LOS CINCO REINOS Hasta no hace demasiados años, en los libros de texto se habla exclusivamente de dos grandes grupos de seres vivos: animales (incluyendo a los protozoos) y vegetales (incluyendo a las bacterias). Esto había sido sugerido ya por Linneo y así se había mantenido en la literatura científica. Y si bien a nivel macroscópico es fácil distinguir entre plantas (generalmente quietas en un lugar y produciendo glucosa a partir de agua, CO2 y luz del sol para alimentarse) y animales (generalmente se mueven y no producen su propio alimento), a nivel microscópico, la cosa cambia radicalmente. Así encontraremos organismos unicelulares como las euglenas que pueden actuar como un animal o como una planta (normalmente obtiene su energía por fotosíntesis a partir de luz solar como las plantas, pero puede alimentarse de nutrientes orgánicos como un animal) o las bacterias y ciertos tipos de algas, que siendo diferentes de los organismos superiores no lo son mucho más que las plantas de los animales. Claramente hacía falta un ca mbio en la clasificación de los seres vivos. En 1866, Ernst Haeckel propuso el término protista para crear un tercer reino y situar en él esos organismos a medio camino entre animales y vegetales e intentar resolver problemas de clasificación como los arriba citados. Los avances de la ciencia fueron aportando nuevos conocimientos y en 1969 Robert Whittaker reemplaza la inmanejable dicotomía animal/vegetal por el sistema de los 5 reinos: animalia (metazoos), plantae (vegetales superiores embriófitos), fungi (hongos superiores), protista o protoctista (protozoos, algas eucariotas y hongos inferiores) y monera (bacterias y algas procariotas). Este sistema, por su gran sencillez y utilidad, se ha mantenido vigente hasta hoy día aunque actualmente se está mostrando ya como totalmente desfasado. Se basa en diferenciación por las características celulares, requisitos nutritivos, diferenciación de tejidos, etc.
CARACTERÍSTICAS DE LOS CINCO REINOS
Las características aquí recogidas las cumplen la mayor parte de los organismos englobados en cada Reino Moneras
Tipo de células ADN Nº de células Nutrición Energía que utilizan
Protoctistas
Hongos
Procariotas Procariot as
Eucariotas
Circular
Lineal Lineal Lineal Unicelulares / Unicelulares / Pluricelulares Pluricelulares Pluricelulares
Unicelulares
Eucariotas E ucariotas
Animales
Plantas
Eucariotas Eucar iotas
Eucariotas Eucari otas Lineal Pluricelulares
Autótrofos / Autótrofos / Heterótrofos Heterótrofos Heterótrofos
Autótrofos
Heterótrofos
Química Lumínica
Química
Lumínica
Química
Asexual /Sexual
Asexual /Sexual
Sexual
No existen
Existen
Existen
Existe
Existe
No existe
No
No
Sí
Reproducción Asexual Tejidos No existen diferenciados Existencia de pared celular
Existe
Movilidad
Sí / No
/ Química Lumínica Asexual /Sexual
/
No existen Existe / existe Sí / No
No
REINO MÓNERA El Reino de las Moneras incluye a todos los seres procariotas, con tamaños que van desde una a quince micras. Las características más representativas de estos individuos son las siguientes: y y y y y
Carecen de núcleo. El ADN es circular. El citoplasma no está compartimentado Generalmente aparece, rodeando a la célula, una pared celular protectora. Rodeando a la bacteria puede aparecer una vaina mucilaginosa.
Los principales grupos dentro de este reino son: y y
Bacterias Algas cianofíceas
Bacterias
Los organismos más representativos de este reino son las bacterias. Miden, entre 1 y 10 micras. Poseen pared celular y, en ocasiones, aparece, externamente a esta pared, una vaina mucilaginosa . Algunas tienen capacidad de movimiento mediante unos flagelos, muy distintos a los de eucariotas. Pueden presentarse formas, como son: y y y y
en
distintas
Bacilos: con forma alargada Cocos: con forma redondeada Espirilos: con forma helicoidal Vibrión: con forma de coma ortográfica
Estos organismos pueden encontrarse solos o en filamentos. En este caso se añade el prefijo "estrepto", por ejemplo, estreptococos. También pueden presentarse formando agregados formando una lámina, como los estafilococos, o formando un racimo de bacterias, como las sarcinas.
ALGAS CIANOFÍCEAS Las algas cianofíceas, o algas azulverdosas, son individuos procariotas que pueden vivir solos o en colonias filamentosas. El tamaño celular es grande, de 5 a 50 micras. Presentan pared celular y vaina gelatinosa en torno a esta pared. No poseen flagelos y su movimiento celular se realiza por reptación sobre un sustrato sólido y húmedo. La reproducción se realiza de forma asexual por formación de tabiques transversales. Se caracterizan por ser organismos fotosintéticos que, a diferencia de las bacterias, utilizan clorofila para realizar la fotosíntesis y liberan o xígeno en este proceso. También aparecen otros pigmentos como son los carotenos, algunos tipos de xantofilas y ficobilinas. La energía se reserva formando moléculas de almidón.
