4: Diversidad procariota

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Los científicos han estudiado procariotas durante siglos, pero no fue hasta 1966 cuando el científico Thomas Brock (1926—) descubrió que ciertas bacterias pueden vivir en agua hirviendo. Esto llevó a muchos a preguntarse si los procariotas también pueden vivir en otros ambientes extremos, como en el fondo del océano, a grandes altitudes, o dentro de volcanes, o incluso en otros planetas.

Los procariotas tienen un papel importante en el cambio, la conformación y el sostenimiento de toda la biosfera. Pueden producir proteínas y otras sustancias utilizadas por los biólogos moleculares en la investigación básica y en la medicina y la industria. Por ejemplo, la bacteria Shewanella vive en las profundidades del mar, donde el oxígeno es escaso. Crece largos apéndices, los cuales tienen sensores especiales utilizados para buscar el oxígeno limitado en su entorno. También puede digerir residuos tóxicos y generar electricidad. Otras especies de procariotas pueden producir más oxígeno que toda la selva amazónica, mientras que otras abastecen a plantas, animales y humanos con formas utilizables de nitrógeno; y habitan nuestro cuerpo, protegiéndonos de microorganismos dañinos y produciendo algunas sustancias de vital importancia. Este capítulo examinará la diversidad, estructura y función de los procariotas.

Micrografía de una celda en forma de varilla con proyecciones largas. La celda tiene aproximadamente 5 µm de largo. Otra micrografía que muestra muchas células en forma de varilla unidas a una matriz. — Figura\(\PageIndex{1}\): La bacteria *Shewanella* vive en las profundidades del mar, donde hay poco oxígeno difuminado en el agua. Es capaz de sobrevivir en este ambiente hostil al sujetarse al fondo marino y usar apéndices largos, llamados “nanocables”, para detectar el oxígeno. (crédito a: modificación de obra por NASA; crédito b: modificación de obra por Liza Gross)

4.1: Hábitats procariotas, relaciones y microbiomas
Los procariotas son microorganismos unicelulares cuyas células no tienen núcleo. Los procariotas se pueden encontrar en todas partes de nuestro planeta, incluso en los ambientes más extremos. Los procariotas son muy flexibles metabólicamente, por lo que son capaces de ajustar su alimentación a los recursos naturales disponibles. Los procariotas viven en comunidades que interactúan entre ellos y con organismos grandes que utilizan como hospedadores (incluidos los humanos).
4.2: Proteobacterias
Las proteobacterias son un filo de bacterias gramnegativas y se clasifican en las clases alfa-, beta-, gamma-, delta- y épsilonproteobacterias, teniendo cada clase órdenes, familias, géneros y especies separados. Las alfaproteobacterias son oligotrofos. Los taxones clamidias y rickettsias son patógenos intracelulares obligados, que se alimentan de células de organismos hospedadores; son metabólicamente inactivos fuera de la célula hospedadora. Algunas Alfaproteobacterias pueden convertir el nitrógeno atmosférico en nitritos.
4.3: Bacterias Gram-negativas no proteobacterias y bacterias fototróficas
Las no proteobacterias gramnegativas incluyen las espiroquetas de taxones; el grupo Cytophaga, Fusobacterium, Bacteroides; Planctomycetes; y muchos representantes de bacterias fototróficas. Las espiroquetas son bacterias móviles en espiral con un cuerpo largo y estrecho; son difíciles o imposibles de cultivar. Varios géneros de espiroquetas contienen patógenos humanos que causan enfermedades como la sífilis y la enfermedad de Lyme. Cytophaga, Fusobacterium y Bacteroides se clasifican juntos como un filo llamado grupo CFB.
4.4: Bacterias Gram-positivas
Las bacterias grampositivas son un grupo muy grande y diverso de microorganismos. Comprender su taxonomía y conocer sus características únicas es importante para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades infecciosas. Las bacterias grampositivas se clasifican en bacterias gram-positivas G+C altas y bajas G+C gram-positivas, con base en la prevalencia de nucleótidos guanina y citosina en su genoma.
4.5: Bacterias profundamente ramificadas
Las bacterias profundamente ramificadas son filogenéticamente las formas de vida más antiguas, siendo las más cercanas al último ancestro común universal. Las bacterias profundamente ramificadas incluyen muchas especies que prosperan en ambientes extremos que se cree que se asemejan a las condiciones en la tierra hace miles de millones de años. Las bacterias profundamente ramificadas son importantes para nuestra comprensión de la evolución; algunas de ellas se utilizan en la industria
4.6: Archaea
Las arqueas son microorganismos unicelulares, procariotas que difieren de las bacterias en su genética, bioquímica y ecología. Algunas arqueas son extremófilas, viviendo en ambientes con temperaturas extremadamente altas o bajas, o salinidad extrema. Solo se sabe que las arqueas producen metano. Las arqueas productoras de metano se llaman metanógenos. Las arqueas halófilas prefieren una concentración de sal cercana a la saturación y realizan fotosíntesis usando bacteriorodopsina.
4.E: Diversidad procariota (Ejercicios)

Miniatura: Un cladograma que une todos los grupos principales de organismos vivos con el LUCA (el tronco negro en la parte inferior), basado en datos de secuencia de ARN ribosómico.