bactérias verdes sulfurosas

Árvore filogenética do domínio Bacteria
Filo Cyanobacteria
•
Maior e o mais diverso grupo de bactérias fotossintéticas
•
Fotolitoautotróficas obrigatórias; algumas crescem lentamente no escuro como
quimioheterotróficas
•
Estão divididas em 56 géneros ex: Oscillatoria, Nostoc, Anabena
•
Podem ser unicelulares ou filamentosas
•
São verde-azuladas, castanhas ou vermelhas (clorofila / carotenóides)
Oscillatoria
Dermocarpa
Anabena
Fischerella
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Bloom of cyanobacteria
and algae in a eutrophic
lake
The cyanobacterial compounds most commonly
associated with taste-and-odor episodes are
geosmin and 2-methylisoborneol
(MIB). Cyanobacteria also produce a chemically
and bioactively diverse group of toxins, all
targeting fundamental cellular processes and
thereby affecting a wide range of
organisms. Cyanotoxins implicated in human
illness include microcystin, cylindrospermopsin,
anatoxin, saxitoxin, and β-methylamino alanine
(BMAA). Because of potential human health
risks, cyanotoxins are currently on the U.S.
Environmental Protection Agency drinking water
contaminant candidate list (CCL).
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USGS KANSAS ALGAL TOXIN RESEARCH
TEAM , 20 May 2010
Fotossíntese em cianobactérias
•As cianobactérias têm um tipo de fotossíntese oxigénica, onde a água é a fonte de
electrões e há produção de oxigénio
2H2O + CO2
luz
(CH2O)n + H2O + O2
Hidratos de
carbono
– têm clorofila a
– têm dois fotossistemas (PSI e PSII)
– usam ficobiliproteínas como
pigmentos acessórios (presentes nos ficobilissomas)
Pigmentos
acessórios
Reserva
de azoto
Parede
típica de
gramnegativas
Local onde
se realiza a
fotossíntese
(clorofila a)
Ecologia das cianobactérias
• Toleram ambientes extremos
– As espécies termofílicas crescem até 75°C
– São geralmente os colonizadores primários
• Podem vir todas à superfície em lagos ricos em matéria orgânica
(diminuição da concentração de oxigénio devido à proliferação de
bactérias quimiorganotróficas respiratórias)
– Algumas produzem toxinas (geosminas, diversos cianotoxinas)
• Formam simbiose com:
– Fungos (líquenes)
– Espécies fixadoras de azoto formam associações com plantas
(feto aquático Azolla)
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Fontes hidrotermais/fumarolas (Yellowstone NP, USA)
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Género
Anabaena
Fixação N2
Taxonomia das bactérias
fotossintéticas
• Filo Chloroflexi – bactérias verdes nãosulfurosas
• Filo Chlorobi – bactérias verdes sulfurosas
• Filo Proteobacteria – bactérias purpúra
sulfurosas e não-sulfurosas
• Filo Cyanobacteria
Fotossíntese em bactérias verdes e
purpúra
•As bactérias verdes e purpúra têm um tipo de
fotossíntese anoxigénica. Utilizam compostos reduzidos
tais como H2S, Sº, H2 e compostos orgânicos como fonte
de electrões. Não produzem oxigénio, mas muitos formam
grânulos de enxofre
Pigmentos fotossintéticos- bacterioclorofilas (diversas)
1 fotossistema- PSI
P.ex. Em bactérias purpura e verde sulfurosas:
2H2S + CO2
luz
(CH2O)n + H2O + Sº
Hidratos de
carbono
Bactérias verdes
não-sulfurosas
Bactérias purpúra
(sufurosas e não
sulfurosas) estão no filo
das proteobactérias
Cianobactérias
Bactérias verdes
sulfurosas
Género Chloroflexus
(bactérias verdes
não-sulfurosas)
• filamentosas
– movem-se por deslizamento
• termofílicas
– são isoladas em fontes de
água quente neutras ou alcalinas
• metabolismo
– fotossíntese anoxigénica
• usam compostos orgânicos
como fonte de electrões
• fotoherotróficas
– podem crescer em aerobiose
como quimioheterotróficas
Conteudo baixo de bacterioclorofila
→ Cultura menos menos verde (tubo da esquerda)
Phylum Chlorobi
(bactérias verdes sulfurosas)
•
morfologicamente distintas
– bastonetes, cocus ou vibrios; células isoladas ou em cadeias
– têm clorossomas
(estrutura que contém pigmentos fotossintéticos acessórios)
– algumas têm vesículas de gás
• usam-nas para ajustar a profundidade de forma a ter luz e H2S
adequados
(a)
(b)
Clorossomas
na superfície da célula
(a) Chlorobium tepidum contendo bacterioclorofila c
e outros carotenoides verdes
(b) Chlorobium phaeobacteroides contendo
bacterioclorofila e e um carotenoide acastanhado
Bactérias Purpúra
Sulfurosas
•
•
•
Filo das gama-proteobactérias - família Chromatiaceae
Anaeróbios estritos
Geralmente fotolitoautotróficos
– usam H2S como dador de electrões
• Depositam grânulos de enxofre internamente (pode ser oxidado a SO42-)
– também podem usar H2 como dador de electrões
•
Habitam lagos com elevado teor de H2S
•
Ex: géneros
Thiospirillum,
Thiocapsa,
Chromatium
a)
b)
c)
d)
Chromatium okenii
Thiospirillum jenense
Thiopedia rosea
Ectothiorhodospira
Bactérias Purpúra
não-sulfurosas
•
•
pertencem todas ao filo das alfa proteobactérias
morfologicamente diversas (espiral, bastonete, meio círculo)
– têm flagelos polares
Ex: géneros
Rhodospirillum,
Rhodobacter
Culturas líquidas de Rhodospirillum
• Metabolicamente flexíveis
– normalmente crescem em anaerobiose como foto-organoheterotróficos
• usam compostos orgânicos como fonte de electrões e de carbono
• algumas conseguem oxidar H2S embora lentamente
– na ausência de luz crescem aerobicamente como quimioorganoheterotróficos
• Encontram-se em lagos com abundante concentração de matéria
orgânica e baixas concentrações de H2S.
• Há algumas espécies marinhas
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