REINO PROTOCTISTA
El reino Protista, también llamado Protoctista , es aquel que contiene a todos aquellos organismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros tres reinos eucarióticos: Fungi (hongos), Animalia (animales en sentido estricto) o Plantae (plantas). En el árbol filogenético de los organismos eucariontes, los protistas forman varios grupos monofiléticos separados, o incluyen miembros que están estrechamente emparentados con alguno de los tres reinos citados. Se les designa con nombres que han perdido valor en la ciencia biológica, pero cuyo uso sería imposible desterrar, como «algas», «protozoos» o «mohos mucosos».
Características y
y
y
Hábitat: Ninguno de sus representantes está adaptado plenamente a la
existencia en el aire, de modo que los que no son directamente acuáticos, se desarrollan en ambientes terrestres húmedos o en el medio interno de otros organismos. Organización celular: Eucariotas (células con núcleo), unicelulares o pluricelulares. Los más grandes, algas pardas del género Laminaria, pueden medir decenas de metros, pero predominan las formas microscópicas. Estructura: Se suele afirmar que no existen tejidos en ningún protista, pero en las algas rojas y en las algas pardas la complejidad alcanza un nivel muy próximo al tisular, incluida la existencia de plasmodesmos (p.ej. en el alga parda Egregia). Muchos de los protistas pluricelulares cuentan con paredes celulares de variada composición, y los unicelulares autótrofos frecuentemente están cubiertos por una teca, como en caso destacado de
y
y
y
y
las diatomeas, o dotados de escamas o refuerzos. Los unicelulares depredadores (fagótrofos) suelen presentar células desnudas (sin recubrimientos). Las formas unicelulares a menudo están dotadas de movilidad por reptación o, más frecuentemente, por apéndices de los tipos llamados cilios y flagelos. Nutrición: Autótrofos, por fotosíntesis, o heterótrofos. Muchas formas unicelulares presentan simultáneamente los dos modos de nutrición. Los heterótrofos pueden serlo por ingestión (fagótrofos) o por absorción osmótica (osmótrofos). Metabolismo del o xígeno: Todos los eucariontes, y por ende los protistas, son de origen aerobios (usan oxígeno para extraer la energía de las sustancias orgánicas), pero algunos son secundariamente anaerobios, tras haberse adaptado a ambientes pobres en esta sustancia. Reproducción y desarrollo: Puede ser asexual (clonal) o sexual, con gametos, frecuentemente alternando la asexual y la sexual en la misma especie. Las algas pluricelulares presentan a menudo alternancia de generaciones. No existe embrión en ningún caso. Ecología: Los protistas se cuentan entre los más importantes componentes del plancton (organismos que viven en suspensión en el agua), del bentos (del fondo de ecosistemas acuáticos) y del edafón (de la comunidad que habita los suelos). Hay muchos casos ecológicamente importantes de parasitismo y también de mutualismo, como los de los flagelados que intervienen en la digestión de la madera por los termes o los que habitan en el rumen de las vacas. El simbionte algal de los líquenes es casi siempre un alga verde unicelular.
REINO PLANTEA En este reino se incluyen seres eucariotas, pluricelulares, fotosintéticos, que han colonizado el medio terrestre gracias a la aparición de un tejido, la epidermis, que aísla de la desecación al individuo. También han desarrollado estructuras para fijarse al sustrato y absorber agua y sales minerales. La reproducción puede ser asexual o sexual. La reproducción sexual se realiza mediante la unión de células gaméticas de distinto tamaño. El gameto masculino se denomina genéricamente anterozoide y el gameto femenino, oocito u ovocito. El zigoto, formado al unirse los gametos, origina un embrión pluricelular. Todas las plantas tienen un ciclo biológico diplohaplonte, con alternancia de una fase haploide, denominada gametofito y que produce gametos masculinos y femeninos, y otra diploide. La fase diploide se produce cuando, por la fecundación de los gametos, se forma el cigoto que origina el esporofito. esporofito. En el esporofito se produce la meiosis, originando esporas que generan de nuevo el gametofito. Pasa el cursor por las imágenes y lee la información que aparece en pantalla. Evolutivamente, la fase gametofítica disminuye, llegando a ser microscópica en las plantas más evolucionadas. Por el contrario, el esporofito pasa, de ser una estructura que sólo aparece en épocas reproductivas en plantas menos evolucionadas, a ser una estructura macroscópica, con crecimiento anual, en plantas superiores.
CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS
Los individuos de este reino se agrupan en tres Divisiones: y y y
Briofitas Pteridofitas Espermatofitas Gimnospermas o Angiospermas o
riofit itas as Pter teridof idofiitas tas Briof
Gimnospermas
Angiospermas
E jemplar es
Raíz, tallo No y hojas
Sí
Sí
Sí
Tejidos
Epidérmis
Epidermis y Conductores
Epidermis y Conductores
Epidermis y Conductores
Flores
No
No
Sí
Sí
Semillas
No
No
Sí
Sí
Frutos
No
No
No
Sí
Adaptaci ón al medio terrestre
Fecundació n sólo en Fecundación sólo en presencia presencia de agua. No precisa de agua para No precisa de agua la fecundación. para la fecundación. de agua. Primitivo. Primitivo.
REINO FUNGI En este reino encontramos organismos unicelulares o pluricelulares , heterótrofos . Emplean materia orgánica ajena para formar su propia materia orgánica. Los seres pluricelulares de este grupo organizan sus células en filamentos largos llamados hifas. Las células de las hifas pueden estar separadas por tabiques o carecer de ellos. El conjunto de hifas constituye el cuerpo del hongo, al que se denomina micelio. La reproducción de estos individuos puede ser asexual, mediante mecanismos de gemación o esporulación , y también sexual. Las hifas donde se produce este tipo de reproducción se denominan conidios . Para realizar la reproducción sexual se necesita la formación de células haploides por meiosis. Las células haploides, o meiosporas, o simplemente esporas, pueden encontrarse en el interior de una cápsula que recibe el nombre de asca, o bien, en el interior de una célula muy desarrollada denominada basidio . Cabe destacar el papel de los hongos en la industria farmacéutica, en la obtención de antibióticos, y en la industria alimenticia, debido a los procesos de transformación de alimentos por fermentación, como el pan, el queso o la cerveza. Los hongos pueden tener distintos estilos de vida: y
Saprófitos:
son hongos que viven sobre materia orgánica en descomposición. Su importancia es clave para el funcionamiento de los ecosistemas, ya que reciclan la materia orgánica transformándola en inorgánica. De esta manera puede ser reutilizada por las plantas.
y
Parásitos: son hongos que viven a
expensas de otros individuos, tanto animales como plantas. Un ejemplo de éstos es Ganoderma, que ataca a árboles, o Candida, que ataca a animales.
y
Simbióticos:
son hongos que viven asociados a otros organismos. Pueden asociarse a las raíces de árboles, cediéndoles sales y agua, a cambio de tomar materia orgánica. Esta asociación recibe el nombre nombre de micorriza. Otro ejemplo lo encontramos en la asociación con algas, originando líquenes . En este caso, el hongo aporta agua o humedad captada del aire y obtiene materia orgánica.
GRUPOS MÁS REPRESENTATIVOS DEL REINO HONGOS
Los hongos tienen un origen polifilético , es decir, que los individuos agrupados bajo este nombre tienen ramas evolutivas bien distintas. Esto provoc provoca a que que se den den continuos cambios en las diversas clasificaciones que van apareciendo.
Los grupos más relevantes son:
Deuteromicetes
Zigomicetes
Ascomicetes
Basidiomicetes
Hoja de parra infectada. La enfermedad se llama mildiú y la produce un ascomicete
E jemplares
Boletus edulis
Tipo de hifas
Reproducción sexual
Tipo de vida
Muy ramificadas, sin Muy ramificadas, septos, hifas septadas plurinucleadas Sexual, por gametos o unión No se conoce la Sexual, por unión de de gametangios. reproducción gametangios. No Las células sexual forma gametos. haploides se encuentran en el interior del asca. Generalmente, parásita, aunque Diverso Diverso también se encuentran saprófitos
Generalmente, hifas septadas
Muy ramificadas, hifas septadas, dinucleadas En la sexual, las células haploides se forman en los basidios.
Generalmente, saprófita
REINO ANIMALIA Los animales son seres eucariotas, pluricelulares, heterótrofos, cuyas células no poseen pared y se agrupan formando tejidos. Generalmente, los animales se forman por la unión de gametos. La fecundación del óvulo por el espermatozoide origina el cigoto que, mediante un desarrollo embrionario y postembrionario, origina el individuo adulto. Para clasificar los animales se emplean características basadas en su desarrollo embriológico y en su anatomía. Actualmente se utilizan además estudios genéticos comparativos. Los animales se clasifican en dos grandes grupos: y y
Diblásticos Triblásticos.
Diblásticos
Tienen un desarrollo embrionario sencillo y están formados por dos hojas de células embrionarias, llamadas ectodermo y endodermo En las imágenes se recogen los grupos principales. Pasa el cursor sobre ellas y aparecerá información en pantalla. Si deseas ver la imagen con mayor tamaño pulsa sobre ella.
Poríferos esponjas
o
Cnidarios
Ctenóforos
E jemplares
Morfología
Masas celulares con Forma de pólipo o medusa. poros abiertos al exterior y ósculo. Pueden ser solitarios o coloniales. Estructura ascon, Poseen tentáculos. sicon o leucon .
Estructura interna
Atrio interior. No existen aparatos que lleven a cabo la función de nutrición.
