Presentacin de PowerPoint

Taxonoma Bacteriana1Teora y proceso de la estructuracin de los organismos en taxones, en funcin de su semejanza o parentesco evolutivo.Taxonoma: Ciencia de la ClasificacinSub-disciplinas Identificacin: determinar que un aislamiento particular pertenece a un taxn reconocido. Nomenclatura: asignacin de nombre a los grupos taxonmicos de conformidad con normas publicadas.2IdentificacinTaxonomaLa identificacin es un control de la eficiencia de la clasificacin taxonmica.3 Organizar el conocimiento sobre los microorganismos:Todos los miembros de un grupo especfico comparten numerosas caractersticas. Agrupar a los microorganismos en grupos tiles y significativos con nombres precisos.

Hacer predicciones y formular hiptesis.

Objetivos de la TaxonomaPropiedades importantes de una clasificacin taxonmica

EstableRobustaPredictiva4TaxonesAsignacin a un taxn:Se le hizo una descripcin e identificacinSe asocio a un organismo tipoSe le otorga un nombre en latnSe publica en una revista cientfica

NomenclaturaSubdisciplina que aplica las reglas para nombrar y describir a los taxonesCdigos internacionales de nomenclaturaCada organismo posee un nombre correctoNo hay dos taxones diferentes llevando un mismo nombreNomenclaturaSistema Binominal Nombre del genero (primera letra se escribir en mayscula)Nombre designado para esa especie en concretoEl objetivo es que tenga un nombre nico, que pueda ser utilizado en cualquier lenguaEscherichia coliEscherichia coliEscherichia coli

ESPECIE

Se define generalmente, como grupo de organismos capaces de entrecruzarse y de producir descendencia frtil.

En BIOLOGA, especie es la unidad bsica de la clasificacin biolgica. 8En MICROBIOLOGIA

Especie es la unidad taxonmica bsicaEspecie: 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: poblacin de organismos que desciende de un nico organismo o de una sola clula.

Definicin en revisin continua Definicin metodolgica estndar: % de Hibridacin > 70% Actualmente, el criterio es POLIFSICO (combinacin de caractersticas fenotpicas, genmicas y filogenticas)9RANGOS TAXONOMICOS ENCLASIFICACION BACTERIANATaxones: DominioPhylumClaseOrdenFamiliaGneroEspecieSub-especieCategoras de clasificacin a nivel de subespecie (tipificacin) serovariedad o serotipo (antgenos distintos) fagovariedad (tipificacin por fagos) biovariedad (diferencias bioqumicas y fisiolgicas) patovariedad (patogenicidad) morfovariedad (diferencias morfolgicas) genomovariedad (grupos con ADN similares)101112

13Rangos Taxonmicos

DominioPhylumClase OrdenFamiliaEspecieGnero14Sistema binomial de nomenclatura (Linneo)

Gnero: BacillusEspecie: subtilisB. cereus, B. stearothermophilus, B. acidocaldarius

PUBLICACIONESInternational Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.Publicado por la Sociedad General de MicrobiologaOtros: Applied and Environmental Microbiology, Systematic Applied Microbiology

COLECCIONES (cepas tipo y otras)ATCC (American Type Culture Collection)DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zelkulturen, Coleccin alemana)CIP (Coleccin del Instituto Pasteur, Francia)

15Algunos caracteres utilizados para la clasificacin:

Morfolgicos Fisiolgicos Ecolgicos Bioqumicos Moleculares Fenotpicos Genotpicos

Carcter fentico: cualquier carcter utilizado, fenotpico o genotpico.

La caracterizacin de los microorganismos incluye el estudio de su fenotipo y genotipo 16Morfologa: forma, tamao y tincin

Presencia y disposicin del esporo

Movilidad: tipo y disposicin de flagelos

Nutricin y fisiologa: fottrofo, quimitrofo,aerobio o anaerobio, temperatura y pH ptimos,fuentes alternativas de C, N y S

Otros: pigmentos, inclusiones celulares, sensibilidad a antibiticos, patogenicidadDeterminacin del contenido GC del ADN genmico

%G+C= G + C x 100 G+C+A+T

Por mtodos cromatogrficosPor gradiente de CsCl

Amplio rango en procariotas: 20 al 80%

Poca informacin para la caracterizacin taxonmica

Caracteres fenotpicos de valor taxonmicoCarcter genotpico17 Contenido G+C % G+C = G + C x 100 G + C + A + Tdeterminacin por gradiente de CsCl, desnaturalizacin trmica o cromatografa

Amplio rango en procariotas: 20 al 80%Poca informacin para la caracterizacin taxonmica

criterio de exclusin: %GC > 3, probablemente especies diferentes %GC > 10, probablemente gneros diferentesCaractersticas genotpicas clsicas18POLIFSICA Fenotpicos: - clsicos (morfologa, nutricin, etc) - marcadores quimiotaxonmicos- perfil de protenas totales y enzimas Filogenticos: basados en el gen del ARNr 16S Genotpicos: clsicos: % G+C hibridacin DNA-DNA

nuevos: fingerprinting (ej. perfiles moleculares por restriccin o amplificacin de ADN)Es la tendencia moderna. Consenso en la integracin de distintos tipos de caracteres:19Ensayo de reasociacin de ADN-ADN para cepas a y b

20Taxonoma Molecular: Caracteres Genotpicos Hibridacin ADN-ADN

Mide el grado de similitud entre secuencias de DNA de dos microorganismos.

