TEÓRICA 2 DOCENTES: Prof. Helena Galvão (responsável componente teórico) Prof. Margarida Reis (componente prático)

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1 TEÓRICA 2 DOCENTES: Prof. Helena Galvão (responsável componente teórico) Prof. Margarida Reis (componente prático)

2 Programa 1. Aula Teórica 1.1 Conceitos e definições 1.2 Dominíos de Woese e 8 novos reinos de Cavalier- Smith vs 5 reinos de Whittaker 1.3 Comparação procariota vs eucariota (estrutura & função) 1.4 Comparação arquiobactérias vs eubactéria (filogenia, parede celular, habitats, metabolismo) 1.5 Diversidade genética de eubactérias; classificação baseada em sequenciamento do 16S ARNr

3 Diversidade do mundo microbiano Grandes diferenças entre procariotas e eucariotas Diferencas na composição da parede celular das Archaeas e entre eubactérias Gram (+) e (-) Características dos grupos de arquiobactérias Enorme diversidade das eubactérias com filogenia mais antiga; novas famílias/grupos baseados em sequenciamento do 16s ARNr Grande diversidade metabólica das eubactéria Características dos grupos funcionais de bactérias fotossintéticas, quimioautotróficas e heterotróficas 6/4/2008 3

4 Diversidade Metabólica nas eubactérias Autotrofia: utilização de C0 2 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. 6/4/2008 4

5 Tipos diferentes de clorofilas nas bactérias LIGAÇÃO DUPLA DE HIDROGÉNIO ENTRE C3 & C4 SATURATADA NAS BACTERIOCLOROFILAS Próximo da região da radiação infra-vermelha N.B. desvio dos picos of absorção das bacterioclorofilas para comprimentos de onda mais longos 6/4/2008 5

6 Espectro de absorção de pigmentos diferentes nas cianobactérias e bactérias púrpuras e verdes sulfúreas 6/4/2008 6

7 Adaptação cromática nas cianobactérias Células cultivadas sob luz verde grown mais ficocoeritrina Células cultivadas sob luz verde grown mais ficocianina 6/4/2008 7

8 Bactérias púrpuras e verdes súlfureas Fotossintese anoxigénica : fixação de CO 2 sem produção de O 2 utilizando 2- oxidação de H 2 S a SO 4 como fonte de energia: com luz & bacterioclorofilas: 2 CO 2 + 2H H 2 S 2 (CH 2 O) + H 2 SO4 Habitat: fontes sulfurosas, lamas e sedimentos anaeróbios, quimioclinas de lagos eutrofizados e mares interiores (Mar Báltico, Mar Negro) com camada funda anóxica; ambientes de elevada turbidez nos quais penetra apenas a luz vermelha (outras radiações de comprimentos de onda menores absorvidos e refractados por matéria em suspensão) 3 famílias: - CHROMATIACEAE: bactérias bactérias púrpuras sulfúreas (anaeróbias e autotróficas obrigatórias) - RHODOSPIRILLACEAE: bactérias púrpuras não-sulfúreas (anaeróbias e autotróficas facultativas) - CHLOROBIACEAE: bactérias verdes sulfúreas (anaeróbias e autotróficas obrigatórias) 6/4/2008 8

9 Cianobactéria unicelulares (Chroococcales) Sistemas membranares ou tilacoides idênticos aos cloroplastos dos eucariotas Prochloron novo género/ordem de bactéria fotossintética marinha contendo chl a e b

10 Cianobactérias coloniais e filamentosas Oscillatoria spp. Cylindrospermum com akinetos e heteroquistos Nostoc com heteroquistos

11 Estrutura de heteroquistos e fixação do azoto Célula vegetativa Heteroquisto com parede celular mais espessa, desorganização de tilacoides, reabsorção de ficobiliproteinas e bloqueio nos polos para isolar-se de outras células

12 Sistemas membranares nas bactérias púrpuras e verdes Chlorobium - Vesículas ou clorosomas Estrutura tubular Estrutura lamelar Estrutura vesicular Estrutura lamelar Estrutura tubular

13 Sistemas membranares nas bactérias púrpuras e verdes Sistemas membranares em bactérias púrpuras (TEM) Luz forte Adaptação a regime luminoso diferente Luz fraca