Boca que da paso a una cavidad digestiva en forma de saco. No existen aparatos respiratorio, circulatorio o excretor.
Transparentes. Forma de globo. Presentan ocho láminas a lo largo de su cuerpo. Tubo digestivo en forma de saco con boca y ramificaciones.
Células características
Coanocitos
Cnidoblastos
Coloblastos
Nutrición
Relación
Reproducción
Hábitat Clasificación
Capturan el alimento de Capturan el forma activa alimento por Capturan alimento de forma activa utilizando sus filtración del agua utilizando los tentáculos con células coloblastos, que donde viven. urticantes. atrapan a sus Digestión presas con una intracelular. sustancia pegajosa. Poseen una red Carecen de sistema Poseen una red difusa de células difusa de células nervioso. Son nerviosas y estatocistos. nerviosas y sésiles. estatocistos. Reproducción asexual por Reproducción Asexual, por gemación con una fase fija llamada sexual. Son gemación. Sexual, pólipo. La reproducción sexual es hermafroditas. por gametos y por gametos producidos por la fase Desarrollo desarrollo de larva. móvil llamada medusa. Originan larvario. una larva. Acuático Acuátic o Acuático Calcáreas, Hidrozoos , Escifozoos y Tentaculados y Demosponjas, Hexactinélidas
Antozoos
Nudicténeos
Marino
Triblásticos
Poseen un desarrollo más complejo y están formados por tres hojas de células embrionarias, que son ectodermo, endodermo y mesodermo. A su vez, podemos dividir estos animales en dos grupos: y y
Protóstomos Deuteróstomos.
Los grupos de protóstomos más importantes son Platelmintos , Nematodos , Anélidos, Moluscos y Artrópodos. Platelmintos
Nematodos
Anélidos
Gusanos planos Acelomados. Con o sin aparato digestivo. Carecen de sistema respiratorio,
Gusanos cilíndricos, cilíndri cos, no segmentados. Gusanos anillados Celomados. Pseudocelomados. Tubo digestivo Presentan completo. Falta aparato respiratorio y metamería. Aparato circulatorio. Órganos excretores digestivo completo. simples. Respiración cutánea por branquias en
E jemplares
Morfología
Estructura interna
circulatorio y excretor.
gusanos tubícolas. Sistema circulatorio cerrado. Sistema de excreción con nefridios. Cazadores, filtradores o ectoparásitos
Nutrición
Libre o endoparásita
Relación
Sistema nervioso formado por un par de ganglios Aparece un anillo nervioso del que situados en la parten dos cordones nerviosos que se zona anterior del conectan mediante nervios cuerpo del que transversales, llamados comisuras. parten dos Algunos presentan mancha ocular (ojo cadenas muy primitivo). nerviosas. Los parásitos carecen de sentidos.
Sistema nervioso formado por dos ganglios, llamados cerebroides, y cadena ganglionar ventral. En la epidermis aparecen estructuras sensoriales.
Reproducción
Asexual por escisión. Sexual Sexual, con fecundación interna. Son con fecundación muy prolíficos. interna.
Sexos separados o hermafroditas, según los grupos. Forman larvas en el desarrollo.
Hábitat
Clasificación
Libre o parásita.
Vida libre acuática. Casi todos los hábitats posibles, con Parásitos dentro vida libre o parásita. de animales. Turbelarios, Trematodos y Cestodos
Acuático, tubícola , perforando el suelo... Poliquetos, Oligoquetos e Hirudíneos
LOS TRES DOMINIOS El gran desarrollo alcanzado por la biología molecular en los últimos decenios permitió avanzar un paso más en la investigación sobre los seres vivos, y por lo tanto, en los estudios sobre su clasificación. En 1977, Carl Woese, trabajando con técnicas de secuenciación, a partir del 16S rRNA, descubrió que dentro del grupo de los procariotas se habían incluidos organismos que, a nivel molecular, eran bastante divergentes. En 1990 planteó la necesidad de definir un nuevo taxón, el Dominio, que estaría por encima del Reino y reagrupar a los seres vivos en 3 grandes dominios (que englobarían a los clásicos 5 reinos). El Sistema de los Tres Dominios, propuesto por Woese , es un modelo evolutivo de clasificación basado en las diferencias en las secuencias de nucleotidos en los ribosomas y RNAs de transferencia de la célula, la estructura de los lípidos de la membrana, y la sensibilidad a los antibióticos. Este sistema propone que una célula antepasada común (progenote) dio lugar a tres tipos diferente de célula, cada una representaría un dominio. Los tres dominios son Archaea (archaebacterias), Bacteria (bacterias), y Eukarya (eucariotas). Archaea ( Archaebacteria)
Los Archaea son células Prokariotas. Al contrario de Bacteria y Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por uniones de éter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. Mientras que no son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las Bacterias, son sensibles a algunos antibióticos que afectan a los Eukarya. Los Archae tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Bacterias y Eukarya. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metanógenos, halófilos extremos, y termoacidófilos.
