Tema 19. Diversitat microbiòloga (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Microbiología - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2013
Páginas 5
Fecha de subida 22/10/2014
Descargas 25
Subido por

Vista previa del texto

Grau Microbiologia – Microbiologia T-19 Gloria Hidalgo DIVERSITAT PROCARIOTA 1. ORIGEN DE LA VIDA La Terra té 4600 ma: molt magma calent, molta act elèctrica, meteorits  No hi havia vida.
Vida pot començar amb baixada de T i conversió del vapor passa a aigua liquida Proves indirectes de vida: roques més antigues de 4280 ma, Canada  indica refredament i per tant, aigua liquida i vida.
Primers fòssil (no vol dir que abans no hi hagués vida) de proka, descobert en 1977, amb 3400ma. S’han trobat també amb 3500 ma i 900 ma.
Registre fòssil de microorganismes, sobretot procariotes es molt escàs.
Estromatòlits (3500 ma): fòssils de tapets microbians (capes procariotes filamentosos i sediments). Al principi eren anoxigènics, ara són aeròbics.
1.1. HIPÒTESIS SOBRE ELS ORIGENS Panspermia: la vida es va originar a l’espai a altres planetes.
Proves directes: el meteorit ALH84001 que impacta a l’Antàrtida, quan es va analitzar s’hi van veure µorg – alguns científics diuen que era contaminació.
Terra primitiva: la vida es va originar al planeta.
Primer que va aparèixer la matèria inorgànica, la qual es va convertir en orgànica. Els primers compostos bioquímics (aa) es van sintetitzar a partir d’element inorgànics i descarregues elèctriques (sistemes abiòtics – Miller i Urei: catalasa sintetiza adenina).
Sopa primordial: components orgànics.
Primers sistemes autorreplicantes poden haver-se basat en RNA (teoria del món d'ARN) (Gilbert, 1986) – RNA té activitat catalítica; pot haver catalitzat la seva pròpia síntesi.
Activitat enzimàtica: inici de la vida, ja que RNA conté informació i pot realitzar processos.
DNA no pot realitzar processos i proteïnes no contenen informació.
Més endavant, el DNA substitueix al RNA ja que es més estable, i a partir d’ell es forma la primera cèl·lula.
1 Grau Microbiologia – Microbiologia T-19 Gloria Hidalgo L'evidència usada contra la hipòtesi del món d'ARN • Al Principi, la calenta atmosfera anòxica impediria la formació estable dels precursors.
• ARN no és una molècula estable (Mg desestabilitza; Citrat estabilitza) 1.2. LUCA (Last Universal Common Ancestor) Ancestre comú partir del qual evolucionen demés cèl·lules – avantpassat de Bacteris i Archaea.
Evidència molecular suggereix sorgeix fa 4000ma.
Característiques:  Membrana lipídica i nucli no definit (procariota)  Flux d’informació genètica: autoreplicatiu  dogma central de la biologia molecular.
 Anaerobi i quimiolitòtrof (energia de matèria inorgànica – H2: H2S o llum UV – i C del CO2): obtenia energia i poder reductor.
1.2.1. Evolució a partir de LUCA El metabolismes d’aquests primers quimiolitòtrof produeixen grans quantitats de compostos orgànics. L’abundant i diversa matèria orgànica proporcionada estimula l'evolució dels diferents metabolismes quimioorganòtrofs (energia de matèria orgànica).
Més endavant, sorgeixen els primers fotosintètics anoxigènics.
Fa ~2700 ma, els llinatges de cianobacteris van desenvolupar un fotosistema que podria utilitzar H2O en lloc d'H2S  generació d'O2 Condueix al desenvolupament de l'atmosfera óxica, a partir de la qual sorgeixen noves vies metabòliques (produeixen més energia que els metabolismes anaeròbics).
Gran extinció: tots els organismes que no toleraven l’O2 van morir o emigrar Conseqüència d'O2 per a l'evolució de la vida: formació de la capa d'ozó que proporciona una barrera contra la radiació UV.
Sense aquesta capa d'ozó, la vida només hauria continuat sota la superfície de l'oceà i en els ambients terrestres protegits.
1.3. APARICIO DEL PRIMER EUCARIOTA (2000 m.a.) L'O2 també va estimular l'evolució de µorg eucariotes (conté orgànuls – nucli): característiques del arqueus i bacteris.
Teories de l’aparició del eucariotes:  Cèl·lula quimèrica: combinació gens d’arqueus i bacterians  genoma eucariota.
o Gens eucariota–arqueu: semblances en el codi genètic o Gens eucariota–bacteri: semblances amb gens relacionats amb metabolisme i obtenció d’energia.
 Teoria endosombiòtica (Lynn Margulis): suggereix que eucariotes han evolucionat en per endosimbiosi, obtenint motilitat, nucli i mitocondris.
o Sosté que els mitocondris i els cloroplasts van sorgir de l'associació simbiòtica de procariotes dins d'un altre tipus de cèl·lules *Teoria de l’aparició del flagels: provenen de les espiroquetes 2 Grau Microbiologia – Microbiologia T-19 Gloria Hidalgo Evidències dels primers eucariotes: - Antic microfòssils eucariotes ~2.000ma.
