cianobactérias

CIANOBACTÉRIAS
Microcys
tis
primeira descrição de
cianobactéria feita por
Linnaeus em 1755
Oscillatoria
Anaba
ena
bactérias que realizam fotossíntese com
liberação de O2.
nome vulgar: algas azuis
sinônimos:
cianofíceas
cianoprocariontes
Breve histórico
http://imaginationconversion.
wordpress.com/2008/03/07/str
omatolites-are-our-parents-ifyou-believe-that-sort-of-thing/
stromatolitos
• estima-se que o Sistema
Solar tenha sido formado
a 4,5 bilhões de anos
atrás.
• fósseis dos primeiros
microorganismos datam
de 3,5 bilhões de anos.
• organismos pioneiros na
terra (2,8 – 2,5 bilhões de
anos)
• responsáveis pela
formação da atmosfera
atual, enriquecida com O2
Colonizam todo tipo de ambiente
água doce
geiser Sapphire, Nova Zelândia
mar
http://www.unikl.de/FBBiologie/Botanik/bsc_
antarktis.htm
rochas
sedimento
http://www.sbes.stir.ac.uk/research/cehh/pr
ojects.html
http://aem.asm.org/content/vol73/issue9/cover.shtml
http://www.hickerphoto.com/yello
w-cyanobacteria-16840pictures.htm
solos
Como reconhece-las
http://www.rbgsyd.nsw.gov.au/sc
ience/current_research/australia
n_freshwater_algae2/algpic/cyan
obacteria?SQ_DESIGN_NAME
=printer_friendly
Nostoc
Nostoc
http://www.microscopyuk.org.uk/mag/indexmag.html
?http://www.microscopyuk.org.uk/mag/artoct01/pjnos
toc.html
Oscillatoria
Diversidade morfológica
http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html
Diversidade morfológica
células vegetativas
• fotossinteticamente
ativas
• divisão celular ativa
células especializadas
• formam-se a partir de
células vegetativas
heterocitos
acinetos
• sítio de fixação de N2
• no. depende da
disponibilidade de
nutrientes no ambiente
• fotossinteticamente
inativos
• contém cianoglobina
(sequestra O2)
• divisão celular inativa
• tempo de vida limitado
• formação induzida por estresse
abiótico
• fotossinteticamente inativos
• capaz de sobreviver a condições
adversas (acúmulo de reservas)
• divisão celular
induzida por ambiente favorável
heterocito
acineto
Diversidade morfológica
http://www.dr-ralf-wagner.de/Blaualgen.html
Classificação segundo a taxonomia bacteriológica:
(baseia-se na descrição de cultivos axênicos)
• Seção I: Chroococales - cocóides que se
multiplicam por divisão binária;
I
• Seção II: Pleurocapsales - cocóides que se
multiplicam por fissão múltipla;
II
• Seção III: Oscillatoriales - filamentos simples
• Seção IV: Nostocales - filamentos simples
que possuem heterocitos e acinetos;
• Seção V: Stigonematales - filamentosas
ramificadas que possuem heterocitos e
acinetos.
Classificação baseada na morfologia.
Está em revisão!
III
IV
V
Ultra-estrutura celular
célula vegetativa
bainha de mucilagem
parede celular
ficobilissomas
plasmalema
grânulos de glicogênio
PB – corpos de polifosfato
Ph – carboxissomas
R – ribossomos
G – vacúolos gasosos
D – DNA
SG ou CPG – grânulos de
cianoficina
Ultra-estrutura celular
célula vegetativa
bainha de mucilagem:
• não é formada por todos os gêneros
• formação também depende das
características do ambiente
• protege as células contra
dessecação
parede celular:
• semelhante a de bactérias Gram
negativas
http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies
Ultra-estrutura celular
célula vegetativa
Protoplasma –
DNA circular
ribossomos
membranas de tilacóides:
• aparato de captação de luz
grânulos de glicogênio:
• polímero de glicose
• reserva de C para a célula
grânulos de cianoficina:
• polímero de ác. aspártico e arginina
• reserva de N para a célula
corpos de polifosfato
• reserva de P para a célula
Ultra-estrutura celular
célula vegetativa
carboxissomos:
• estruturas com alta concentração de ribulose-1,5-bisfosfato
(fixação de C durante a fotossíntese)
vacúolos gasosos
• vesículas contendo gás, recobertas por proteína
• regulam a posição da célula na coluna d´água
http://www.biologie.unihamburg.de/bonline/library/webb/BOT31
1/Cyanobacteria/Cyanobac
teria.htm
Ultra- estrutura celular
células especializadas
heterocito
• parede celular espessa
• tilacóides com fotossistema
inativo
• contém grânulos de cianoficina
grânulos de
cianoficina
acineto
• parede celular espessa
• sistema de membranas internas
abrigam a nitrogenase
• ligados às células vegetativas
através de poros
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
Diversidade metabólica
Fotoautotróficos: organismos que crescem apenas na presença de luz em
meio inorgânico
Fotoheterotróficos: organismos capazes de utilizar compostos orgânicos
como fonte de C na luz mas não no escuro.