Bacteria ( Eubacteria)
Las Bacterias son células Prokariotas. Como los Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Tienen una pared celular conteniendo peptidoglicano, son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales, y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Archaea y Eukarya. Incluyen a mycoplasmas, cyanobacteria, bacterias Gram-positivas, y bacterias Gram-negativas.
Eukarya ( Eukaryota)
Los Eukarya (escrito también Eucaria) son Eukariotas. Como las Bacterias, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Si tienen pared celular, no contiene ningún peptidoglicano. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferente de Bacterias y Archaea. Incluyen a protistas, hongos, plantas, y animales.
DOMINIO ARCHAEA
Archaea es uno de los tres Dominios propuestos por Woese & Fox en 1990. Según esto, la vida en la tierra se categorizaría en tres Dominios: Bacteria (Eubacteria), Archaea (Archaea), y Eukarya (Eukariota). Este sistema se basa en estudios de rRNA y reconoce las características únicas/diferentes de cada grupo. A pesar de que muchos representantes de este grupo eran conocidos desde hace bastante tiempo siempre se había pensado que eran bacterias y como tales se habían clasificado. Vistos al microscopio no muestran demasiadas diferencias con las bacterias "clásicas", y considerando además la extrema dificultad que representa cultivarlos en Laboratorio (ver microscopio (ver microscopio y cultivo cultivo:: los pilares de la Microbiología "clásica"), es fácil entender porqué se ha tardado tanto en reconocer sus especiales características y aceptar que representan un grupo de microorganismos totalmente independiente al de las Bacterias. Dominio Archaea es pues un concepto relativamente moderno ya que se reconoció hace muy poco como un grupo importante e independiente de seres vivos, y, como ya hemos dicho, ello se debió sobre todo a los trabajos del citado Dr. Carl Woese y sus colegas de la Universidad de Illinois. A pesar de esto, Archaea no son simplemente un grupo de Eubacterias que se adaptó a vivir en condiciones extremas. Las características que comparten con los Eucariotas son mucho más significativas que las que comparten con las Bacterias. Archaeas y Eucariotas son grupos mucho más cercanos de lo que pueda parecer, y divergen profundamente de las Bacterias. No obstante, los Archaea también comparten con las Bacterias ciertas características que no están presentes en los Eucariotas. Los investigadores también han encontrado un número significativo de diferencias en las secuencias 16ssu rRNA de los tres grupos de organismos. Según las últimas investigaciones, Archaea son posiblemente los organismos más antiguos en la Tierra y aparecerían, casi con toda seguridad, hace unos 4 mil millones de años, en el momento del origen de la vida en nuestro planeta. Pensemos que, desde esta perspectiva, Archaea evolucionaron bajo las
condiciones de la Tierra primitiva (temperaturas altas, atmósfera anaeróbica, salinidad alta) y éstos siguen siendo, aun hoy, sus hábitats predilectos. Características generales de Archaea
Fenotípicamente, Archaea son muy parecidos a las Bacterias. La mayoría son pequeños (0.5-5 micras) y con formas de bastones, cocos y espirilos. Archaea generalmente se reproducen por fisión, como la mayoría de las Bacterias. Los genomas de Archaea son de un tamaño sobre 2-4 Mbp, similar a la mayoría de las Bacterias. Sin embargo, la mayor parte de Archaea son termófilos (de hecho, muchos son sumamente termófilos). La mayoría también son autotróficos o dependientes de azufre. Como los Eucariotas, Archaea tienen abundantes proteínas similares a la histona y el ADN se empaqueta en forma de nucleosomas. La organización global de la membrana celular es similar a la encontrada en Bacterias y Eucariotas. Archaea puede alterar el espesor de su membrana incluyendo o quitando anillos pentacíclicos en la estructura. Contienen cantidades grandes de lípidos no polares. Igual que los eucariotas, las paredes celulares de Archaea no contienen ácido murámico y D-aminoácidos (los "ladrillos" de peptidoglicano); algunas especies en particular pueden contener pseudopeptidoglicano (pseudomureina), polisacárido, glicoproteína o proteína en sus paredes celulares, mientras las paredes celulares de eucariotas se basan en celulosa o quitina. Así mismo, las membranas plasmáticas de Archaea están hechas de lípidos ramificados que se une al glicerol por medio de enlaces de éter. Los lípidos enlazados por éter son comúnes a todos los Archaea. Glicerol diéter y diglicerol tetraéter son los tipos más importantes de lípidos presentes en la membrana