- Fòssils d'eucariotes multicel·lulars més complexos es troben en roques 1900-1400 ma 2. DEFINICIÓ ESPÈCIE PROCARIOTA Col·lecció de soques que comparteixen nombroses propietats estables i difereixen significativament d’altres grups de soques. L’espècie comparteix 70% o més d'hibridació DNADNA i el 97% o més d'identitat de seqüència dels gens 16S rRNA.
Avui en dia es coneixen aproximadament 7,000 species de Bacteria i Archaea *No es pot utilitzar una definició basada en la possibilitat de creuar-se, ja que els procariotes no es reprodueixen sexualment Soca: població microbiana els descendents de la qual provenen d’un únic microorganisme.
Soca tipus: en general una de les primeres soques de l'espècie estudiada, la més caracteritzada. No necessàriament és el membre més representatiu de l’espècie 2.1. ANOMENACIÓ D’UNA NOVA ESPÈCIE El Comitè Internacional de Sistemàtica de Procariotes (ICSP) és responsable de la supervisió de la nomenclatura i la taxonomia de bacteris i arqueobacteris (Assignació de noms per a les espècies i els grups més alts dels procariotes).
Una nova espècie procariotes no poden ser reconegudes fins que hagi estat publicat a la Revista Internacional de Microbiologia Sistemàtica i Evolutiva (IJSEB).
El reconeixement formal d'una nova espècie procariotes requereix el dipòsit d'una mostra del microorganisme en les col·leccions de cultius.
3. DIVERSITAT MICROBIANA Sistemàtica: estudi de la diversitat éssers vius, al llarg de la història, i de relacions evolutives d’aquests. Relaciona:  Taxonomia: ciència de la classificació biològica o Classificació: disposició dels organismes en grups (taxons).
o Nomenclatura: assignació de noms al taxons.
o Identificació: determinació del taxó al qual pertany un aïllat.
 Filogènia: estudi de la història evolutiva dels organismes.
o Classificació natural (s. XVIII – Linné): organitza organismes en grups els membres comparteixen moltes característiques – no necessariament aporta informació sobre les relacions evolutives.
 Taxonomia polifàsic: classificació fenotip, genotípic i filogenètica  Taxonomia numèrica: donar valors numèrics als caràcters i fer-ne taules (matrius, estadística)  es poden fer arbres: dendogrames.
Ordenació en rangs taxonòmics: domini, fílum (fila), classe, ordre, família, gènere i espècie.
o Sistema binomial (Linné): cada organismes té només dos noms  Nom de gènere - en cursiva i en majúscules (Ex: Escherichia)  Espècies epítet - en cursiva, però no en majúscules (Ex: coli) 3 Grau Microbiologia – Microbiologia T-19 Gloria Hidalgo 2.1. TAXONOMIA DE LA CLASSIFICACIÓ Caràcters utilitzats en microbiòloga per classificar les espècies, segons la taxonomia polifàtica:  Classificació fenotípica (allò que s’expressa): qualsevol dada que representi un caràcter expressat: morfologia, metabolisme, fisiologia. No dóna suficient informació (taxonomia natural).
 Classificació genètica: informació del genoma  hibridació DNA-DNA (superior a 70% són la mateixa espècie), percentatge G-C (té poca resolució: si difereixen més de 5% és pot deduir que no estan relacionat, però poden ser molt semblants i no tenir cap mena d’informació).
o Permet la recopilació de moltes dades precises de molt µorg: més caràcters amb els quals classificar (alguns dels resultat ens mostraven l‘ajuda per l’estudi filogenètic).
o Extremadament important perquè gairebé no hi ha registre fòssil va ser deixat pels microbis  Classificació filogenètic: es basen en la seqüenciació (del cromosoma sencer o un gen concret (rRNA)). Permet establir la història evolutiva d’un grup d’organismes.
o Es busquen els cronòmetres molecular (16S – SSU rRNA): gens que mesuren canvis evolutius – canvis amb taxa constant, les mutacions que pateixen han de ser neutres i al atzar. Es caracteritzen per trobar-se a tots els ésser vius, ser funcionals, tenir suficient longitud i trobar-se molt conservats.
Woese i Fox van determinar 3 dominis: bacteria, eucaria, arquea S’ha de tenir clar quin es el valor taxonòmic que tenen aquestes tècniques.
Els microbiòlegs no accepten classificació del 5 regnes.
la Projecte de base de dades ribosomal (RDP) Gran col·lecció de seqüències de rRNA  actualment, si conté> 409.000 seqüències.
Proporciona una varietat de programes d'anàlisi.
4. DOMINIS 4.1. DOMINI BACTERIA  És el més ampli: conté 80 phyla.
 La majoria de grups d’aquest phyla únicament es coneix el rRNA  no hi ha cultius.
 Tots són fenotípicament molt diversos (en canvi el rRNA és molt semblant): fisiologia i filogènia no són necessàriament vinculants.
 Únic exemples clar de l’origen de la cèl·lula eucariota: mitocondri (prroteobacteries) i cloroplast (cianobacteries).
4 Grau Microbiologia – Microbiologia T-19 Gloria Hidalgo 4.2. DOMINI ARCHAEA  Únicament 2 phyla: crenarchaeota i euryarchaeota 5. MANUAL DE BACTERIOLOGIA SISTEMÀTICA DE BERGEY Treball detallat que conté descripcions de totes les espècies procariotes actualment identificades  Accepta el sistema de taxonomia procariota.
Els procariotes es divideixen entre dos dominis i 25 phyla (23 bacteris + 2 arques).
5 ...