Universidade Estadual do Norte Fluminense Centro de Biociências e Biotecnologia Laboratório de Biotecnologia. Cianobactérias
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1 Universidade Estadual do Norte Fluminense Centro de Biociências e Biotecnologia Laboratório de Biotecnologia Cianobactérias Disciplina: Biologia dos Vegetais Inferiores Coordenadora: Dra. Denise Dagnino
2 O que são as Cianobactérias? Organismos procariontes que realizam fotossíntese com liberação de oxigênio. Importantes produtores primários. Também conhecidas como algas azuis ou cianofíceas. Oscillatoria Microcystis
3 Colonizam os mais variados tipos de ambientes: tanto terrestres quanto aquáticos. Foram inicialmente descritas por botânicos. Linnaeus foi quem descreveu a primeira espécie em 1755.
4 Muitas cianobactérias possuem apenas um tipo de clorofila, a clorofila a, e todas possuem pigmentos auxiliares característicos: as ficobiliproteínas. Ficobiliproteínas: ficocianinas ficoeritrinas As ficobiliproteínas formam agregados chamados de ficobilissomas. Além disso, as cianobactérias produzem vários carotenóides.
5 Organização Celular As bactérias podem ser divididas em dois grupos: Gram positivas Gram negativas
6 bainha de mucilagem parede celular ficobilissomas grânulos de glicogênio plasmalema PB corpos de polifosfato Ph carboxissomas R ribossomos G vacúolos gasosos D DNA SG grânulos de cianoficina
7 Parede Celular É similar a de bactérias Gram negativas. Ela é composta de diversas camadas. Duas camadas mais internas são iguais em todas as cianobactérias sendo o componente principal peptideoglicano. A parede celular constitui cerca de 50% do peso seco. Bainha de mucilagem Espessa camada externa que liga grupos de células formando colônias ou filamentos. Formada quando há crescimento ativo. Protege a célula da dissecação e contribui para o deslocamento por deslizamento da célula.
8 Protoplasma DNA circular Tilacóides e suas estruturas associadas, os ficobilissomas e os grânulos de glicogênio. Grânulos de cianoficina contendo proteínas de reserva. Carboxissomas (ou corpos poliédricos) que ocorrem na parte central da célula. São aglomerados da enzima ribulose 1,5- bifosfato carboxilase/oxigenase (enzima do ciclo de Calvin responsável pela fixação de CO 2 ).
9 Corpos de polifosfato armazenam fosfato e estão ausentes em células jovens em crescimento e em meio deficiente desse elemento, mas encontram-se em células mais velhas. Vacúolos gasosos formados por vesículas gasosas e estão presentes na maioria das ordens de cianobactérias.estas vesículas não são recobertas por uma membrana lipídica, mas apenas por proteínas que formam o seu esqueleto. A membrana é bastante rígida, mas pode ser colapsada aplicando-se pressão às células.
10 Células especializadas de cianobactérias HETEROCITOS e ACINETOS Nos heterocitos ocorre a fixação de N 2. Desenvolvem-se a partir de células vegetativas. Possuem parede celular espessa e não realizam fotossíntese. Acinetos são células resistentes a condições ambientais desfavoráveis. Sua função pode ser comparada a de esporos de bactérias. Seu protoplasma acumula grande quantidade de reserva de nutrientes.
11 H A Filamento de Anabaena com heterocito e acineto Filamento de Cylindrocarpon com heterocito e acineto
12 Um pouco de evolução... 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. Os primeiros fósseis de cianobactérias datam de 2,5 bilhões de anos atrás (2,5 x 10 9 ). As cianobactérias foram os primeiros organismos responsáveis pela transformação da atmosfera da terra de redutora para oxidante (anaeróbica para aeróbica).
13 Classificação Botânica X Classificação Bacteriológica Ecólogos Classificação junto com algas eucarióticas. Biologistas moleculares de acordo com a classificação de bactérias por microbiologistas.
14 Taxonomia de Cianobactérias Apresentam morfologia bastante diversificada, incluindo formas unicelulares, coloniais e filamentosas. O tamanho de suas células varia entre 0,5 1 µm, tamanho de uma bactéria normal, a 60 µm (Oscillatoria princeps) de comprimento. A classificação de cianobactérias baseia-se ainda muito na morfologia das espécies. Sabe-se no entanto que esta morfologia pode alterar-se bastante de acordo com o ambiente onde são encontradas.
15 Segundo a taxonomia bacteriológica as cianobactérias são divididas em 5 Seções: Seção I: Chroococales, cianobactérias cocóides que se multiplicam por divisão binária; Seção II: Pleurocapsales, cianobactérias cocóides que se multiplicam por fissão múltipla; Seção I: Seção II:
16 Seção III: Oscillatoriales, cianobactérias com filamentos simples que não possuem células especializadas (heterocitos ou acinetos); Seção IV: Nostocales, cianobactérias com filamentos simples que possuem heterocitos e acinetos; Seção V: Stigonematales, cianobactérias filamentosas ramificadas que possuem heterocitos e acinetos. Seção III: Seção IV: Seção V:
17 Metabolismo O metabolismo de cianobactérias pode ser classificado em três categorias: Fotoautotróficos obrigatórios: organismos que crescem apenas na presença de luz em meio inorgânico e não são capazes de assimilar C orgânico. Quimioheterotróficos facultativos: organismos capazes de viver em ambiente sem luz em meio contendo fonte de C orgânico ou foto-troficamente na luz. Fotoheterotróficos facultativos: organismos capazes de utilizar compostos orgânicos como fonte de C na luz mas não no escuro ou foto-troficamente na luz.
18 Reprodução A reprodução de cianobactérias é assexuada e ocorre ou por divisão da célula, fracionamento de colônias, formação de hormogônias ou endosporos. Hormogônias são características de todas as cianobactérias filamentosas e são pequenos pedaços de tricomas que se destacam do filamento e que eventualmente formarão novos filamentos.
19 Do ponto de vista humano, as cianobactérias têm propriedades benéficas e nocivas: Propriedades benéficas: - Fonte de alimento (ricas em proteína, alto valor nutritivo). - Fixadoras de N 2 (contribuem para fertilidade do solo e da água). - Importantes produtores primários.
20 Propriedades nocivas: - Florações tóxicas não tóxicas
21 Florações Definição: multiplicação excessiva de células, chegando a alterar a coloração da água. Causa: excesso de nutrientes, como nitrogênio e fósforo, nos corpos d água. Conseqüências: diminuição da biodiversidade, problemas estéticos em corpos d água; podem afetar o gosto da água tratada; representam riscos à saúde.
22 Cianotoxinas O aumento da freqüência de florações produzido por cianobactérias tem chamado a atenção das autoridades. Cianotoxinas são compostos tóxicos produzidos por cianobactérias. A classificação das toxinas baseia-se no seu efeito em vertebrados; elas são divididas em: hepatotoxinas, neurotoxinas e dermatotoxinas.
23 Morte de animais domésticos devido a envenenamento por cianotoxinas presentes em florações
24 Simbiose Cianobactérias podem formar dois tipos de associação simbiótica: intra e extra celular. Uma das associações melhor conhecida é a com fungos formando líquens. Outros líquens: associações com algas verdes. ~ 40% da glicose sintetizada pelas algas é secretada como glicose e manitol e outros compostos. Enquanto o benefício da associação é óbvia para o fungo, o benefício para algas provavelmente se limita à proteção contra dissecação.
25 Exemplos de Interações extracelulares Azolla sp Cycadaceae
Vegetais inferiores?
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