célula (Estos lípidos pueden usarse como firmas químicas para detectar la presencia de Archaea en una muestra). Esto es muy diferente en eucariotas y en otros procariotas en los que los ácidos grasos de las cadena se unen al glycerol por enlaces éster. Se supone que esta singularidad de la membrana plasmática les ayuda a adaptarse a los ambientes extremos en los que les gusta vivir, incluyendo aquéllos que aparecen a altas temperaturas, y elevada salinidad. A pesar de todo eso, las Archaeobacterias puede diferenciarse a menudo en términos de tinción Gram (ya que esta tinción es una medida de aspectos físicos de paredes de la célula que son compartidos por eubacteria y archaeobacteria). Hay Archaeas sin pared celular que viven a altas temperaturas (55-59ºC) Archaeas y Eubacterias carecen de núcleo verdadero y tienen genomas redondos y pequeños. La maquinaria de transcripción de Archaea es generalmente como en Bacteria y Eukaria, con 70S ribosomas. Los genes se colocan en racimos co-transcritos
llamados operones (los genes de Eukaryas se transcriben generalmente de forma separada en lugar de en racimos). También como en las Bacterias, se unen transcripción y translación (es decir, ocurren simultáneamente), y el fracaso de un mRNA al ser traducido causa que la ARN polimerasa aborte la transcripción. Sin embargo, en muchos sentidos la traducción en Archaea es como en Eukaria. La traducción se comienza con metionina y es inhibida por la toxina de la difteria, como en los ribosomas de los eukarya, pero no es afectado por la mayoría de antibióticos inhibidores de la traducción bacteriana (Estreptomicina y Cloramfenicol). La ARN polimerasa es una enzima crucial requerida para la síntesis de nuevas moléculas de ARN. Las Eubacterias tienen un solo tipo de ARN polimerasa para la transcripción de todos los genes de la célula y utilizan Formil-metionina como iniciador para la síntesis de proteína. Archaea, como las Bacterias, tienen una sola ARN polimerasa que transcribe todos los genes. Sin embargo, las ARN polimerasas de Archaea son como los de los eucariotas (contienen 3 o 4 subunidades grandes y muchas pequeños). Las ARN polimerasas de Archaea son similares en sucesión y antigenicidad a la ARN polimerasa II de eukaria. Sólo algunos genes de Archaea contienen intrones en su DNA, en contraste con la falta completa de intrones en Eubacteria, y la presencia de intrones en todos los genes de los eucariotas. De muchas maneras, podemos pensar en Archaea como un "enlace perdido" entre bacterias y eukarias.
DOMINIO EUKARYA En taxonomía y biología, eukarya es el dominio de órganismos celulares con núcleo verdadero. Estos organismos constan de una o más células eucariotas, abarcando desde organismos unicelulares hasta verdaderos pluricelulares en los cuales las diferentes células se especializan para diferentes tareas y que, en general, no pueden sobrevivir de forma aislada. El resto de los seres vivos son unicelulares procariotas y se dividen los dominios archaea y bacteria. Animales, plantas, hongos, y varios otros grupos denominados colectivamente protistas pertenecen al dominio Eukarya. Todos ellos presentan similaridades a nivel molecular (estructura de los lípidos, proteínas y genoma) y comparten un origen común. Se cree que los Eukaryotes se han originado hace alrededor de unos dos mil millones de años, pero no hay un acuerdo unánime. Los fósiles mas tempranos, como los acritarchs son difíciles de interpretar. Formas que pueden relacionarse con grupos modernos empiezan a aparecer hace unos 800 millones de años, mientras que la mayoría de los grupos fósiles se conocen desde final del Cámbrico, hace unos 500 millones de años. Los eukariotas se subdividen en diferentes reinos, un gran número de ellos compuestos por organismos unicelulares que antiguamente se clasificaban conjuntamente como protozoos. El antiguo grupo de los f lagelados lagelados se divide ahora entre los reinos Diplomónadas, Parabasálidos, Euglenozoos, Dinoflagellata y Chrysophyta; el de los rizópodos comprende los reinos Myxomycota, Acrasiomycota, Naegleria y Entamoeba; el antiguo grupo de los esporozoos se divide entre los reinos Microsporidia y Apicomplexa; mientras que el grupo de los Ciliados se mantiene como reino. Por otro lado, los reinos Laberintúlidos y Oomycota son fugoides (organismos de tipo hongo), mientras que los reinos Xanthophyta, Chrysophyta, Phaeophyta y Diatomeas son algas que antiguamente se clasificaban como plantas. El reino Plantae comprende además de las plantas, las algas verdes (unicelulares y pluricelulares), Fungi los hongos verdaderos y Animalia los animales pluricelulares.
