 5. ANIMALES * Peirce, Susan. 1999. Three Domains, Not Five Kingdoms: A Phylogenetic Classification System. The American Biology Teacher, Vol.61, Nº2(February):132-136. * Doolittle, W. F. 1999. Phyllogenetic Classification and the Universal Tree. Science, Vol.284:2124-2128. * Doolittle, W. F. 2000. Uprooting the Tree of Life. Scientific American, Vol.282: 72-77. **Madigan, M. & B.L. Marrs. 1997. Extremophiles. Scientific American, April: 82-87. Referencias en la WEB: http://sidwell.edu/us/science/vlb5/Labs/Classification_Lab/classification_lab.html http://www.rkm.com.au/CELL/Archaea/index.html Life at High Temperatures (by Thomas D. Brock) http://www.bact.wisc.edu/Bact303/b27 Tus Posibles Pasados (Por Owen S. Wangensteen) http://www.arrakis.es/~owenwang/articulos/pasados.htm Organismos extremófilos: la temperatura http://www2.danival.org/extremofilos/extrem_204_temp2.html Sistema de Clasificación Filogenético El sistema de clasificación filogenético, propuesto por Woese a fines de la década de 1970, consiste de una separación de las diferentes formas de vida en tres dominios o linajes evolutivos (que fueron nombrados como bacteria, archaea y eucarya), atendiendo a información de secuencias (=orden de los nucleótidos) del ácido ribonucleico ribosomal (ARNr), un tipo particular de ARN presente en los ribosomas (los ribosomas son los "sitios celulares" que se encargan de sintetizar las proteínas). Este método de clasificación permite establecer una filogenia molecular, o sea, establecer la historia evolutiva de un grupo de organismos, basada en la comparación de secuencias y valoración de las diferencias y similitudes entre ellas. UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. El fundamento teórico que sirvió de base para usar información molecular con el fin de realizar una clasificación de los organismos es la siguiente. Todos los genes (=fragmentos de ácidos nucleicos con secuencias únicas de nucleótidos) sirven como un "plano" para la fabricación de proteínas específicas. Sin embargo, los genes son susceptibles a cambios en sus secuencias (estos cambios reciben el nombre de mutaciones); algunas veces, esto altera la proteína codificada. Las mutaciones genéticas que no afectan la función de una proteína o que la mejoran, se acumulan a través del tiempo. Si dos especies se derivan de un ancestro común, las secuencias de nucleótidos en sus genes también manifestarán cambios; en este caso, las secuencias nucleotídicas de ambas presentarán regiones comunes (por estar relacionadas evolutivamente) y algunas diferencias (por ser especies diferentes). A medida que transcurre el tiempo, las diferencias genéticas aumentan; entonces los investigadores pueden reconstruir el pasado evolutivo de las especies vivientes (pueden construir sus árboles filogenéticos al valorar los cambios en las secuencias de los genes). En el caso del ARNr, éste sirve como un "cronómetro molecular universal". Como consecuencia de la aplicación de las técnicas de secuenciación, para realizar una clasificación con información filogenética, se encontró que el reino monera en realidad estaba formado por dos grandes grupos de organismos (bacteria y archaea), que aunque guardan gran similitud morfológica, son muy distintos desde el punto de vista genético y bioquímico. Los resultados de estos estudios revelaron que archaea es un grupo filogenéticamente único, con secuencias nucleotídicas muy distintas a las que presentan las bacterias comunes. Estudios posteriores a nivel bioquímico, han fortalecido la noción que el grupo archaea es diferente al grupo bacteria, en varios aspectos: la pared celular de archaea tiene diferentes componentes, pero nunca peptidoglucano que es un componente importante de la pared celular bacteriana; la membrana celular de archaea está compuesta de lípidos únicos, que son muy distintos en sus propiedades físicas, constituyentes químicos y enlaces, a los lípidos de las bacterias; las proteínas de archaea responsables de muchos procesos celulares críticos (tales como la transcripción y traducción genética) tienen distinta estructura de aquellas con la misma función, presentes en bacterias. La ARN polimerasa (importante en la transcripción) de archaea tiene más semejanza con la de los eucariotas que con las bacterias; los componentes proteicos de los ribosomas, que traducen los ARN de archaea, son también más parecidos a los que se encuentran en los eucariotas. DIFERENCIA ENTRE LOS TIPOS CELULARES PROCARIOTA Y EUCARIOTA UNAM, CCH. CARACTERÍSTICAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS ENVOLTURA NUCLEAR NO HAY NÚCLEO DIFERENCIADO SI HAY NÚCLEO DIFERENCIADO NUCLEOLO NO SI