Quimioheterotróficos facultativos: organismos capazes de viver em
ambiente sem luz em meio contendo fonte de C orgânico ou
fototróficamente na luz
Diversidade metabólica
captação de luz
Mg
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
β - caroteno
3333
HHHH
CCCC
3333
H
C
3333
H
C
OOOO
NNNNHHHH
NNNNHHHH
NNNNHHHH
NNNNHHHH
OOOO
ficocianina
3333
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
H
O
O
C
C
O
O
H
3333
H
3333 C
HHHH
CCCC
3333
HHHH
CCCC
clorofila a
pigmento principal: clorofila a
pigmentos assessórios:
• carotenóides
• ficocianinas
• ficoeritrinas
CH3
Diversidade metabólica
captação de luz
Pigmento principal:
• clorofila a
Pigmentos acessórios:
• ficoeritrina
• ficocianina
• carotenóides
A presença de ficocianina
e ficoeritrina permite a
colonização de maiores
profundidades.
Formas de vida
vida livre
vida associada
Cycas
plantas
fungos
animais
líquem
vida livre
tunicata
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
Formas de vida
vida associada a plantas
Associação com vários tipos de
plantas
Filos: Anthocerotophyta
Pteridophyta (Azolla)
Cycadophyta
Antophyta (Gunnera)
http://www.anbg.gov.au/bryophyte/
*
Cycas
*
Anthocerotophyta
campo de arroz
*
Associação com gêneros
fixadores de N2 (Nostoc*)
A cianobactéria troca compostos
nitrogenados por abrigo e outros
compostos com a planta.
associação utilizada para
aumentar a produtividade na
agricultura e piscicultura.
Azolla
Gunnera
Formas de vida
vida associada a animais
tunicata
esponjas
• frequentemente associadas a animais marinhos
• associação percebida através da busca de
metabólitos secundários biologicamente ativos
para a produção de fármacos
a arquitetura da esponja permite
que as espículas conduzam luz
possibilitando a colonização de
cianobactérias também no seu
interior (J. Exp. Mar. Biol Ecol,
2008, 367:61)
??
Formas de vida
vida associada a fungos
cerca de 8% dos líquens são
associações entre fungos e
cianobactérias
Peltula
Anema
organismos altamente
resistentes a condições
adversas
sensíveis à poluição
Leptogium
http://www.uni-kl.de/FB-Biologie/Botanik/phylo_tax_lichens.htm
Florações de Cianobactérias
o que são ?
- não tóxicas
- tóxicas
Sua freqüência vem
aumentando !!
Prejuízos causados
também !!!
COOH
O
Cianotoxinas
N
HN
NH
O
OMe
O
O
NH
H
N
H
N
H
HN
O
Z
hepatotoxinas
NH
OH
H
X
O
COOH
O
divididas de acordo
com os sintomas que
provocam
H
O 3SO
HN
O
NH2
N
NH
HN
O
NH
+
H
NH
NH
O
CH3
H
HN
O
N
N
HN
O
H2N
NH
RN
O
HO P OMe
O
β−N-metilaminol-alanina
NH
H
HN
N
OH
neurotoxinas
OH
OOOO
OOOO
HHHH
OOOO
NNNNHHHH
dermatotoxinas
HHHH
OOOO OOOO
HHHH
OOOO OOOO
OOOO
OOOO
OOOO
eeee
MMMM
OOOO
rrrr
BBBB
HHHH
OOOO
HHHHNNNN
NNNN
Toxinas potentes ! (dl baixa)
Estruturas bem caracterizadas
Grande diversidade estrutural
Métodos de análise descritos
NH
SITES PARA CONSULTA:
cianobactérias:
http://www.biologie.uni-hamburg.de/bonline/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/Cyanobacteria.htm
algas, inclusive cianobactérias:
http://steel.ced.berkeley.edu/research/hidden_ecologies/?p=274