Características A diferencia de las células procariotas, las células eucariotas presentan un citoplasma muy compartimentado, con orgánulos (membranosos) separados o interconectados, limitados por membranas biológicas que son de la misma naturaleza esencial que la membrana plasmática. El núcleo es sólamente el más notable y característico de los compartimentos en que se divide el protoplasma, es decir, la parte activa de la célula. En el protoplasma distinguimos tres componentes principales, a saber, la membrana plasmática, el núcleo y el citoplasma, constituido por todo lo demás. Las células eucariotas están dotadas en su citoplasma de un citoesqueleto complejo, muy estructurado y dinámico, formado por microtúbulos y diversos filamentos proteicos. Además puede haber pared celular, que es lo típico de plantas, hongos y protistas pluricelulares, o algún otro tipo de recubrimiento externo al protoplasma. Las células eucariotas contienen en principio mitocondrias, orgánulos que habrían adquirido por endosimbiosis de ciertas bacterias primitivas, lo que les dota de la capacidad de desarrollar un metabolismo aerobio. Sin embargo en algunos eucariotas del reino protistas las mitocondrias han desaparecido secundariamente en el curso de la evolución, en general derivando a otros orgánulos, como los hidrogenosomas. Algunos eucariontes realizan la fotosíntesis, gracias a la presencia en su citoplasma de orgánulos llamados plastos, los cuales derivan por endosimbiosis de bacterias del grupo denominado cianobacterias (algas azules). Aunque demuestran una diversidad increíble en su forma, comparten las características fundamentales de su organización celular, arriba resumidas, y una gran homogeneidad en lo relativo a su bioquímica (composición), y metabolismo, que contrasta con la inmensa heterogeneidad que en este terreno presentan los procariontes (bacteria, en sentido amplio).
DOMINIO BACTERIA Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de algunos micrómetro (unidad de longitud)|micrómetros de largo (entre 0,5 y 5 Micrómetro (unidad de longitud m, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas, barras y hélices. Las bacterias son procariotas y, por lo tanto, a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, etc.), no tienen núcleo celular núcleo ni orgánulos internos. Generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas bacterias disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles. Del estudio de las bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología. Las bacterias son los organismos más abundantes del planeta. Son ubicuas, encontrándose en todo hábitat de la tierra, creciendo en el suelo, en manantiales calientes y ácidos, en desechos radioactivos, en las profundidades del mar y de la corteza terrestre. Algunas bacterias pueden incluso sobrevivir en las condiciones extremas del espacio exterior. Se estima que hay en torno a 40 millones de células bacterianas en un gramo de tierra y un millón de células bacterianas en un mililitro de agua dulce. En total, se calcula que hay aproximadamente 5×10 30 bacterias en el mundo. Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe citar la fijación del nitrógeno atmosférico. Sin embargo, solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio, 3 por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita. En el cuerpo humano hay aproximadamente diez veces tantas células bacterianas como células humanas, con una gran cantidad de bacterias en la piel y en el tracto digestivo. Aunque el efecto protector del sistema inmune hace que la gran mayoría de estas bacterias sea inofensiva o beneficiosa, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, incluyendo cólera, sífilis, lepra, tifus, difteria, escarlatina, etc. Las enfermedades bacterianas mortales más comunes son las infecciones respiratorias, con una mortalidad sólo para la tuberculosis de cerca de dos millones de personas al año.
En todo el mundo se utilizan antibióticos para tratar las infecciones bacterianas. Los antibióticos son efectivos contra las bacterias ya que inhiben la formación de la pared celular o detienen otros procesos de su ciclo de vida. También se usan extensamente en la agricultura y la ganadería en ausencia de enfermedad, lo que ocasiona que se esté generalizando la resistencia antibiótica|resistencia de las bacterias a los antibióticos. En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, en la producción de queso, yogur, mantequilla, vinagre, etc., y en la fabricación de medicamentos y de otros productos químicos. Aunque el término bacteria incluía tradicionalmente a todos los procariotas, actualmente la taxonomía y la nomenclatura científica los divide en dos grupos. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea (arqueas) . La división se justifica en las grandes diferencias que presentan ambos grupos a nivel bioquímico y en aspectos estructurales.
IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Las cianobacterias son los organismos que en conjunto producen la mayor cantidad de materia orgánica y oxígeno del planeta. Algunas bacterias desempeñan en la naturaleza el papel de descomponedores, degradando los restos de seres vivos para que puedan ser utilizados por otros organismos.
IMPORTANCIA MÉDICA
Las cianobacterias son los organismos que en conjunto producen la mayor cantidad de materia orgánica y oxígeno del planeta. Algunas bacterias desempeñan en la naturaleza el papel de descomponedores , degradando los restos de seres vivos para que puedan ser utilizados por otros organismos. Unas pocas bacterias producen enfermedades en plantas y animales. En el ser humano causan la tuberculosis, el tétanos, el tifus, el cólera o la sífilis. El ser humano utiliza estos organismos con múltiples fines: obtención por fermentación de productos lácteos, mantequilla o vinagre, tratamiento de agua residuales y basuras, obtención de antibióticos y fabricación de numerosos productos industriales. Las bacterias son utilizadas por los científicos en ingeniería genética como laboratorios naturales para obtener ciertas sustancias útiles en el tratamiento y prevención de enfermedades. Se consigue introduciendo en la bacteria parte del ADN (gen) de una célula eucariótica que determina la síntesis de una proteína. De esta manera se obtiene insulina, la hormona del crecimiento o la vacuna contra la hepatitis B.
