Sistema de clasificación de los microorganismos Reino Animal Reino Vegetal Protozoarios Hongos, algas y bacterias Antes 1866 Haeckel Reino Protista Organismos Unicelulares Microscopio electrónico Protistas superiores Protistas inferiores Eucarióticos Procarióticos Más actual Reino Protista Reino Procariote Org. Eucarióticos Org. Procariotas Algas, Protozoarios Hongos verdaderos Mohos del cieno Cianobacterias Bacterias verdaderas Arqueobacterias
Reino Protista Algas: Fotosintéticos con pared rígida . Protozoarios: No fotosintéticos, móviles, ciclos complejos, no poseen pared celular. unicelulares Hongos verdaderos: No fotosintéticos, no móviles, a menudo con pared celular rígida, forman micelios. Se reproducen por esporas. multicelulares Mohos del cieno: comparten propiedades con protozoarios y con hongos verdaderos
Reino procariote Cianobacterias: Poseen clorofila , pared celular de peptidoglicano. Gram (-), unicelulares o filamentosas. Son aeróbicos Bacterias verdaderas: Pared celular con peptidoglicano, algunas fotosintéticas con participación de pigmentos diferentes a la clorofila sin agua y no libera oxígeno Arqueobacterias: Poseen organización celular procariótica difiere de las bacterias en la composición de sus membranas.
Agentes infecciosos Características Bacterias Virus Viroides Priones Tamaño 0,5-10 nm 20-300nm 50nm 60-200nm Organización celular procariótica Ausentes Ausentes: ARN desnudos Ausente: Glicoproteínas Capacidad de síntesis de macromoléculas Presente Ausente Ausente Ausente Sitio de replicación Generalmente extracelular Intracelular Intracelular Intracelular Modo de replicación Fisión binaria Replicación Intracelular Replicación intracelular Incierto
Clasificación moderna 1990: Woese y col. ARNr Dominio Bacteria : Especies comúnmente reconocidas Dominio Archaea : Bacterias metanogénicas Halófilas extremas Hipertermófilos Dominio Eukarya : Eucariotas antecesores de todos los organismos pluricelulares Aparato genético Composición y estructura del ADN Homología entre sus ARN polimerasas Similar
Rangos taxonómicos en clasificación bacteriana 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)
Clasificación Nomenclatura Identificación Taxas o Grupos Nombre a las taxas Normas internacionales Cepa aislada que Pertenece a una taxa Taxonomía bacteriana Bibliografía Berguey's Manual of Determinative Bacteriology : 1ª Edición (1923), 9ª reimpresión, con 4 volúmenes The Prokaryotes 2ª edición, 1992 (edición on-line http://www.prokaryotes.com) International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. IJSEM. Clasificaciones modernas.
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. Descubrir organismos no descriptos Caracterizar aislamientos (por ejemplo patógenos) Estudios evolutivos
Propiedades importantes de una clasificación taxonómica Estable. Robusta . Predictiva. TAXONOMÍA Ciencia de la Clasificación Taxos= estructuración u orden, nomos=ley Teoría y proceso de la estructuración de los organismos en taxones, en función de su semejanza o parentesco evolutivo. Taxón: grupo de organismos considerado como una unidad en cualquier rango del sistema clasificatorio
Caracteres fenotípicos clásicos Numérica Relaciones genéticas Morfología celular Tinción Agrupación Propiedades metabólicas Propiedades patogénicas Propiedades antigénicas Caracteres fenotípicos 50 a 200 Computarizados Dendogramas: coeficiente de similitud Contenido de G+C Grado de homología en secuencia de nucleótidos Genóma de tamaño similar Taxonomía bacteriana
Tipos de clasificación Fenéticas o fenotípicas: Agrupa a miembros que comparten el mayor número de características posible. Morfología celular, afinidad tintorial, forma de agrupación, morfología de las colonias en el medio, propiedades metabólicas Filogenéticas o filéticas: Relaciones evolutivas mas que semejanzas generales. Técnicas Moleculares : Macromoléculas que se comportan como cronómetros evolutivos. Distribución universal Misma función en todos los seres vivos Su secuencia debe permitir la identificación de regiones de homología y de heterogeneidad La tasas de cambio de la secuencia de la macromolécula debe estar en relación con la distancia evolutiva. ARN ribosómico es el más usado. ARN r 16 S (excelente cronómetro filogénico)
Taxonomía numérica Grado de similitud por comparación de un número grande de 50 a 200 características. Cada característica tiene el mismo valor. Se calcula para cada par de microorganismos un coeficiente de asociación o de semejanza. (Sj) Se construyen dendogramas o matrices con base en el porcentaje de similitud Coeficiente de similitud del 90% Coeficiente de similitud del 70% Especie Género Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Nº de caracteres que comparten dos organismos Nº total de caracteres estudiados Dificultades Decir cuales y cuantas características deben utilizarse Para establecer los coeficientes de similitud. Determinar que peso debe darse a cada característica. Mismo criterio de similitud para género y especie. 60 50 70 80 90 100
Relaciones evolutivas de las bacterias Análisis comparativo de la secuencia de nucleótidos del ARN ribosomal 16S El 16S-ARNr cambia muy lentamente. El 16S-ARNr Marcado con fósforo 32 ( 32 P) y digerido con una ribonucleasa “ T1” Oligonucleótidos obtenidos se separan por electroforesis en papel Secuenciados Coeficiente de asociación (s AB ): Relación evolutiva entre dos especies. Nº oligonucleótidos con secuencias idénticas X 2 Nº total oligonucleótidos A + total oligonucleótidos B S AB = 1.0 Reinos distintos S AB = 0.10 S AB = Homología del 100%
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 molecular de especie por taxonomía genética : grupo de cepas con un genoma de tamaño similar, con un porcentaje similar de G+C, y con homología de secuencia de nucleótidos del ADN del 70%. Actualmente, el criterio es POLIFÁSICO (combinación de características fenotípicas, genómicas y filogenéticas)
Características filogenéticas Modo de división celular Falta de pared celular Micoplasma Formación de esporas Filamentos axiales Buen indicador Mal indicador
EVOLUCIÓN MICROBIANA Y BIODIVERSIDAD 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 O 2 Formación de la tierra Microorganismos Protozoos primitivos Eucariotas Dinosaurios Hombre Cianobacterias Eucariotas Unicelulares