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Taxonomía Bacteriana

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Taxonomía Bacteriana

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  1. Taxonomía Bacteriana

  2. Sub-disciplinas • Nomenclatura: asignación de nombre a los grupos taxonómicos de conformidad con normas publicadas. • Identificación: determinar que un aislamiento particular pertenece a un taxón reconocido. Taxonomía: Ciencia de la Clasificación Teoría y proceso de la estructuración de los organismos en taxones, en función de su semejanza o parentesco evolutivo.

  3. Taxonomía Identificación La identificación es un control de la eficiencia de la clasificación taxonómica.

  4. Objetivos de la Taxonomía • Organizar el conocimiento sobre los microorganismos: Todos los miembros de un grupo específico comparten numerosas características. Agrupar a los microorganismos en grupos útiles y significativos con nombres precisos. • Hacer predicciones y formular hipótesis. • Propiedades importantes de una clasificación taxonómica • Estable • Robusta • Predictiva

  5. Taxones • Asignación a un taxón: • Se le hizo una descripción e identificación • Se asocio a un organismo «tipo» • Se le otorga un nombre en latín • Se publica en una revista científica

  6. Nomenclatura • Subdisciplina que aplica las reglas para nombrar y describir a los taxones • Códigos internacionales de nomenclatura • Cada organismo posee un nombre correcto • No hay dos taxones diferentes llevando un mismo nombre

  7. Nomenclatura • Sistema Binominal • Nombre del genero (primera letra se escribirá en mayúscula) • Nombre designado para esa especie en concreto • El objetivo es que tenga un nombre único, que pueda ser utilizado en cualquier lengua • Escherichiacoli • Escherichiacoli • Escherichiacoli

  8. En BIOLOGÍA, especie es la unidad básica de la clasificación biológica. ESPECIE Se define generalmente, como grupo de organismos capaces de entrecruzarse y de producir descendencia fértil.

  9. En MICROBIOLOGIA … Especie es la unidad taxonómica básica • Especie: Grupo de cepas que tiene un alto grado de similitud en sus propiedades y que difieren en forma significativa de otros grupos de cepas. • Cepa: población de organismos que desciende de un único organismo o de una sola célula. • Definición en revisión continua • Definición metodológica estándar: % de Hibridación > 70% • Actualmente, el criterio es POLIFÁSICO (combinación de características fenotípicas, genómicas y filogenéticas)

  10. RANGOS TAXONOMICOS EN CLASIFICACION BACTERIANA Taxones: Dominio Phylum Clase Orden Familia Género Especie Sub-especie Categorías de clasificación a nivel de subespecie (tipificación) • serovariedad o serotipo (antígenos distintos) • • fagovariedad (tipificación por fagos) • • biovariedad (diferencias bioquímicas y fisiológicas) • • patovariedad (patogenicidad) • • morfovariedad (diferencias morfológicas) • • genomovariedad (grupos con ADN similares)

  11. Dominio Phylum Clase Orden Familia Género Especie Rangos Taxonómicos

  12. Sistema binomial de nomenclatura (Linneo) Género: Bacillus Especie: subtilis B. cereus, B. stearothermophilus, B. acidocaldarius PUBLICACIONES International Journal of Systematic and EvolutionaryMicrobiology. Publicado por la Sociedad General de Microbiología Otros: Applied and EnvironmentalMicrobiology, SystematicAppliedMicrobiology COLECCIONES (cepas tipo y otras) ATCC (American TypeCultureCollection) DSMZ (Deutsche Sammlung von MikroorganismenundZelkulturen, Colección alemana) CIP (Colección del Instituto Pasteur, Francia)

  13. La caracterización de los microorganismos incluye el estudio de su fenotipo y genotipo • Algunos caracteres utilizados para la clasificación: • Morfológicos • Fisiológicos • Ecológicos • Bioquímicos • Moleculares Fenotípicos Genotípicos • Carácter fenético: cualquier carácter utilizado, fenotípico o genotípico.

  14. Caracteres fenotípicos de valor taxonómico Carácter genotípico • Morfología: forma, tamaño y tinción • Presencia y disposición del esporo • Movilidad: tipo y disposición de flagelos • Nutrición y fisiología: fotótrofo, quimiótrofo, • aerobio o anaerobio, temperatura y pH óptimos, • fuentes alternativas de C, N y S • Otros: pigmentos, inclusiones celulares, sensibilidad a antibióticos, patogenicidad Determinación del contenido GC del ADN genómico %G+C= G + C x 100 G+C+A+T Por métodos cromatográficos Por gradiente de CsCl … Amplio rango en procariotas: 20 al 80% Poca información para la caracterización taxonómica

  15. Características genotípicas clásicas • Contenido G+C • % G+C = G + C x 100 • G + C + A + T • determinación por gradiente de CsCl, desnaturalización térmica o cromatografía • Amplio rango en procariotas: 20 al 80% • Poca información para la caracterización taxonómica • criterio de exclusión: %GC > 3, probablemente especies diferentes • %GC > 10, probablemente géneros diferentes

