DOCENTES: Prof. Helena Galvão (responsável – componente

TEÓRICA 3
DOCENTES:
Prof. Helena Galvão
(responsável – componente teórico)
Prof. Ana Barbosa
(componente prático)
Diversidade Metabólica nas eubactérias
•Autotrofia: utilização de C02 como única fonte de carbono e fixação de
matéria orgânica utilizando energia derivada de processos foto- ou
quimioxidantes
- Fotoautotrofia : 2 tipos de fotossintese nos procariotas:
oxigénica mediada por cianobactérias e anoxigénica por bactérias purpuras
e verdes súlfureas
- Quimiomoautotrofia: processos diferentes efectuados por
grupos taxonómicamente distintos de bactérias, nomeadamente,
nitrificantes, sulfoxidantess, ferroxidantes e metofílicas
• Heterotrofia: incorporação de matéria orgânica dissolvida (DOM) do
meio; mas em sistemas aquáticos fracção maior de DOM é refractária
(dificilmente biodegradada), portanto bac. aquáticas utilizam exoenzimas
que hidrolisam macro-moléculas no exterior transformando- as em
moléculas simples (monómeros) que podem ser incoropradas através da
parede celular.
3/11/2008
2
QUIMIOAUTOTROFIA - NITRIFICAÇÃO
Processo dividido em 2 passos diferentes mediados por 2 grupos
taxonómicamente diferentes de bactérias:
a) NITRITAÇÃO – oxidação de amónia a nitrito
NH4+ » NH2OH (hidroxiamina) » 2 (NOH) » NO2ex: Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus
b) NITRATAÇÃO – oxidação de nitrito a nitrato
NO2- » NO2 + ½ O2 » NO3ex: Nitrobacter, Nitrococcus
BACTÉRIAS NITRIFICANTES – SISTEMAS MEMBRANARES
Bactérias
nitritantes
Bactérias
nitratantes
Bactérias nitrificantes - características
 Bactérias Gram (-) aeróbias obrigatórias, cocos ou bastonetes por vezes
flagelados exibindo sistemas membranares nos quais se processa a
nitrificação
 2 grupos fisiológicamente e taxonómicamente distintos que coexistam
em equilíbrio no meio para prevenir a acumulação de nitritos tóxicos
 Habitat: águas e solos bem oxigenadas ricos em amónia
 Importantes em aquaerofilia e aquacultura porque colonizam filtros
biológicos e mantêm compostos azotados em equilíbrio
Colónia enquistada
de Nitrosomonas
num tanque de
aquacultura (TEM
X30,000)
QUIMIOAUTOTROFIA - SULFOXIDAÇÃO
Processo bioquímico que envolve oxidação de ácido sulfidríco a sulfato
com acumulação transitória de enxofre elementar e sulfito:
Meio
Aquático
Meio
Terrestre
Bactérias sulfoxidantes – morfologia & taxonomia diversas
Beggiatoa
N.B. Grânulos
intracelulares de S0
Thiovulum
Achromatium
Bactérias sulfoxidantes marinhas
Thiomicrospira águas e sedimentos
marinhos sulfurosos
Thiobacillus sp. –
endossimbiose em
vermes tubiformes
(Pogonophora) de
fissuras hidrotermais
Bactérias sulfoxidantes - características
• Formas não-pigmentadas aeróbias obrigatórias, autotróficas
obrigatórias ou facultativas, acidofílicas (pH < 6 até 1 & 2)
• Gram (-), morfologia diversa, bastonetes com flagelos polares,
filamentos espiralados com motilidade por deslizamento
• Habitat:
- sedimentos ou solos lamaçosos ricos em matéria
orgânica; colonizam interface entre zona óxica e
anóxica porque utilizam H2S mas necesitam de O2
- endossimbiontes de invertebrados em meios ricos em
enxofre a grandes profundidades nos quais asseguram
a produção primária do ecossistema (fissuras
hidrotermais), mas também em zonas litorais em águas
pouco profundas.
METOFILIA – Metanotrofia & Metilotrofia
2 processos bioquímocos distintos:
a) metanotrofia: CH4 (metano) » CH3OH (metanol) » CH2O (formol)
b) metilotrofia: CH2O (formol) » HCOO- (ácido fórmico) » CO2
Sistemas membranares
diferentes
a) Methylococcus (tipo I)
b) Methylomonas (tipo I)
c) Methylosinus (tipo II)
a)
c)
b)
Bactérias metofílicas - características
• Metofilia é um caso particular de quimiautotrofia no qual é
utilizado compostos reduzidos de carbono com 1C (metanol &
formol) de baixo rendimento energético
•Formas não-pigmentadas aeróbias obrigatórias exibindo
sistemas membranares diferentes (tipo I & II)
• Gram (-) & (+) morfologia diversa, formando quistos ou
exósporos em condições não-favoráveis para o seu crescimento
• Alguns géneros identificados genéticamente heterogéneos
• Habitat:
- colonizam zona óxica em contacto com camada funda
de sedimentos na qual há produção de metano que
difunde para zona óxica.
Bactérias ferroxidantes - características
• Bactérias que oxidam ferro reduzido a hidróxidos de ferro
formando colónias tipicamente incrustadas com ferro
• Processo quimioautotrófico com rendimento energético muito
baixo
• Poucos géneros identificados
• Habitat:
- em ribeiros ricos em ferro reduzido foi identificado o
género Sphaerotilus, bactéria filamentosa embainhada
autotrófica facultativa;
- em sedimentos marinhos Thiobacillus ferrooxidans
quimiautotrófica obrigatória efectua simultaneamente a
sulfoxidação e a ferroxidação.
Sphaerotilus natans
Thiobacillus ferrooxidans
mostrando incrustações de FeOH