Unidad IV Taxonomía microbiana. Principios. Taxonomía...
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Ayud. Prof. Ing. Agr. Juan E. SilbermanMicrobiología Agrícola FAyAMicrobiología FCFUNSE 2014
Unidad IV
Taxonomía microbiana. Principios.
Taxonomía clásica. Esquemas bioquímicos.
Manual de Bergey. Taxonomía molecular y
genética. Taxonomía numérica.
Evolución. Filogenia
Relaciones evolutivas entre los organismos
Evolución. Filogenia
Evolución: es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre La Tierra a partir de un antepasado común
Filogenia: inferencia de las relaciones evolutivas entre los organismos
En búsqueda del cronómetro molecular
Evolución. Filogenia
Los requisitos del cronómetro molecular son los siguientes:
Estar universalmente distribuidosSer funcionalmente homólogosDeben poder alinear apropiadamenteDeben cambiar con velocidad proporcional a la distancia evolutiva
En búsqueda del cronómetro molecular
Evolución. Filogenia
Citocromosproteínas de Fe y S Ferredoxinas ARN ribosómicos ATPasas RecA (proteína requerida para recombinación genética).
En búsqueda del cronómetro molecular
Evolución. Filogenia
Secuencias ARN ribosómico fueron las que mas éxtito tuvieronSe usan actualmente para determinar relaciones filogenéticas entre microorganismos
En búsqueda del cronómetro molecular
Evolución. Filogenia
La secuenciación de ARNr permitió obtener la primer imagen real de la evolución
Evolución. Filogenia
Los Dominios se definen en base al ARNrSin embargo cada Dominio tiene determinadas características fenotípicas
Evolución. Filogenia
Taxonomía: ciencia de la clasificación
1-Identificación 2-Nomenclatura
Taxonomía filogenética
Taxonomía filogenética
-Las secuencias de ARNr 16S/18S sirven para determinar relaciones filogenéticas y para identificar
-Cada taxón tiene una secuencia propia
Taxonomía filogenética
El procedimiento para la identificación es el siguiente:
Obtención del cultivo puroExtracción de ADN genómico
PCR ADNr 16S / 18SSecuenciación
Comparación con bases de datos
https://rdp.cme.msu.edu/classifier/classifier.jsp
http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PAGE_TYPE=BlastSearch&BLAST_SPEC=MicrobialGenomes
Taxonomía filogenética
AGAGTTTGATCCTGGCTCAGATTGAACGCTAGCGGGATGCCTTACACATGCAAGTCGAACGGCAGCACGGACTTCGGTCTGGTGGCGAGTGGCGAACGGGTGAGTAATGTATCGGAACGTGCCCAGTAGCGGGGGATAACTACGCGAAAGCGTAGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGCAGGGGATCGCAAGACCTTGCACTATTGGAGCGGCCGATATCGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATCCGTAGCTGG
TTTGAGAGGACGACCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATTTTGGACAATGGGGGAAACCCTGATCCAGCCATCCCGCGTGTGCGATGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTTGGCAGGAAAGAAACGTCATGGGTTAATACCCCGTGAAACTGACGGTACCTGCAGAATAAGCACCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGTGCAAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTGCGCAGGCGGTTCGGAAAGAAAGATGTGAAATCCCAGAGCTTAACTTTGGAACTGCATTTTTAACTACCGGGCTAGAGTGTGTCAGAGGGAGGTGGAATTCCGCGTGTAGCAGTGAAATGCGTAGATATGCGGAGGAACACCGATGGCGAAGGCAGCCTCCTGGGATAACACTGACGCTCATGCACGAAAGCGTGGGGAGCAAAC
AGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCCTAAACGATGTCAACTAGCTGTTGGGGCCTTCGGGCCTTGGTAGCGCAGCTAACGCGTGAAGTTGACCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGACCCGCACAAGCGGTGGATGATGTGGATTAATTCGATGCAACGCGAAAAACCTTACCTACCCTTGACATGTCTGGAATCCTGAAGAGATTTAGGAGTGCTCGCAAGAGAACCGGAACACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGTCATTAGTTGCTACG
AAAGGGCACTCTAATGAGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTATGGGTAGGGCTTCACACGTCATACAATGGTCGGGACAGAGGGTCGCCAACCCGCGAGGGGGAGCCAATCCCAGAAACCCGATCGTAGTCCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGTCGCGGTGAATACGTTCCCGGGTCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGA
GTGGGTTTTACCAGAAGTAGTTAGCCTAACCGTAAGGGGGGCGATTACCACGGTAGGATTCATGACTGGGGTGAAGTCGTAACAAGGTAGCCGTATCGGAAGGTGCGGCTGGATCACCTCCTT
Taxonomía filogenética
Taxonomía filogenética
AGCCCACCTGGTGGATGGCTCGGCTCGGGGCGCCGAGGAAGGGCGTGGCAAGCTGCGATAAGCCCGGGGGAGGCGCAGGCAGCCGTGGAACCCGGGATCCCCGAATGGGACTTCCTGCCCCATTTGGGGCGCTCCCGTTAGGGAGCGGGAACGCGGGGAAAAGAAGCATCCGAGTACCCGCAGGAAAAGAAACCAACAGGGATGCCGGGAGTAGGGGCGACCGAAACCGGCACAGGGCAAACCGAATCCCTATCCGTAAGGGTAGGGAGATGTGGAGTTGCAGGGCCCCCAATATAGACCCCCACTGGGAAGCCGAAGTCCCCTGGAATGGGGCGCCATAGAGGGTGAAAGCCCCGTAGGCGTAACCAGTTGGGGGTCTGGGGTGTCCCTGAGTACCGCGCGTTGGATATCGCGCGGGAAGCTGGGAGACATTAGGCTTCCAACCCTAAATACGTCCCGAGACCGATAGCGAACTAGTACCGTGAGGGAAAGCTGAAAAGCACCCCTTGCGGGGGGTGAAAAGAGCCTGAAACCAGGTGGGTACGGAATGGCACGGCCCGAAAGGTAACCACCCCGAAGGAAACTCCCGCGAGGGAGGAGTACGAGGGGTGGCATGCCGGGGTCGTGCCGTCCGTTTCGAAAAACGGGCCGGGGAGTGTACGGGTGTGGCGAGCCTAAGGGGTTCAACCCCGGAGGCGTAGGGAAACCGACATGCCCGCAACCCTTATGGGTGAGGGGCGGGGTCTTAATGGGCCCGGAGTCACACCCGTACGACCCGAAACCGGGCGATCTAGGCCGGGGTAGGGTGAAGCCCCTCGCCAGAGGGGTGGAGGCCCGCAGGGGTGTTACCGCGCAAAGTGCTCCTCTGACCCCGGTCTAGGGGTGAAAAGCCAATCGAGCCCGGAGATAGCTGGTTCCCCCCGAAATAACTCGCAGGTTAGCCGGGGGTTAGGTAGATGGCGGGGTAGAGCCACGGATAGGGTGTTTAGGGGGCGAGAGCCCTCGGCACCCTGTCAAACTCCGAACCCGTCATCGCCGTAGCCCCCGAGTGAGGGCATACGGGTAAGCCGTATGTCCGAGAGGGGAACAACCCGGACCCGGGTTAAGGCCCCTAAGTGCCGGCTAAGTGTAAATGAGAAGGGAGTCCCTGGCCTAAGACAGCGGGGAGGTTGGCTTAGAAGCAGCCATCCTTTAAAGAGTGCGTAACAGCTCACCCGTCGAGGTCAGGGGCCCCGAAGATAACGGGGGCTAAGCCGGCCGCCGAGACCCGGGGGGGCTGAAAAGCCATCCGGTAGGGGGGCGTCCCGCGGGGGTAGAAGCTCGGCCGTGAGGTCGGGTGGACCCCGTGGGAACGAGAATCCCGGCAGTAGTAACAGCAAAGTGGGGTGAGAATCCCCACCGCCGAAGGGGCCAGGTTTCCACAGCAACGGTCGTCAGCTGTGGGTTAGCCGGTCCTAACCCCCGGGGTAATTCCCTGGGGGGGAAAGGGAAGCGGGTTAATATTCCCGCGCCACCGGGGTACGTGCGGCAACGCAAGGCCAGCTCCTGACGCTTCGGGGTAGGCCGACCACCCCCGTCGGGGTGGCCAAGCGCATAAGCCCGGGGAGTGCCGTAATGGCGAGAACCGGGCAAAAGCGTGATGGGCCCTCCGTTAGGAGGGTTCGGCTGAGCCCTGGAGCCCGTGAAAAGGGAGCTGGCAAGGATCCCCGGTGACCGTACCCAGAACCGACACAGGTGCCCCTAGGCGAGTATCCTAAGGCGTGTCGGGAGAATCCGGCCCAGGGAAGTCGGCAAATTGGCCCCGTAACTTCGGGAGAAGGGGTGCCTGCGGTCTTCTCTAAGTGAGGGGACCGCAGGTCGCAGTGGCCAGGGGGGTCC
GACTGTTTAATAAAAACACAGGTCTTGGCTAGCCCGTAAGGGTGTGTACCAAGGCCGACGCCTGCCCAGTGCCGGTACGTGAAACCCGGGTACAACCGGGCGAAGCGCCGGTAAACGGCGGGGGTAACTATAACCCTCTTAAGGTAGCGAAATTCCTTGTCGGGTAAGTTCCGACCTGCATGAATGGCGTAACGAGACCCCCACTGTCCCGGGCCGGAACCCGGTGAACCTACCATTCCGGTGCAAAGGCCGGAGACCCCCAGTGGGAAGCGAAGACCCCGTGGAGCTTTACTGCAGCCTGTCGTTGGGGCATGGCCGTGGGTGCACAGCGTAGGTGGGAGCCGTCGAAGCCACCCCTCCGGGGGTGGTGGAGGCGCCCATGGGACACCACCCACCCATGGCCATGTCCCTAACCCCGTAAAGGGGGACACCGGCAGGTGGGCAGTTTGGCTGGGGCGGCACCCCCCTGAAAAGGCATCAGGGGGGCCCAAAGGTCGGCTCAGGCGGGTCAGAACTCCGCCGTGGAGTGCAAGGGCAAAAGCCGGCCTGACTTGGTCGGTAAAAGAGGCCGACCAAGAGGCGAAAGCCGGGCCTAGCGAACCCCTGTGCCTCACCGATGGGGGCCAGGGATAACAGAAAAGCTACCCCGGGGATAACAGAGTTGTCGCGGGCAAGAGCCCATATCGACCCCGCGGCTTGCTACATCGATGTCGGTTCTTCCCATCCTGGGCCTGCAGCAGGGCCCAAGGGTGGGGCTGTTCGCCCATTAAAGGGGATCGTGAGCTGGGTTTAAACCGTCGTGAGACAGGTTGGTTGCTATCTGCTGGGGGTGTTGGCCGCCTGAGGGGAAGGTGGCTCTAGTACGAGAGGAACGAGCCGCCGGCGCCTCTGGTCTACCGGTTGTCCGACAGGGCATTGCCGGGCAGCTACGCGCTAAGGGATAAGGGCTGAAGGCATCTAAGCCCGAAACCCTCCCCGAAAATAGGCGGCCAGTCCCTTCG
GGGACGAGGGCTCTCCTATAAGAGGAGGTTGATAGGCCGGGGGTGTAAGCGCCGAGGGCTTTGCCCGAGG
Taxonomía filogenética
Taxonomía filogenética
Taxonomía filogenética
TAACAAGGATTCCCCTAGTAACTGCGAGTGAAGCGGGAAAAGCTCAAATTTAAAATCTGGCGGGTTCCCCGTCCGAGTTGTAATCTGGAGAAGCGTTTTCCGTGTCGGACCGTGTACAAGTCCCTTGGAATGGGGCGTCATAGAGGGTGAGAATCCCGTCCATGACACGGACTACCGATGCTTTGTGATACGCTCTCAAAGAGTCGAGTTGTTTGGGAATGCAGCTCAAAATGGGTGGTAAATTCCATCTAAAGCTAAATATTGGCGAGAGACCGATAGCGAACAAGTACCGTGAGGGAAAGATGAAAAGCACTTTGGAAAGAGAGTTAAACAGTACGTGAAATTGTTGAAAGGGAAACGCTTGAAGTCAGTCGCGTCCGTCGAGACTCAGCCTTGCCTTTGGGCCTGGTGTACTTCTCGGTGGACGGGTCAACATCGATTTTGAATGGCAGATAAAGGTCTGGGGAATGTGGCACCTCCGGGTGTGTTATAGCCCCTCTCCGTATATGCTGTTTGGGATCGAGGACCGCAGCACGCCCTTGTGGCCGGGGTTTTACCCACGTACCGTGCTTAGGATGTTGGCATAATGGCTTTAAGCGACCCGTCTTGAAACACGGACCAAGGAGTCTAACATGCCTGCGAGTGTTAGGGTGCAAAACCCTTGCGCGTAATGAAAGTGAAAGTTGGGACCTCTGTCGAGGAGGGCACCGACGCCCGGCCCTGAACTCTTGTGACGGTGCTGCGGTAGAGCATGTATGTTGGGACCCGAAAGATGGTGAACTATGCCTGAATAGGGCGAAGCCAGAGGAAACTCTGGTGGAGGCTCGTAGCGATTCTGACGTGCAAATCGATCGTCAAATTTGGGTATAGGGGCGAAAGACTAATCGAACCATCTAGTAGCTGGTTCCTG C
Taxonomía filogenética
Taxonomía filogenética
Se basa en: 1.caracteres morfológicos,
2. tinción diferencial, 3. pruebas bioquímicas, 4. tipificación con fagos, 5. pruebas serológicas
Taxonomía clásicaBACTERIAS
1.caracteres morfológicosforma, tamaño y color de la colonia
movilidadendosporas
composición de la pared celular
Taxonomía clásicaBACTERIAS
2. tinción diferencial Coloración Gram
Taxonomía clásicaBACTERIAS
3. pruebas bioquímicas
Taxonomía clásicaBACTERIAS
4. tipificación con fagosla interacción fago-bacteria es sumamente específicasirve para subclasificar bacterias dentro de una especie
5. pruebas serológicasBasado en la reacción antíegno-anticuerpo
Taxonomía clásicaBACTERIAS
Taxonomía clásicaBACTERIAS
Aislamiento de una bacteriadel intestino de un homeotermo
Obtención de cultivo puro
Tinción Gram
Gram negativo
Forma bacilar
Facultativo
Fermenta lactosa con producción de ácidos y gas
Pruebas bioquímicasPositivas: indol, rojo de metilo y mucatoNegativas: citrato, Voges-Proskauer y H2S
Escherichia coli
Microorganismos- eucarióticos-unicelulares-son móviles-no poseen color-no poseen pared
Taxonomía clásicaProtozoos
-Mayor tamaño que bacterias-No poseen pigmentos fotosintcomo las algas-No producen esporas ni cuerpos fructíferos
Taxonomía clásicaProtozoos
Existen 4 grupos principales:1. Flagelados2. Amebas3. Ciliados4. Esporozoos
Se dividen de acuerdo a su movilidad y presencia o no de esporozoos
Taxonomía clásicaProtozoos
1. Flageladosson móviles por acción de los flagelos. la mayoría de los flagelados son de vida
libre, algunos parásitos animales, incluido el hombre.
El ejemplo más importante es Trypanosoma, este protozoo mide 20 µm de longitud y es responsable de la enfermedad del sueño.
Taxonomía clásicaProtozoos
2. AmebasSe conocen amebas que son parásitos cuyo hábitat es la cavidad bucal y el tracto intestinal. En estos hábitats se mueven por movimientos ameboides. Entamoebahistolytica es un buen ejemplo de amebas parásitas
