Tema 20: Principis de taxonomia bacteriana (2013)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Microbiologia
Año del apunte 2013
Páginas 4
Fecha de subida 21/10/2014
Descargas 6
Subido por

Descripción

Apuntes de los temas del segundo semestre de Microbiología de primero de Genética

Vista previa del texto

TEMA  20:  PRINCIPIS  DE  LA  TAXONOMIA  BACTERIANA   1. Conceptes  bàsics   Taxonomia:  ciencia  que  estudia  la  classificació,  iden5ficació  i  nomenclatura  dels  microorganismes   Classificació:  categories  o  rangs  taxonòmics(taxons)  en  funció  de  les  similituds  o  relacions  evolu5ves.   L’espècie   és   el   grup   taxonòmic   bàsic,   i   la   soca   la   unitat   bàsica,   és   a   dir,   és   la   població   d’organismes   que   provenen   d’un  de  sol.  (els  que  presenten  menys  diferències  entre  els  organismes  que  la  formen)   2. Classificació  jeràrquica   És  el  sistema  de  classificació  u5litzat  actualment  en  les  espècies.   Iden5ficació:  procediment  per  la  caracterització  d’un  determinat  microorganisme.   Nomenclatura:  assignació  de  noms  seguint  les  normes  de  l’Interna'onal  Commitee  of  Systema'c  Bacteriology.   3. Sistemes  de  classificació  i  tècniques  per  determinar  la  taxonomia  i  filogènia  bacteriana   Sistemes  de  classificació:   Classificació  natural:  caracterís5ques  morfològiques,  metabòliques  i  ecològiques!  medi  d’on  prové,  necessitat   d’oxigen,  aquà5c,  etc.   Classificació  fenè5ca:  en  funció  de  semblances  fenoMpiques  !  què  fa,  com  ho  fa,  via  metabòlica,  etc.   C.  genoMpica:  semblances  genè5ques  (en  l’adn)   Taxonomia   numèrica:   la   semblança   entre   organismes   es   determina   mitjançant   càlculs   numèrics.   Coeficients   de   similitud!  estudiar  i  donar  número  a  la  quan5tat  de  semblances  fenoMpiques.   C.   filogenè5ca:   en   funció   de   relacions   evolu5ves   !   és   la   mes   acurada   de   totes   i   s’u5litza   per   fer   els   arbres   de   la   vida.   Les  caracterís5ques  u5litzades  en  taxonomia  clàssica  són  les  morfològiques,  les  fisiològiques  i  metabòliques,  les   ecològiques,  la  mobilitat  de  l’organisme,  la  presència  de  pigments  i  la  seva  sensibilitat  als  an5biò5cs.   4. CaracterísPques  moleculars:   4.1.
4.2.
Con5ngut  en  G+C   • Es  determina  mitjançant  la  Ta  de  fusió;  southerns  o  mètodes  cromatogràfics.   • És  ú5l  per  a  la  classificació  però  rarament  és  defini5va  !  ja  que  no  dóna  informació  de  la  seqüència   i  m.o.  molt  allunyats  poden  tenir  %  de  GC  molt  semblants.   Hibridació  d’àcids  nucleics  (DNA:DNA)   • Determina   el   grau   de   similitud   de   seqüències   i   per   tant,   és   ú5l   per   diferenciar   organismes   estretament  relacionats.   • Separa  el  DNA  de  cada  organisme  amb  T.  Elevada,  i  després  es  posen  en  contacte,  de  manera  que   amb  el  %  d’hibridació  podrem  saber  si  són  de  la  mateixa  soca,  espècie  o  gènere.   4.3.
4.4.
Ribo5pat  (no  cal  saber  super  bé  però  una  mica  si)   • és  un  mètode  que  permet  iden5ficar  i  classificar  bacteris  en  funció  dels  gens  del  seu  RNA  ribosomal.   • Aquests  gens  es  troben  dins  les  regions  millor  conservades  del  genoma  bacterià,  i  el  seu  nombre  i   localització  varia  segons  l’espècie.   • Es  genera  un  model  únic  de  bandes  per  a  cada  espècie  que  se  sotmet  a  la  diges5ó  amb  enzims  de   restricció  i  es  revela  amb  una  sonda  de  RNA  ribosòmic.   Anàlisi  de  seqüències  de  DNA,  RNA,  proteïnes.   • Una   espècie   pot   definir-­‐se   de   forma   més   precisa   segons   les   seqüències   de   rRNA.   Dues   procariotes   amb   un   97%   o   més   d’homologia   és   molt   probable   que   siguin   de   la   mateixa   espècie,   però   no   és   suficient   • Les   seqüències   signatura   són   pe5tes   seqüències   d’oligonucleò5ds   dins   el   16S   rRNA   que   són   caracterís5ques  d’organismes  concrets  o  grups  molt  relacionats  filogenè5cament.   5. Concepte  d’espècie  bacteriana   • Una   sp   bacteriana   és   una   col·∙lecció   de   soques   que   comparteixen   nombroses   propietats   estables   i   que   difereixen  de  forma  significa5va  d’altres  grups  de  soques.   • S’u5litzen   diferents   5pus   de   taxonomia   (taxonomia   polifàsica)   per   diferenciar   espècies   en   funció   de   criteris   genè5cs   i   fenoMpics,   ja   que   poden   tenir   feno5ps   molt   semblants   però   no   ser   de   la   mateixa   espècie  i  viceversa.   • La  fisiologia  i  la  filogènia  no  estan  necessàriament  relacionades  (poden  ser  molt  semblants  en  quant  a   metabolisme,  però  ser  dues  espècies  molt  llunyanes  en  l’evolució)   • Els   criteris   u5litzats   són   la   seqüenciació   de   la   subunitat   pe5ta   (16R)   del   rRNA   (97%   mínim   per   ser   la   mateixa   espècie)   i   la   hibridació   genòmica   (75%   mínim   per   ser   la   mateixa   sp).   Tots   aquells   que   coincideixen  en  els  dos  %  són  considerats  de  la  mateixa  sp.   6. Filogènia  molecular   • Cronòmetres   moleculars   o   evolu5us:   molècules   que   permeten   mesurar   distància   evolu5va   entre   organismes.   o Caracterís5ques  d’un  cronòmetre  molecular:   ▪ Distribució  universal  (l’han  de  tenir  totes  les  sp)   ▪ Funció  homòloga   ▪ S’han  de  poder  alinear  les  seqüències   ▪ Freqüències   de   canvis   proporcional   a   les   distàncies   evolu5ves   (com   més   lluny   es5guin   dues  sp  més  distància  hi  ha  d’haver)   ▪ La   distància   evolu5va   pot   determinar-­‐se   per   les   diferències   en   la   seq.   D’aminoàcids   o   nucleò5ds.   ▪ o • Ha   de   ser   una   seq   amb   molta   estabilitat   i   per   tant   s’hi   produeixin   molt   poques   mutacions.   Cronòmetre  molec  per  excel·∙lència:  16S  rRNA   ▪ Aprox  1500  nucleò5ds   ▪ Cons5tuent  de  la  subunitat  30S  del  ribosoma  de  procariotes   ▪ Equivalent  al  18S  d’eucariotes   ▪ Molt  conservat  des  d’un  punt  de  vista  de  funció   ▪ Seq  no  influenciades  per  la  degeneració  del  codi  genè5c   ▪ No   sotmès   a   mutacions   supressores   !   les   poques   mutacions   que   hi   ha   no   tornen   a   mutar  per  ser  com  abans   El   nombre   de   diferències   és   proporcional   al   nombre   de   canvis   mutacionals   estables   fixats   en   el   DNA   que   codifica  per  cada  molècula  en  tots  dos  microorganismes.  Com  més  diferents  més  separades  estan  dues   espècies  i  com  més  s’assemblin  més  juntes  estan  evolu5vament.   7. Diversitat  bacteriana   • En  funció  de  semblances  estructurals:  5  regnes,  només  un  d’ells  procariota   • La  filogènia  molecular  ha  posat  de  manifest  que  hi  ha  3  dominis:  Bacteria,  Archaea  i  Eukarya   • L’arbre  filogenè5c  universal  descriu  la  història  evolu5va  de  tots  els  m.o.  i  les  relacions  entre  ells   • L’arrel   representa   un   punt   en   la   història   evolu5va   representada   per   un   avantpassat   o   antecessor   universal.   • Existeix  la  transferència  gènica  lateral  i  també  hi  ha  les  barreres  contra  el  flux  il·∙limitat  de  gens.   • o Centenars   de   gens   presents   en   Archaea   i   no   a   la   resta   de   dominis:   barreres   contra   el   fluxe   il·∙limitat  de  gens   o Molts  gens  són  presents  en  els  tres  dominis:  transferència  gènica  lateral.   Cap  organisme  que  viu  a  l’actualitat  és  primi5u.  Són  organismes  moderns  que  estan  simplement  menys   evolucionats  que  organismes  de  ramificacions  que  sorgeixen  posteriorment  a  l’arbre  de  la  vida.   8. Archaea   • Es  troben  a  hàbitats  extrems  aquà5cs  i  terrestres:  hipersalins  i  elevades  temperatures.   • Caracterís5ques  principals:   o Mbr  cel·∙lular:  glicerol  +  enllaç  èter  +  cadena  isoprenoide   o Paret  sense  pep5doglicà   o Més  d’un  5pus  de  RNA  polimerasa   o Síntesi  de  proteïnes  similars  als  eucariotes:  inhibidors  i  ribosomes  híbrids.   9. Eubacteria   • Bacteris  gramnega5us  No  proteobacteris.  Deinococcus  (gramposi5u)   • Proteobacteris  (gramnega5us)   • Mollicutes  (sense  paret)  i  bacteris  gramposi5us.   10.Eukarya   • S’estudia  comparant  les  seq  de  rRNA  18S   • Trobem  organismes  paràsits  estrictes  sense  mitocondris  fins  a  organismes  pluricel·∙lulars  complexes   • Plantes,  animals,  fongs  i  protoc5sts.   11.Teoria  endosimbiont   • Els  eucariotes  més  primi5us  són  similars  als  procariotes   • A   l’evolució,   a   mida   que   augmentàvem   de   tamany   i   complexitat   va   aparèixer   el   nucli,   aparell   mitò5c   i   fragmentació  del  DNA  en  cromosomes.   • La   cèl·∙lula   eucariota   moderna   va   aparèixer   amb   la   incorporació   estable   de   simbionts   quimioorganòtrofs   i   fotòtrofs  del  domini  Bacteria.     o Els  mitocondris  i  cloroplasts  presenten  estructures  similars  als  bacteris:  DNA  propi  (una  molècula   circular  i  tancada),  seqüències  rRNA  similars  als  bacteris,  inhibició  per  an5biò5cs.
...