Tema 20 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2014
Páginas 8
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 15
Subido por

Vista previa del texto

Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana Taxonomia bacteriana 1. CONCEPTES BÀSICS Taxonomia: Ciència que estudia la classificació, identificació i nomenclatura dels microorganismes.
CLASSIFICACIÓ Categories o rangs taxonòmics (taxons) en funció de les similituds o relacions evolutives.
- Domini - Regne - Secció - Ordre - Família - Gènere - Espècie: Grup taxonòmic bàsic.
- Soca: Unitat bàsica  Població d’organismes que provenen d’un únic organisme.
Classificació jeràrquica IDENTIFICACIÓ Procediment per la caracterització d’un determinat organisme.
NOMENCLATURA Assignació de noms seguint les normes del International Comitte of Systematic Bacteriology.
2. SISTEMES DE CLASSIFICAICÓ - Classificació natural: Cctques morfològiques, metabòliques i ecològiques.
- Classificació fenètica: En funció de semblances fenotípiques.
o Taxonomia numèrica: La semblança entre organismes es determina mitjançant càlculs numèrics  Coeficients de similitud.
- Classificació genotípica: semblances genètiques - Classificació filogenètica: En funció de relacions evolutives.
1 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana 3. TÈCNIQUES PER DETERMINAR LA TAXONOMIA I FILOGENIA BACTERIANA CARACTERÍSTIQUES UTILITZADES EN TAXONOMIA CLÀSSICA: - Morfològiques - Fisiològiques i metabòliques - Ecològiques - Mobilitat - Presència de pigments - Sensibilitat als antibiòtics CARACTERÍSTIQUES MOLECULARS Contingut en G+C Es tracta de veure la proporció d’aquestes bases.
Es determina mitjançant Tª de fusió, per Southerns o mètodes cromatogràfics.
Útil per classificació, però rarament és definitiva.
No dóna informació de la seqüència: percentatges de GC similars poden correspondre a organismes molt diferents.
Hibridació d’àcids nucleics DNA:DNA Determina el grau de similitud de seqüències i per tant, és útil per diferenciar organismes estretament relacionats.
2 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana Es separen les cadenes de DNA de diferents organismes i es realitza un experiment d’hibridació: s’ajunta una amb les altres.
Per exemple, si hibridem 1 x 1 el resultat es 100% d’hibridació perquè prové de la mateixa soca. Però si hibridem 1 x 2 el resultat és un 75% d’hibridació: no s’hibriden totes les hebres perquè no és el mateix microorganisme, però si és la mateixa espècie.
Si hibridem 1 x 3 obtenim un 25% d’hibridació: els microorganisme són del mateix gènere.
Si hibridem 1 x 4, obtenim tan sols un 7% d’hibridació: són de gèneres diferents.
Ribotipat Estima el model únic que es genera quan el DNA d’un organisme es sotmet a digestió amb enzims de restricció i es revela amb una sonda de RNA ribosòmic.
El gen rRNA 16S i gens relacionats ofereixen models de restricció únics per una espècie bacteriana.
Els gens del rRNA es troben dins de les regions millor conservades del genoma bacterià.
Existeixen diverses còpies de gens pel rRNA en cada cèl·lula i el seu nombre i localització 3 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana específica en el cromosoma varien segons les espècies. Per tant, els patrons de bandes (el seu nombre, grandària i intensitat) del DNA cromosòmic digerit i hibridat amb sondes marcades per als gens rRNA són específics de cada soca bacteriana, per la qual cosa poden ser utilitzats per reflectir diferències a nivell d'espècies i subespècies, és a dir, per identificar i caracteritzar bacteris en comparar aquests patrons amb els obtinguts a partir de bacteris coneguts.
Anàlisi de seqüències de DNA, RNA, proteïnes.
Una espècie bacteriana pot definir-se de forma més precisa segons les seqüències del rRNA.
Dues procariotes amb un 97% o més d’homologia és molt probable que siguin de la mateixa espècie, però no és suficient.
Seqüències signatura: Petites seqüències d’oligonucleòtids dins del 16S rRNA característiques d’organismes concrets o grups molt relacionats filogenèticament.
4. ESPÈCIE BACTERIANA Una espècie bacteriana és una col·lecció de soques que comparteixen nombroses propietats estables i que difereixen de forma significativa d’altres soques.
Taxonomia polifàsica: s’usa per diferenciar espècies en funció de criteris genètics i fenotípics.
La fisiologia i la filogènia no estan necessàriament relacionades.
