TAXONOMÍA BACTERIANA. Dra. Silvana D Agosto Área Bacteriología - Curso de Microbiología Año 2015

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1 TAXONOMÍA BACTERIANA Dra. Silvana D Agosto Área Bacteriología - Curso de Microbiología Año 2015

2 Taxonomía: Taxos ( griego ), estructuración u orden - Nomos ( griego ), ley Es la ciencia que estudia la clasificación biológica: genotípica y fenotípica

3 Breve historia de la taxonomía: Siglo XVIII, Carlos Linneo. Introduce el concepto de REINO Asignó a cada organismo a una categoría grande: reino vegetal o reino animal. Subdividió cada categoría en categorías progresivamente más pequeñas.

4 Tres dominios según diferencias de ARNr y lípidos de membrana Taxón: grupo de organismos emparentados

5 DOMINIOS: Bacteria: procariotas unicelulares con peptidoglicano. Grupos o taxones Archaea: procariotas unicelulares sin peptidoglicano. Grupos o taxones Eukarya: ( todos los eucariotas )

6 Por qué es importante la taxonomía? Permite organizar el conocimiento Agrupar microorganismos por características compartidas y diferenciables Inferencias e hipótesis sobre nuevos organismos Estudios evolutivos Caracterizar aislamientos (ej. m.o patógenos) Microbiología clínica: tratamiento Comunicar en forma eficiente con nombres precisos

7 - Comprende tres partes independientes pero relacionadas: A- Clasificación: estructuración de organismos en grupos o taxones en base a similitudes o parentesco evolutivo B- Nomenclatura: asignación de nombres a los taxones C- Identificación: determina a que taxones pertenece un organismo que se aisló. Permite encuadrar un M.O en un grupo taxonómico pre establecido

8 A- Clasificación Fenotípica: a partir de propiedades observables fenotípicas compartidas. Ej. Gram negativas, enorme grupo de cientos de m.o. que pueden no estar relacionados pero comparten esta característica Filogenética: Agrupa a los m.o. de acuerdo a su relación genética

9 BACTERIA+ ARCHAEA= PROCARIOTAS EUCARIOTAS BACTERIA : incluyen bacterias patógenas ARCHAEA : bacterias presentes en el ambiente, diferencia en lípidos y aspectos genéticos PROCARIOTAS: son unidades no compartimentadas, no presentan : membranas nucleares, mitocondrias, SRE, aparato de Golgi, ni lisosomas, con respecto a los EUCARIOTES. Ribosoma procariotas (70S) (eucariotas 80S) La 30S tiene un ARN de 16S (importante para estudios filogenéticos) y la 50S contiene ARN 23S y 5S.

10 Dentro de los PROCARIOTAS, estudiamos cuatro categorías. 1. Bacterias Gram negativas: pared celular compleja con peptidoglicano 10 % y ácido murámico, membrana externa de LPS como principal componente. Morfológicamente : encontramos bacterias redondeadas o cocáceas, bacilos rectos o curvos, helicoidales o filamentosos (Escherichia, Salmonella, Leptospira,). Se reproducen por fisión binaria o bipartición y algunas por brotes o gemación Bacterias Gram positivas: pared celular con peptidoglicano 90 %, ácidos teicoicos y lipoteicoicos. Morfología y reproducción similar al grupo anterior. ( Cocos : Staphylococcus y Streptococcus ). Algunas presentan esporas ( Bacilos: Bacillus y Clostridium)

11 3. Bacterias que carecen de pared celular. En este grupo, encontramos básicamente a los Mycoplasmas que carecen de pared celular y no sintetizan peptidoglicanos. Sintetizan esteroles. Son pleomórficas. Son inmóviles. Colonias bacterianas semejan un huevo frito. 4. Archaea. Son m.o. terrestres y acuáticos con determinadas características similares a los 3 grupos anteriores, que no los tenemos en cuenta por no ser m.o. patógenos. Carecen de peptidoglicano

12 Rangos taxonómicos que se utilizan para su clasificación: Taxones Dominio Phylum Clase Orden Familia Género Especie Sub-especie importancia en estudios clínicos y ecológicos Los MICROORGANISMOS se sitúan en un pequeño grupo homogéneo que pertenece a grupos mas amplios siguiendo una estructura jerárquica sin superposiciones. Especie: Categoría taxonómica básica. Género: Grupo bien definido de una o más especies que esta claramente separado de otros géneros Cepa: Población de organismos que descienden de un único organismo o de un aislamiento en cultivo puro.

