Clasificación y filogenia de bacterias (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Microbiologia
Profesor C.R.
Año del apunte 2016
Páginas 3
Fecha de subida 15/10/2017
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14. clasificación y filogenia de las bacterias.
1. ORIGEN DE LOS PRIMEROS FÓSILES MICROBIANOS.
- - - Estromatolitos: son los primeros fósiles de origen bacteriano, formados por la deposición de los esqueletos hidrocarbonados de los organismos muertos.
o Existen estromatolitos en la actualidad.
o Estromatolitos fósiles: se pueden ver las capas que se van formando a lo largo de la evolución.
El salto más importante para la vida en la Tierra es a partir de la aparición de los primeros fotótrofos oxigénicos (tras la aparición del oxígeno en la Tierra). A partir de las cianobacterias. Empieza a formarse la capa de ozono gracias al “exceso” de oxígeno.
o Anaerobios y posteriormente, con la aparición de oxígeno, aeróbicos.
¿cómo deducir la historia evolutiva de los seres vivos? A partir de la filogenia.
1.1.
- - RELOJES MOLECULARES Y BASES DE LA FILOGENIA. PREMISAS.
Las secuencias de ácidos nucleicos y de proteínas se alteran de forma espontánea (mutación) Las diferencias ente la secuencia de un mismo componente de dos organismos es proporcional al tiempo de divergencia.
La velocidad del cambio depende del componente elegido (presión selectiva)induce o no al cambio del DNA de los organismos (conservar, cambiar,…) Existen componentes universales que cambian muy despacio, siendo usados por ello como “relojes moleculares”.
Los marcadores que no cambien son los que se buscan para establecer las relaciones filogenéticas, el tiempo evolutivo y las diferencias entre individuos.
o A partir de DNA, por PCR se amplifica el DNA de proteínas que pueden actuar como relojes moleculares, se secuencian y se hace una comparativa.
o RNA ribosómico: se emplea como reloj molecular. En estructura secundaria no cambia mucho, pero se observan cambios en la estructura primaria de secuencia de RNA.
 Alineamiento de secuencias: tenemos distintos organismos con distintas secuencias, y se ve cuantos cambios hay en la secuencia comparados con las demás secuencias. Frecuencia de cambios: cantidad de cambios entre el total de las bases.
 Con esta frecuencia de cambios, se determina lo que se llama DISTANCIA EVOLUTIVA. El valor de la distancia evolutiva se corrige, para que se ajuste más a la realidad. Con estos valores corregidos, se realiza el árbol filogenético.
ÁRBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL: 3 dominios.
o Bacteria: distintos filos (23).
o Archaea: son más extremas. Filos principales: euryarchaeota y crenarchaeota.
o Eukarya.
RESUMEN: - Los métodos bioinformáticos permiten comparar la secuencia de genes y proteínas de distintos organismos y establecer una distancia y relación evolutiva entre ellos.
Los cálculos efectuados sobre moléculas de evolución lenta y vertical (relojes moleculares) como los rDNA permiten deducir un esquema de la evolución de todos los seres vivos (arboles filogenéticos) En todos los casos, los organismos se agrupan en 3 divisiones o dominios: bacterias, arqueas y eucariotas.
Los dominios se dividen en Phylum (plural: Phyla) 2. TAXONOMÍA.
- Objetivos: clasificar, nombrar e identificar.
- Organiza los seres vivos en grupos afines o taxones: o Numérica: se da igual valor a todos los caracteres fenotípicos y se establecen matrices de semejanza.
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o Polifásica: se valoran los caracteres (fenotípicos y genéticos) por orden de relevancia.
La unidad taxonómica mínima es la ESPECIE.
NOMENCALTURA: se ajusta a la propuesta por Carl von Linné. Cada organismo tiene dos nombres (género y especie) - JERARQUÍAS TAXONÓMICAS EN PROCARIOTAS: Dominio-filo-clase-orden-familia-género-especie.
2.1. CONCEPTO DE ESPECIE EN PROCARIOTAS.
- No se puede utilizar criterios basados en “aislamiento reproductor”, porque los procariotas replican de forma asexual.
- 2 posibles definiciones: o Clásica (fenética): colección de aislados que…  Comparten muchas propiedades de forma estable.
 Definen de forma significativa de otros grupos de cepas.
o Genética (filogenética): colección de microorganismos con…  Similar contenido en G+C (guanina-citosina)  > o igual 70% de identidad de secuencia genómica.
 >97% de identidad en el rRNA 16S.
- PROPIEDADES EMPLEADAS EN LA TAXONOMÍA (POLIFÁSICA) MODERNA: o Fenotípicas.
 Morfológicas (macro y micro)  Bioquímicas y fisiológicas.
 Moleculares (composición) o Ecológicas:  Ciclo y forma de vida  Temperatura, pH, etc.
o Genotípicas:  G+C  Hibridación DNA-DNA  Relojes moleculares (rDNA) 2.2. CONCEPTO DE CEPA.
- Población de organismos distinguible de otros dentro de la misma especie.
- Descienden de un organismo o de un aislado en cultivo puro.
- Difieren de otras cepas en distintas propiedades: o Biovares: difieren bioquímica y fisiológicamente.
o Morfovares: difieren en morfología.
o Serovares: difieren en sus propiedades antigénicas.
- 2.3.
- - Definir la cepa tipo: o Una de las primeras en ser aisladas.
o La más estudiada.
o No siempre la más representativa.
Depositarla en colección oficial de cultivos.
Validarla: publicarla en el UJSEM (International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology) 2.4.
- - DESCRIPCIÓN DE UNA NUEVA ESPECIE.
TÉCNICAS DE ECOLOGÍA MICROBIANA.
FISH: fluorescent in situ hybridization. Se pueden determinar cambios en las secuencias del DNA, regiones que están en un DNA y no en otro… mediante sondas que pueden hacerse contra distintos RNA ribosomales.
Otra cosa que se puede hacer es extraer todo el DNA de toda la población de microorganismos. Se amplifica con PCR y se tiene los RNA ribosomales con posibilidad de secuenciar cada banda del PCR. El gel DGGE (electroforesis en gradiente)permite ver cambios en los distintos ARN ribosomales.
METAGENOMAS: se coge el DNA de la población entera y se hace una secuenciación masiva.
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- Los recuentos ambientales y las valoraciones genéticas indican que la mayor parte de los microorganismos presentes en un medio no crecen en condiciones de laboratorio, y escapan a las técnicas de clasificación.
Solo una pequeña fracción de microorganismos presentes en un ambiente concreto pueden crecer en condiciones de laboratorio y ser caracterizados.
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