IMPORTANCIA TECNOLOGICA E INDUSTRIAL
Muchas industrias dependen en parte o enteramente de la acción bacteriana. Gran cantidad de sustancias químicas importantes como alcohol etílico, ácido acético, alcohol butílico y acetona son producidas por bacterias específicas. También se emplean bacterias para el curado de tabaco, el curtido de cueros, caucho, algodón, etc. Las bacterias junto con levaduras y mohos, mohos, se han utilizado durante durante miles de años para la preparación de alimentos fermentados tales como queso, mantequilla, encurtidos, salsa de soja, chucrut, vinagre, vino y yogur. Las bacterias tienen una capacidad notable para degradar una gran variedad de compuestos orgánicos, por lo que se utilizan en el reciclado de basura y en biorremediación. Las bacterias capaces de degradar los hidrocarburos son de uso frecuente en la limpieza de los vertidos de petróleo. Así por ejemplo, después del vertido del petrolero Exxon Valdez en 1989, en algunas playas de Alaska se usaron fertilizantes con objeto de promover el crecimiento de estas bacterias naturales. Estos esfuerzos fueron eficaces en las playas en las que la capa de petróleo no era demasiado espesa. Las bacterias también se utilizan para la biorremediación de basuras tóxicas industriales. En la industria química, las bacterias son utilizadas en la síntesis de productos químicos enantioméricamente puros para uso farmacéutico o agroquímico.
Las bacterias también pueden ser utilizadas para el control biológico de parásitos en sustitución de los pesticidas. Esto implica comúnmente a la especie Bacillus thuringiensis, una bacteria de suelo Gram-positiva. Las subespecies de esta bacteria se utilizan como insecticidas específicos para lepidópteros. Debido a su especificidad, estos pesticidas se consideran respetuosos con el medio ambiente, con poco o ningún efecto sobre los seres humanos, la fauna y la mayoría de los insectos beneficiosos, como por ejemplo, los polinizadores. Las bacterias son herramientas básicas en los campos de la biología, la genética y la bioquímica moleculares debido a su capacidad para crecer rápidamente y a la facilidad relativa con la que pueden ser manipuladas. Realizando modificaciones en el ADN bacteriano y examinando los fenotipos que resultan, los científicos pueden determinar la función de genes, enzimas y rutas metabólicas, pudiendo trasladar posteriormente estos conocimientos a organismos más complejos. La comprensión de la bioquímica celular, que requiere cantidades enormes de datos relacionados con la cinética enzimática y la expresión de genes, permitirá realizar modelos matemáticos de organismos enteros. Esto es factible en algunas bacterias bien estudiada. Por ejemplo, actualmente está siendo desarrollado y probado el modelo del metabolismo de Escherichia coli. Esta comprensión del metabolismo y la genética bacteriana permite a la biotecnología la modificación de las bacterias para que produzcan diversas proteínas terapéuticas, tales como insulina, factores de crecimiento y anticuerpos.
IMPORTANCIA ECONÓMICA
En todos los campos que indicas la importancia de las bacterias es máximo tanto en su sentido positivo como negativo. Positivo lo es ya que las bacterias son unos microorganismos facilmente manipulables que nos pueden permitir generar productos de forma muy rentable económicamente ya sea mediante su crecimiento y uso directo como usando los subproductos de su crecimiento. En industria se usa directamente su crecimiento para la generación de proteinas baratas, como subproductos por ejemplo tenemos todas las fermentaciónes industriales como bebidas alcohólicas de baja graduación como el vino o la cerveza, producción de fármacos, producción de yogur y otros alimentos fermentados. La lista de las ventajas económicas del uso de microorganismos es enorme, pero tambien tienen importacia negativa como contaminación de alimentos, degeneración de productos industriales y por supuesto como agentes etiológicos de producción de todo tipo de enfermedades.
IMPORTANCIA ECOLÓGICA
El papel de las bacterias no patógenas en la Ecologia es fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro.Las bacterias son imprescindibles para el reciclaje de los elementos, pues muchos pasos importantes de los ciclos biogeoquímicos dependen de éstas. Como ejemplo cabe citar la fijación del nitrógeno atmosférico. Sin embargo, solamente la mitad de los filos conocidos de bacterias tienen especies que se pueden cultivar en el laboratorio] por lo que una gran parte (se supone que cerca del 90%) de las especies de bacterias existentes todavía no ha sido descrita. Las bacterias de los suelos y del las aguas son indispensables para el equilibrio biológico. Por último, las bacterias pueden ser utilizadas en las industrias alimenticias y químicas: intervienen en la síntesis de vitaminas y de antibióticos. Las bacterias tienen, por lo tanto, un papel fundamental en los fenómenos de la vida, y todas las áreas de la biología han podido ser mejor comprendidas gracias a su estudio.
BIBLIOGRAFÍA:
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