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TAXONOMÍA BACTERIANA

Dra. Silvana D’Agosto

Área Bacteriología - Curso de Microbiología

Año 2015

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Taxonomía:

 – Taxos ( griego ), estructuración u orden

- Nomos ( griego ), ley

 – Es la ciencia que estudia la clasificación biológica:genotípica y fenotípica

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• Siglo XVIII, Carlos Linneo. Introduce el concepto de REINOAsignó a cada organismo a una categoría grande: reino vegetal o reino animal.Subdividió cada categoría en categorías progresivamente más pequeñas.

Breve historia de la taxonomía:

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Tres dominios según diferencias de ARNr y lípidos de membrana

Taxón: grupo de organismos emparentados

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Bacteria: procariotas unicelulares con peptidoglicano.Grupos o taxones--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Archaea: procariotas unicelulares sin peptidoglicano.Grupos o taxones------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Eukarya: ( todos los eucariotas )----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DOMINIOS:

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¿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-------------------------------------------------------------

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- 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.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Fenotípica: a partir de propiedades observables fenotípicas compartidas. Ej. Gram negativas, enormegrupo de cientos de m.o. que pueden no estar relacionados pero comparten esta característica.--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Filogenética: Agrupa a los m.o. de acuerdo a su relación genética.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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A- Clasificación

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BACTERIA : incluyen bacterias patógenas

ARCHAEA : bacterias presentes en el ambiente, diferencia en lípidos y aspectos genéticosPROCARIOTAS: 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.

BACTERIA+ ARCHAEA= PROCARIOTAS EUCARIOTAS

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Dentro de los PROCARIOTAS, estudiamos cuatro categorías.

1. Bacterias Gram negativas: pared celular compleja con peptidoglicano 10 % y ácido murámico , membranaexterna de LPS como principal componente.

Morfológicamente : encontramos bacterias redondeadas o cocáceas, bacilosrectos o curvos, helicoidales o filamentosos (Escherichia, Salmonella, Leptospira,).

Se reproducen por fisión binaria o bipartición y algunas por brotes o gemación.

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2. 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).---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3. Bacterias que carecen de pared celular. En este grupo, encontramos básicamente a los Mycoplasmas quecarecen 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.

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Rangos taxonómicos que se utilizan para su clasificación:

TaxonesDominioPhylumClase

OrdenFamiliaGéneroEspecie

Sub-especieimportancia en estudiosclínicos y ecológicos

•Los MICROORGANISMOS se sitúan en un pequeño grupohomogéneo que pertenece a grupos mas amplios siguiendo unaestructura jerárquica sin superposiciones.

Especie: Categoría taxonómica básica.

Género: Grupo bien definido de una o más especies queesta claramente separado de otros géneros.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cepa: Población de organismos que descienden de un únicoorganismo o de un aislamiento en cultivo puro.

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1. Colección de cepas que comparten numerosas propiedades estables y que difieren significativamentede otras grupos de cepas.

2. Especie (genomoespecie) es una colección de cepas que tienen una composición de G + C similares yuna similitud de un 70% o superior en base a experimentos de hibridación de ADN.

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Definición de especie procariota:

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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 --------------------------------------------------------------------------------------------

Categorías de clasificación a nivel de subespecie (tipificación):( importancia en estudios clínicos )

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Sistemas de clasificación

1- Taxonomía clásica:

• Características fenotípicas

• Características genéticas

2 – Taxonomía polifásica

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1.

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Características genéticas:

• Contenido CG 20 a 80 % ( poco fiable ):> 10 % de diferencia en su genoma son

m.os diferentes

• Hibridación ADN - ADN

www.uct.ac.za / microbiology / manualim.html

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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

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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 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Filogenética:

• Secuenciación de ARNr 16 S• Árbol filogenético 1500 nucleótidos

Secuencias conservadas

Secuencias variables

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Árbol filogenético

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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..

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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.

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Definiciones:

Género:

Similitud ARNr 16 S de 95 a 100 %

Hibridación ADN – ADN > 20 %

Familia:

Similitud de ARNr 16 S < 95 %

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Botánico Sueco Carl von Linné o LinneoSistema binomial: género y especie.

Nombre latinizado

Género: Primera letra en mayúscula. Ej: EscherichiaEspecie: minúscula. Ej: coliEscrito 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

B- Nomenclatura

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El epiteto de especie es estable , el género puede cambiar

Género Streptococcus

Enterococcus

Lactococcus

Ej: Streptococcus faecalis: Enterococcus faecalis

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Domínio – Bactéria

Phylum- proteobacteria

Clase- gammaproteobacteria

Orden- Enterobacteriales

Família- Enterobacteriaceae

Gênero-   Salmonella 

Espécie-  Salmonella enteritidis 

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Manual Bergeys: Manual de sistemática bacteriológica

• Primeras ediciones : clasificación fenotípica , en función de forma, tinción deGram, 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

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Bibliografía:• MICROBIOLOGIA. Prescott, Ed. Interamericana, 7 ª edición, capítulo 19:

Evolución microbiana, taxonomía y diversidad (págs.471- 472).Filogenia ( págs.. 474 – 475 ).Clasificación filogenética ( págs. 478 – 479 ).Rangos taxonómicos ( págs. 480 – 481 ).

Características clásicas y moleculares ( págs. 481 – 485 ).

• 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. 421 – 423 ).Hibridación ADN – ADN ( pág. 428 – 429 ).

• Manual Bergeys www.bergeys.org/pubinfo.html