13 Definición de especie procariota: 1. Colección de cepas que comparten numerosas propiedades estables y que difieren significativamente de otras grupos de cepas. 2. Especie (genomoespecie) es una colección de cepas que tienen una composición de G + C similares y una similitud de un 70% o superior en base a experimentos de hibridación de ADN

14 Categorías de clasificación a nivel de subespecie (tipificación): ( importancia en estudios clínicos ) Biovariedad: variantes de cepas procariotas caracterizadas por diferencias bioquímicas y fisiológicas Fagovariedad: tipificación por fagos Patovariedad: patogenicidad Morfovariedad: diferencias morfológicas Genomovariedad: grupos con ADN similares o diferentes Serovariedades: diferencias antigénicas

15

16 Sistemas de clasificación 1- Taxonomía clásica: Características fenotípicas Características genéticas 2 Taxonomía polifásica

17 1.

18 Características genéticas: Contenido CG 20 a 80 % ( poco fiable ): > 10 % de diferencia en su genoma son m.os diferentes Hibridación ADN - ADN / microbiology / manualim.html

19 Hibridación ADN - ADN Secuencia completa del genoma Microorganismos estrechamente relacionados Determinar el grado de hibridación: 1- Hibridación completa: A y B son idénticas 2- Hibridación parcial: 70 % A y B están relacionados ( misma especie ) 3- No hibridación: A y B no están relacionados

20 2- Taxonomía polifásica Combinación de características fenotípicas, genéticas y filogenéticas. Enfoque genético o molecular de la taxonomía: - Composición de bases del ADN o del ARN r Hibridización y homología de ácidos nucleícos Homología entre proteínas Recombinación genética Secuenciación

21 Filogenética: Secuenciación de ARNr 16 S Árbol filogenético 1500 nucleótidos Secuencias conservadas Secuencias variables

22 Árbol filogenético

23 Definición de especie bacteriana y análisis de ARNr 16 S: Porcentaje de hibridación de microorganismos A y B > o igual a 70 % Secuenciación ARNr 16 S > 97 % identidad Diferencia > 3 % de nucleótidos son especies diferentes Se confirma con pruebas fenotípicas, morfológicas, tintoriales, bioquímicas, etc

24 Existen bacterias cultivables y no cultivables: Las no cultivables no pueden definirse como especie. El 99 % de las bacterias no son cultivables. Secuenciación de ARNr 16 S identifica microorganismo cercano.

25 Definiciones: Género: Similitud ARNr 16 S de 95 a 100 % Hibridación ADN ADN > 20 % Familia: Similitud de ARNr 16 S < 95 %

26 B- Nomenclatura Botánico Sueco Carl von Linné o Linneo Sistema binomial: género y especie. Nombre latinizado Género: Primera letra en mayúscula. Ej: Escherichia Especie: minúscula. Ej: coli Escrito en bastardilla o cursiva (subrayado si es manuscrito) Ej: Escherichia coli o Escherichia coli Abreviado: E. coli o E. coli ( primera letra mayúscula ). Castellanización: Estafilococo dorado

27 El epiteto de especie es estable, el género puede cambiar Género Streptococcus Lactococcus Enterococcus Ej: Streptococcus faecalis: Enterococcus faecalis

28 Domínio Bactéria Phylum- proteobacteria Clase- gammaproteobacteria Orden- Enterobacteriales Família- Enterobacteriaceae Gênero- Salmonella Espécie- Salmonella enteritidis

29 Manual Bergeys: Manual de sistemática bacteriológica Primeras ediciones : clasificación fenotípica, en función de forma, tinción de Gram, relación con el oxigeno, motilidad etc. 2ª Edición con 5 volúmenes ( año 2012 ). Clasificación filogenética basada en secuenciación de ARNr, ADN y proteínas. 2 dominios, 30 phylum,, > 400 géneros. Proteobacteria > 270 géneros Gram positivas > 170 géneros

30 Bibliografía: MICROBIOLOGIA. Prescott, Ed. Interamericana, 7 ª edición, capítulo 19: Evolución microbiana, taxonomía y diversidad (págs ). Filogenia ( págs ). Clasificación filogenética ( págs ). Rangos taxonómicos ( págs ). Características clásicas y moleculares ( págs ). BIOLOGÍA DE LOS MICROORGANISMOS. Brock, Ed. Addison Weisley, 12 ª edición, capítulo 14: Características diferenciables de los dominios ( pág. 415 ) Características de ARNr 16 S ( pág. 418 ). Filogenia microbiana ( págs ). Hibridación ADN ADN ( pág ). Manual Bergeys

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