MEMBRANAS INTERNAS NO SI ORGANELOS MEMBRANOSOS NO SI RIBOSOMAS 70 S 80 S ADN DESNUDO COMBINADO CON PROTEINAS UBICACIÓN DEL MATERIAL GENETICO DISPERSO EN CITOPLASMA DENTRO DEL NUCLEO CROMOSOMAS UNO (generalmente circular) VARIOS (forma lineal) Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. PARED CELULAR SÍ (NO CELULOSICA) SÓLO EN PLANTAS (CELULOSICA ) CELULAS PROCARIOTAS No tienen un núcleo verdadero (sin núcleo diferenciado), en su lugar hay una o más regiones menos densas de forma irregular en el interior del citoplasma (cuando se observa a través del microscopio electrónico). Esta región recibe el nombre de área nuclear, núcleo bacteriano o nucleoide. No existe membrana alrededor del nucleoide, por tanto el material genético no se encuentra separado del citoplasma. Componentes básicos de la célula procariota: Pared celular (excepto micoplasma, que son los procariotas más pequeños que se conocen). Membrana celular. Citoplasma Nucleoide Ribosomas Ejemplos de células procariotas: Cianobacterias y Bacterias comunes (Dominio Bacteria). Microbios extremófilos (Dominio Archaea: metanógenos, halófilos, hipertermófilos, etc) CIANOBACTERIAS (=cianófitas,=cianoclorontas,=algas verde-azules) Son organismos unicelulares, ya que cada célula puede existir independientemente de las demás. Parecidos estructuralmente a las bacterias comunes, pero son más grandes. Muchas están cubiertas de una sustancia mucilaginosa o mucilágeno. o Es una capa viscosa y gelatinosa que envuelve externamente a las células. o Está constituida de carbohidratos complejos (sustancias pécticas). o Las protégé de la pérdida de humedad. La mayoría se encuentran organizadas en colonias filamentosas o globulares. Presentan pared celular (compuesta por ác. Murámico, glucosamina, y glucopiranosa). Son organismos fotosintéticos. o Su principal pigmento fotosintético es la clorofila a (color verde); pero además, tienen ficocianina (color azul) y ficoeritrina (color rojo), estos últimos sólo están presentes en ellas y en las algas rojas. Usualmente se reproducen por fisión binaria; algunas por esporas y pocas por gemación. Producen una sustancia de reserva llamada almidón cianofíceo, solo producido por ellas. Son cosmopolitas o sea que viven en casi cualquier lugar: agua dulce o salada, superficies rocosas o troncos, aguas termales o regiones frías . Generalmente, las masas limosas de estanque u otras superficies están constituidos de algas verde-azules. Tienen importancia ecológica: o Algunos son fijadores de nitrógeno (Nostoc, Oscillatoria,etc) o Todas son fotosintéticas. o Son colonizadores pioneros en la sucesión ecológica (fase inicial es la lava u otros sustratos rocosos). o Participan en la degradación de la materia orgánica. Ejemplos de algas verde-azules más comunes: Oscillatoria, Anabaena, Nostoc, Rivularia, Chroococcus. IR AL PROCEDIMIENTO DEL LABORATORIO (Bacterias Comunes)----> IR AL PROCEDIMIENTO DEL LABORATORIO (Cianobacterias)----> UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales. LECTURAS DE BIO-II, 1ª UNIDAD. FOTOS DE CIANOBACTERIAS EN LA WEB: http://www.dipbot.unict.it/sistematica_es/Cyanoind.html EUCARIOTAS CARACTERISTICAS: Células en donde observamos un núcleo verdadero. Presencia de diversos organelos membranosos. Células de diversas formas y tamaño. Hay gran diversidad morfológica. Algunas presentan estructuras especiales para la locomoción (reino protista: muchos protozoos). Los hay unicelulares y multicelulares. Algunos efectúan fotosíntesis (euglenoides, crisófitas o diatomeas, protistas algales, plantas). Organelo: estructura o compartimento subcelular que realiza una función específica (el más notable es el núcleo). PRINCIPALES COMPONENTES DE LA CELULA EUCARIOTA: Membrana celular (=membrana plasmática, =plasmalema). Citoplasma. Núcleo y otros organelos membranosos. Ribosomas. Citoesqueleto. ORGANIZACIÓN DE LA CELULA EUCARIOTA: Existencia de compartimentos separados físicamente del plasmalema (el más notable es el núcleo). ADN organizado en cuerpos complejos llamados cromosomas (complejos de nucleoproteínas). Envoltura nuclear formada por 2 membranas salpicadas de poros (orificios nucleares). INVESTIGACIÓN ACERCA DE ORGANELOS: 1. Hacer una lista de los diferentes organelos que pueden encontrarse en células eucariotas (además, anotar brevemente la principal función que lleva a cabo cada uno de ellos). 2. Separar los organelos anotados en organelos rodeados de membranas y organelos no membranosos. 3. Hacer lista de organelos que sólo se encuentran en células animales y aquellos que sólo se encuentran en células vegetales. UNAM, CCH. Plantel Oriente. Área de Ciencias Experimentales.