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TEMA 1INTRODUCCIÓN A LOS MICROORGANISMOS

FOTOSINTÉTICOS

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON

FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y FOTOSINTÉTICAS

GENERALES DE LAS CIANOBACTERIAS Y MICROALGAS

PRINCIPALES CIANOBACTERIAS Y MICROALGAS DE INTERÉSPRINCIPALES CIANOBACTERIAS Y MICROALGAS DE INTERÉS

EN BIOTECNOLOGÍA

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS CON FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICALas algas –incluidas microalgas y, en sentido amplio, cianobacterias– son organismos

fotosintéticos, sin tejidos vasculares, que contienen clorofila a y unas estructuras

reproductivas simples.

Hay dos tipos de fotosíntesis: anoxigénica y oxigénica

h h h h Esquema general de la fotosíntesis oxigénica

H2 A A2

Reacciones lumínicas(membrana del tilacoide )

Reacciones del carbono(enzimas estromáticas )

ATP

NADPH

H2 A A2

Reacciones lumínicas(membrana del tilacoide )

Reacciones lumínicas(membrana del tilacoide )

Reacciones del carbono(enzimas estromáticas )Reacciones del carbono

(enzimas estromáticas )

ATPATP

NADPHNADPH

H2 A A2

Reacciones lumínicas(membrana del tilacoide )

Reacciones del carbono(enzimas estromáticas )

ATP

NADPH

O2

Reacciones lumínicas(membrana del tilacoide )

Reacciones lumínicas(membranas de los tilacoides)

Reacciones del carbono(enzimas estromáticas )Reacciones metabólicas(enzimas del estroma)

ATPATP

NADPHNADPH

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Las algas se pueden clasificar atendiendo a los siguientes criterios:

- Pigmentos fotosintéticos

- Carbohidrato de reserva de la fotosíntesis

- Motilidad

- Pared celular

Los pigmentos fotosintéticos se componen de un cromóforo unido a unas(s)

proteína(s). El cromóforo contiene dobles enlaces conjugados.

Hay tres tipos de cromóforos en los pigmentos fotosintéticos: clorofilas,

carotenoides y ficobilinas.

PIGMENTO COLOR del PIGMENTO RADIACIÓN ABSORBIDA

Clorofilas Verde 400 – 480 ; 600 – 690 nm

Carotenoides Amarillo, amarillo-anaranjado 350 – 540 nm

Ficoeritrina Rojizo 460 – 580 nm

Ficocianina Azulado 500 – 650 nm

Carbohidratos de reserva

- Almidón: polisacárido de glucosa con enlaces α-1,4 y α-1,6. Formado por amilosa y

amilopectina.

- Almidón de florídeas: polisacárido de amilopectina.

- Paramilo: polisacárido de glucosa con enlaces β-1,3.Paramilo: polisacárido de glucosa con enlaces β 1,3.

- Crisolaminarina: polisacárido de glucosa con enlaces β-1,3 y β-1,6 en proporción

11:1.

- Laminarina: polisacárido de glucosa con enlaces β-1,3 y β-1,6 en proporción 3:1.

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Principales características de las algas fotosintéticas del reino Protista

Tipo Nº de especies

Pigmentos fotosintéticos

Carbohidrato de reserva

Flagelos Pared celular Hábitat

Pirrofíceas(Dinofíceas)

2.000-4.000 (Ninguno)Chl a, Chl c, carotenoides(peridinina)

Almidón Ninguno;2 (1 transv. y 1 long.)

Capa de vesículas con o sin celulosa por debajo del

Principalmente marinas; muchas de agua dulce

plasmalemaEuglenofíceas 900 (Ninguno)

Chl a, Chl b; carotenoides

Paramilo 2 es normal, y desiguales

Sin pared; con una película proteica por debajo del plasmalema

Principalmente de agua dulce; algunas marinas

Criptofíceas 200 (Ninguno)Chl a, Chl c; ficobilinas; carotenoides

Almidón 2 desiguales Sin pared; con una película proteica por debajo del

Marinas y de agua dulce; aguas frías

carotenoides debajo del plasmalema

Haptofíceas 300 Chl a, Chl c; carotenoides (fucoxantina)

Crisolaminarina Ninguno o 2; la mayoría tienen haptonemas

Costras o escamas de celulosa; a veces, materia orgánica calcificada

Principalmente marinas; algunas pocas de agua dulce

Tipo Nº de especies

Pigmentos fotosintéticos

Carbohidrato de reserva

Flagelos Pared celular Hábitat

Bacilariofíceas(diatomeas)