que producen un estado diarreico denominado disentería amebiana
Taxonomía clásicaProtozoos
3. CiliadosEn alguna fase de su vida poseen cilios, cuya función en
movilidad y alimentaciónposeen dos clases de núcleos: micro y macronúcleo
Algunos son parásitos, pero no es la forma habitual del grupo
Taxonomía clásicaProtozoos
4. EsporozoosParásitos obligados, inmóviles en estado adulto.
Toman alimento disuelto en fase acuosa a través de la envoltura celular
Forman esporozoitos (no son como las esporas de hongos), implicados en la transmisión al nuevo
hospedador.Pueden parasitar animales vertebrados como
invertebrados, incluido en hombre
-Eucariotas-Poseen pared celular-Esporas de diverso tipo-Ocupan Diversos hábitats: agua dulce, mar. La mayoría son terrestres, habitan mat. Org. en descomp. -Son responsables de importantes pérdidas en la prod. frutihortícola
Taxonomía clásica
Hongos
1- Hongos filamentosos: mohos2- Hongos unicelulares: levaduras3- Setas4- Hongos mucosos
Taxonomía clásica
Hongos
1- Hongos filamentosos: mohosLas hifas generalmente contienen mas de un núcleoEsporas asexuales: conidiosEsporas sexuales: acosporas, basidiosporas, zigosporas
Taxonomía clásica
Hongos
2. Hongos unicelulares: levaduras-Normalmente son ovales, esféricas o casi cilíndricas
-La división es casi asimétrica o por gemación. En este proceso la nueva célula se forma como un pequeño bulto en la célula madre que crece hasta separarse de ella
-Prosperan típicamente en hábitat con azúcares, tales como frutos, flores, cortezas de árboles. La levadura más conocida es Saccharomyces cerevisiae
Taxonomía clásica
Hongos
3. SetasForman cuerpos fructíferos (Basidiosporas) , que constituyen la parte comestible (Setas)las setas viven como simple micelio viviendo en el suelo, en los residuos de hojas o troncoscuando las condiciones del medio son favorables, generalmente los períodos húmedos y fríos, se desarrollan las setas
Taxonomía clásica
Hongos
4. Hongos mucososmicroorganismos eucarióticos que poseen similitudes fenotípicas con hongos y protozoos. pueden producir esporas como los hongos pueden moverse por superficies con un movimiento flexible como las amebas
Taxonomía clásica
Hongos
Características de valor taxonómicoCaracterísticas del micelo: septado,…Características del cuerpo fructíferoMorfología espora: forma, engrosamiento de la pared, presencia de tapón, hifa sustentora
Hongos
Taxonomía clásica
Foto: M. CabelloFoto: M. Cabello
Foto: M. Cabello
Foto: M. Cabello
Foto: M. Cabello
Foto: M. Cabello
un grupo diverso de organismos eucarióticos que contienen clorofila y llevan a cabo la fotosíntesis
oxigénica. Son unicelulares o coloniales, ramificadas o no. Poseen clorofila
Taxonomía clásica
Algas
¿Las cianobacterias son algas?
Taxonomía clásica
Algas
1. Secuenciación ADNr 2. Hibridación ADN:ADN3. Composición ácidos grasos de membrana4. Ribotipado
Taxonomía Molecular
Taxonomía Molecular
Taxonomía Molecular
Ribotipado
Taxonomía Molecular
Composición de ácidos grasos: FAME
Taxonomía numérica
-La agrupación de unidades taxonómicas o taxones por
métodos numéricos
-Se basa en la determinación de un gran número de caracteres
(morfológicos, ecológicos, metabólicos, moleculares, secuencias, etc.) todos ellos con el mismo peso relativo-La similitud es función de la proporción de caracteres comunes
Se determina el coeficiente de semejanzaa + d
a+b+c+da: número de caracteres positivos en ambas cepasb: número de caracteres positivos sólo en la cepa 1c: número de caracteres positivos sólo en la cepa 2d: número de caracteres negativos en ambas cepas
Taxonomía numérica
Taxonomía numérica
Disimilitud
es un compendio de información estándar y molecular de todas las especies reconocidas de procariotas
Manual de Bergey
Cuando se aísla un microorganismo y se cree que es una especie o genero diferente:
1- publicar en Journal of Systematic Evolutionary Microbiology (IJSEM),
publicación oficial de los registros de taxonomía y clasificación de procariotas y levaduras2- se deposita un cultivo viable del organismo en dos colecciones de cultivo, tales como la alemana y la americana:
American Type Culture Collection (ATCC, Colección Americana de cultivos tipo, Manasas, Virginia, USA) y
Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zelkuturen
(DSMZ, Colección Alemana de Microorganismos; Braunschweig, Alemania).
The Prokaryotes (http://www.prokaryotes.com)
Desventajas de una clasificación artificial
• No permite inferir propiedades
• No permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el laboratorio
• No permite estudiar el origen y evolución de funciones celulares (resistencia a antibióticos, aerobiosis, fotosintesis)
Clasificación artificial
Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan tanto como sea posible su naturaleza biológica
Es ventajosa si además establece relaciones evolutivas
Clasificación natural
Es la tendencia moderna. Consenso en la integración de distintos tipos de caracteres:
Clasificación polifásica
-Clásicos-Moleculares-Filogenéticos
Todas las imágenes son con fines didácticos
Ayud. Prof. Ing. Agr. Juan E. Silberman
FAyA UNSE
2014