Permite la diferenciacin de microorganismos muy relacionados, cuando la secuenciacin del rDNA falla.21

22Ribotyping (Ribotipado)Mtodo que permite identificar y clasificar bacterias en funcin de los genes del RNA ribosomal.

El patrn de bandas obtenido para cada muestra consistir en una serie de bandas discretas de mayor o menor intensidad, a manera de huella dactilar gnica o cdigo de barras.

1. Extraccin y digestin del DNA de una colonia bacteriana.2. Separacin mediante electroforesis de los fragmentos de DNA.3. Transferencia de los fragmentos separados a una membrana de Nylon.4. Hibridacin con una sonda del opern rRNA de marcada qumicamente.5. Deteccin de las bandas mediante quimioluminiscencia.6. Anlisis y comparacin de las bandas frente a una base de datos.23

RAPD-typing de aislamientos de L. monocytogenes Un iniciador (primer) reconoce secuencias al azar sobre el ADN bacterianoRandom amplified polimorphic DNA. RAPD 24Clasificacin filogentica: FilogeniaPlantea hiptesis de EVOLUCIN (determina relaciones de parentesco entre las especies)

Mtodo: Comparar la secuencia de molculas y establecer la relacin entre ellas.

Los cambios en las secuencias ocurren al azar y de un modo temporal-dependiente y cierta proporcin de stos permanece fijo en las molculas.

LAS SECUENCIAS DE LAS MOLCULAS SON EL REGISTRO HISTRICO DE LA EVOLUCIN.25cronmetros evolutivosGen 16SrRNAGen de la ATPasaGen de RecA

26 Aislar el ADN Amplificar el 16S rADN (PCR) Secuenciar Anlisis comparativo de las secuencias Construccin del rbol filogentico

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rbol Filogentico Universal (Olsen y Woese, 1993)30Arboles filogenticosUso de programas para alinear secuencias y construir rboles filogenticosLongitud de la lnea entre organismos es proporcional a la distancia evolutivaSimilitud de secuencias implica similitud en los genes31

Ejemplo de un rbol filogentico basado en el gen ARNr 16S. La barra indica la sustitucin de 10 nucletidos cada 100 32Bergeys Manual of Determinative Bacteriology 1923 (1ed)-1994 (9ed)Utilizado en la identificacin de bacterias

Bergeys Manual of Systematic Bacteriology 1a Ed 1984 (vol 1)-1989(vol 4)Principalmente fentica.Bacterias G(-) de importancia general, mdica o industrial.Bacterias G(+) distintas de actinomycetes.Bacterias G(-) con propiedades caractersticas, cianobacterias y arqueobacterias.Actinomycetos

Bergeys manual of Systematic Bacteriology 2a Ed 2001-2005 (vol 1-vol 5)Fundamentalmente filogentica.Archaea, Cianobacterias, Prottrofos verdes y Gneros 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

The Prokaryotes (http:/www.prokaryotes.com)33

Arbol del dominio Bacteria34Relacin entre la definicin de especie bacteriana y el anlisis del gen ARNr 16SEn general se cumple: secuencia del gen del ARNr 16S difiere en mas del 3% con el resto de las secuencias conocidas de bacterias entonces el % de hibridacin ADN-ADN es menor al 70% especies diferentesDefinicin especie: % de hibridacin ADN1-ADN2 > 70%35ANLISIS DE LA SECUENCIA DEL GEN ARNr 16S PARA LA IDENTIFICACIN DE UNA CEPA BACTERIANA36http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank37

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41El Bergeys Manual of Determinative Bacteriology1923, David Bergey y colaboradoresBergeys Manual of Determinative BacteriologyBergeys Manual of Systematic BacteriologyCaractersticas generales :MorfologaTincin de GramRelacin con el oxigenoMotilidad

42Diferencias caractersticas entre Gram + y -PropiedadGram +Gram -MicoplasmasPared clulaMembrana externa con lpidos, protenas y LPSPared gruesa de peptidoglucano y cidos teicoicosCarecen de pared celular y peptidoglucanoForma celularEsferas, valos, bacilos rectos o curvos, helices; algunos tienes capsulasEsferas, bacilos o filamentosPleomorficosReproduccinFisin binaria, a veces gemacinFisin binariaGemacin o fisin binariaMetabolismoFototrofico, quimiolitoautotroficoHabitualmente quimioorganoheterotroficoQuimioorganoheterotroficoMotilidadMviles o inmvilesCon mayor frecuencia inmviles, con flagelacin peritrica cuando son mvilesInmvilesApndicesPili y fimbriasHabitualmente carecen de apndicesCarecen de apndicesEndosporasNo formanAlgunos pueden formarNo forman endosporas43Las cuatro categoras principales del Manual Bergey44Como utilizar el Manual45

Figure: 12-001

Caption:Detailed phylogenetic tree of the major lineages (phyla) of Bacteria based on 16S ribosomal RNA sequence comparisons