100.000 (Ninguno)Chl a, Chl c; carotenoides(fucoxantina)

Crisolaminarina Ninguno o 1 Sílice Marinas y de agua dulce

Crisofíceas(algas doradas)

1.000 (Ninguno)Chl a, Chl c; carotenoides

Crisolaminarina Ninguno o 2 Sin pared o con escamas de sílice; a veces

Principalmente de agua dulce; algunas pocascarotenoides

(fucoxantina)sílice; a veces celulosa en escamas

algunas pocas marinas

Feofíceas(algas pardas)

1.500 Chl a, Chl c; carotenoides(fucoxantina)

Laminarina; manitol

2, solo en células reproductivas

Celulosa embebida en una matriz mucilaginosa (alginatos)

Casi todas marinas; principalmente aguas en frías

Rodofíceas(algas rojas)

4.000-6.000 Chl a, Chl d; ficobilinas;

Almidón de florídeas (más

Ninguno Celulosa embebida en

Principalmente marinas;

carotenoides ramificado que la amilopectina)

una matriz (galactano); depósitos de carbonato cálcico

algunas pocas de agua dulce; frecuentemente son especies tropicales

Clorofíceas(algas verdes)

17.000 Chl a, Chl b; carotenoides

Almidón Ninguno o 2 (o más)

Glicoproteínas, celulosa, o polisacáridos no celulósicos

De agua dulce y marinas; relaciones simbióticas

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Gonyaulax (Pirr.) Ceratium (Pirr.)

Euglena (Eugl.)

Cryptomonas (Crip.) Prymnesium (Hapt.)

Diatomeas (Baci.)

Phaeodactylum (Cris.)

Porphyridium (Rodo.)

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Chlorella (Clor.) Dunaliella (Clor.) Botryococcus (Clor.)

Scenedesmus (Clor.)Chlamydomonas (Clor.)

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS Y FOTOSINTÉTICAS

GENERALES DE LAS CIANOBACTERIAS Y MICROALGAS

CIANOBACTERIAS

De dentro hacia fuera se distingue:g

- Una región central (centroplasma o nucleoplasma), rica en ácidos nucleicos

- Una región periférica (cromoplasma), que contiene las membranas tilacoidales

fotosintéticas así como varias inclusiones.

- Una membrana plasmática o plasmalema.

- Una pared celular con varias capas envolventes- Una pared celular con varias capas envolventes.

- A menudo una capa de mucílago.

- También pueden presentar diversos tipos de inclusiones (carboxisomas, gránulos

de polifosfato, gránulos de glucógeno y gránulos de cianoficina).

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Estructura de una cianobacteria

- Membrana externa (a)

- Pared de peptidoglucano (b)

- Membrana plasmática (c)

- Cromoplasma (d)

- Gránulos de cianoficina (e)

- Ribosomas (f)

- Gránulos de glucógeno (g)

- Cuerpos lipídicos (h)

- Carboxisomas (i)

Ficobilisomas (j)- Ficobilisomas (j)

- Gránulos de polifosfato (k)

- Vacuolas de gas (l)

- Membranas tilacoidales (m)

- Nucleosoma (DNA) (n)

Aparato fotosintético y estructura de un ficobilisoma

PE: ficoeritrina (máx. 545 nm)PC: ficocianina (máx. 617 nm)AP: aloficocianina

(proteína de unión a PC)

Las ficobilinas se encuentran presentes en cianobacterias, algas rojas,

criptofíceas y en algunas algas pirrofíceas (dinoflagelados).

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ALGAS EUCARIONTES

Estructura de una microalga

- Envuelta (B, D)

- Núcleo (G)

- Mitocondrias (A)

- Aparato de Golgi (H)

- Estructuras locomotrices (E)

- Aparato fotosintético (I, C)

- Gránulos de almidón (J)

- PirenoidePirenoide

- Mancha ocular o estigma

- Vesículas (F)

- Vacuolas

Esquema del metabolismo de una microalga eucarionte

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PRINCIPALES CIANOBACTERIAS Y MICROALGAS DE INTERÉS

EN BIOTECNOLOGÍACianobacterias

Spirulina

Cianobacteria con heterocistes (fijadora de N2)

Algas eucariontes

Chlorella (Clor.) Scenedesmus (Clor.)Dunaliella (Clor.)

Botryococcus (Clor.) Chlamydomonas (Clor.)

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Algas eucariontes

Porphyridium (Rodo )Phaeodactylum (Cris ) Porphyridium (Rodo.)Phaeodactylum (Cris.)