Una espècie bacteriana pot definir-se de forma més precisa segons les seqüències del rRNA.
Dues procariotes amb un 97% o més d’homologia és molt probable que siguin de la mateixa espècie, però no és suficient.
Al final, es va decidir com a criteri genètic final: Seqüenciació de la subunitat petita del rRNA (97%) i l hibridació genòmica (70%).
4 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana FILOGÈNIA MOLECULAR (rRNA) Mitjançant cronòmetres moleculars o evolutius: molècules que permeten mesurar distància evolutiva entre organismes.
El nombre de diferències és proporcional al nombre de canvis mutacionals estables fixats al DNA que codifica per cada molècula en tots dos microorganismes.
Cronòmetre molecular - Distribució universal - Funció homòloga: que faci el mateix en totes les espècies microbianes.
- S’han de poder alinear les seqüències - Freqüències de canvis proporcional a les distàncies evolutives.
- La distància evolutiva pot determinar-se per les diferències en la seqüència d’aminoàcids o nucleòtids (citocroms, ferredoxines, rRNA) 16S rRNA (cronòmetre més habitual) - Aproximadament 1.500 nucleòtids.
- Constituent de la subunitat 30S del ribosoma de procariotes.
- Equivalent al 18S d’eucariotes - Molt conservat des d’un punt de vista de funció.
- Seqüències no influenciades per la degeneració del codi genètic. Si muta, s’ha de saber: no com en els proteïnes, ja que alguns codons codifiquen per la mateixa proteïna.
- No sotmès a mutacions supressores. Les mutacions que hi siguin han de ser estables.
5 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana 5. DIVERSITAT BACTERIANA En funció de semblances estructurals: 5 regnes, només 1 d’ells Procariota.
La filogènia molecular (rRNA) ha posat de manifest que la vida cel·lular ha evolucionat seguint només 3 nissagues (2 exclusivament procariotes) - Bacteria - Archaea - Eukarya L’arbre filogenètic universal descriu la història evolutiva de tots els microorganismes i les relacions entre ells.
L’arrel representa un punt a la història evolutiva representada per un avantpassat comú: ANTECESSOR UNIVERSAL.
Transferència gènica lateral .vs. barreres contra el flux il·limitat de gens: dos tipus de projectes de seqüenciació de genomes microbians.
- Centenars de gens presents a Archaea i no a la resta de dominis: BARRERES CONTRA EL FLUXE IL·LIMITAT DE GENS.
- Però molts gens també són presents en els tres dominis: TRANSFERÈNCIA GÈNICA LATERAL.
Cap organisme que viu a l’actualitat és primitiu; són organismes moderns que estan simplement menys evolucionats que organismes de ramificacions que sorgeixen posteriorment a l’arbre de la vida.
6 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana ARCHAEA Es troben a hàbitats extrems aquàtics i terrestres: hipersalins i elevades Tª.
Característiques principals: - Membrana cel·lular: Glicerol + enllaç èter+ cadena isoprenoide.
- Paret cel·lular sense peptidoglicà.
- Més d’un tipus de RNA polimerasa.
- Síntesi de proteïnes similar als eucariotes: o Inhibidors o Ribosomes híbrids.
EUBACTERIA Bacteris gramnegatius No proteobacteris. Deinococcus (grampositiu).
Proteobacteris (gramnegatius) Mollicutes (sense paret cel·lular) i Bacteris grampositius.
7 Microbiologia Tema 20– Taxonomia bacteriana EUKARYA S’estudia comparant les seqüències de rRNA 18S.
Trobem des d’organismes paràsits estrictes sense mitocòndries fins a organismes pluricel·lulars complexes.
Plantes, Animals, Fongs i Protistes.
6. TEORIA ENDOSIMBIÒNTICA Els eucariotes més primitius són similars als procariotes.
A l’evolució, a mida que augmentaven de tamany i complexitat va aparèixer el nucli, aparell mitòtic i fragmentació del DNA en cromosomes.
La cèl·lula eucariota moderna va aparèixer amb la incorporació estable de simbionts quimioorganòtrofs i fotòtrofs del domini Bacterià.
- Les mitocondries i els cloroplasts presenten ribosomes similars als bacteris.
- Seqüències rRNA similars als bacteris.
- Inhibició per antibiòtics.
- Presència d’una molècula de DNA circular i tancada.
Es creu que els mitocondris podrien venir de Proteobacteris (Agrobacterium, Rhizobium, Rickettsias) i els cloroplast d’una Cyanobacteria.
8 ...