  16. POLIFÁSICA Es la tendencia moderna. Consenso en la integración de distintos tipos de caracteres: • Fenotípicos: - clásicos (morfología, nutrición, etc) - marcadores quimiotaxonómicos - perfil de proteínas totales y enzimas • Genotípicos: clásicos: % G+C hibridación DNA-DNA nuevos: fingerprinting (ej. perfiles moleculares por restricción o amplificación de ADN) • Filogenéticos: basados en el gen del ARNr 16S

  17. Ensayo de reasociación de ADN-ADN para cepas a y b

  18. Taxonomía Molecular: Caracteres Genotípicos • Hibridación ADN-ADN Mide el grado de similitud entre secuencias de DNA de dos microorganismos. Permite la diferenciación de microorganismos muy relacionados, cuando la secuenciación del rDNA falla.

  19. Ribotyping (Ribotipado) Método que permite identificar y clasificar bacterias en función de los genes del RNA ribosomal. 1. Extracción y digestión del DNA de una colonia bacteriana.2. Separación mediante electroforesis de los fragmentos de DNA.3. Transferencia de los fragmentos separados a una membrana de Nylon.4. Hibridación con una sonda del operón rRNA de marcada químicamente.5. Detección de las bandas mediante quimioluminiscencia.6. Análisis y comparación de las bandas frente a una base de datos. El patrón de bandas obtenido para cada muestra consistirá en una serie de bandas discretas de mayor o menor intensidad, a manera de “huella dactilar génica” o código de barras”.

  20. RandomamplifiedpolimorphicDNA. RAPD Un iniciador (primer) reconoce secuencias al azar sobre el ADN bacteriano RAPD-typing de aislamientos de L. monocytogenes

  21. Clasificación filogenética: Filogenia Plantea hipótesis de EVOLUCIÓN (determina relaciones de parentesco entre las especies) Método: Comparar la secuencia de moléculas y establecer la relación entre ellas. Los cambios en las secuencias ocurren al azar y de un modo temporal-dependiente y cierta proporción de éstos permanece fijo en las moléculas. LAS SECUENCIAS DE LAS MOLÉCULAS SON EL REGISTRO HISTÓRICO DE LA EVOLUCIÓN.

  22. Gen 16SrRNA Gen de la ATPasa Gen de RecA cronómetros evolutivos

  23. Aislar el ADN • Amplificar el 16S rADN (PCR) • Secuenciar • Análisis comparativo de las secuencias • Construcción del árbol filogenético

  24. Árbol Filogenético Universal (Olsen y Woese, 1993)

  25. Arbolesfilogenéticos Uso de programasparaalinearsecuencias y construirárbolesfilogenéticos Longitud de la línea entre organismosesproporcional a la distanciaevolutiva Similitud de secuenciasimplicasimilitud en los genes

  26. Ejemplo de un árbol filogenético basado en el gen ARNr 16S. La barra indica la sustitución de 10 nucleótidos cada 100

  27. Bergey´s Manual of DeterminativeBacteriology 1923 (1ed)-1994 (9ed) • Utilizado en la identificación de bacterias • Bergey´s Manual of SystematicBacteriology 1a Ed 1984 (vol 1)-1989(vol 4) • Principalmente fenética. • Bacterias G(-) de importancia general, médica o industrial. • Bacterias G(+) distintas de actinomycetes. • Bacterias G(-) con propiedades características, cianobacterias y arqueobacterias. • Actinomycetos • Bergey´s manual of SystematicBacteriology 2a Ed 2001-2005 (vol 1-vol 5) • Fundamentalmente filogenética. • Archaea, Cianobacterias, Protótrofos verdes y Géneros muy ramificados. • Proteobacterias. • Bacterias G(+) con bajo contenido G+C. • Bacterias G(+) con alto contenido G+C. • Planctomycetes, Chlamydiae, Spirochetes, Fibrobacters, Bacteroidetes, Fusobacteria, Acidobacteria, Verrucomicrobia, Dictyoglomi, and Gemmatomonadetes • TheProkaryotes (http:/www.prokaryotes.com)

  28. Arbol del dominioBacteria

  29. especies diferentes Definición especie: % de hibridación ADN1-ADN2 > 70% En general se cumple: secuencia del gen del ARNr 16S difiere en mas del 3%con el resto de lassecuenciasconocidas de bacteriasentonces el % de hibridación ADN-ADN es menor al 70% Relación entre la definición de especie bacteriana y el análisis del gen ARNr 16S

  30. ANÁLISIS DE LA SECUENCIA DEL GEN ARNr 16S PARA LA IDENTIFICACIÓN DE UNA CEPA BACTERIANA

  31. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank

  32. El Bergey’s Manual of DeterminativeBacteriology • 1923, David Bergey y colaboradores • Bergey’s Manual of DeterminativeBacteriology • Bergey’s Manual of SystematicBacteriology • Características generales : • Morfología • Tinción de Gram • Relación con el oxigeno • Motilidad

  33. Diferencias características entre Gram + y -

  34. Las cuatro categorías principales del Manual Bergey

  35. Como utilizar el Manual