taxonomia celular en general
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Taxonomiacutea Bacteriana
Dr Viacutector Campos A
Laboratorio de Microbiologiacutea ambiental
Departamento de Microbiologiacutea
TAXONOMIacuteA
Clasificacioacuten
Estructura los organismos en grupos (taxones)
en base a su similitud
Nomenclatura
Asigna nombres a los taxones
Identificacioacuten
Determina a que taxones pertenece un
organismo que se aisla
bull Taxonomiacutea
ndash Caracterizacioacuten exhaustiva
ndash Aplicacioacuten de teoriacutea y meacutetodo de clasificacioacuten
ndash Formacioacuten de grupos taxonoacutemicos (taxones)
ndash Nomenclatura
bull Identificacioacuten
ndash Caracterizacioacuten por nuacutemero limitado de tests
adecuados al problema
ndash Comparacioacuten con spp conocidas
ndash Asignacioacuten a una sp
ndash No identificado estudio taxonoacutemico
ESPECIE
bull Unidad taxonoacutemica baacutesica
bull Grupo de cepas que tiene un alto grado de
similitud en sus propiedades y que difieren en
forma significativa de otros grupos de cepas
bull Cepa poblacioacuten de organismos que desciende
de un uacutenico organismo o de una sola ceacutelula
ESPECIE BACTERIANA
bull Concepto en revisioacuten continua
bull Definicioacuten metodoloacutegica estaacutendar
- de hibridacioacuten ADN1-ADN2 gt 70
- ΔTm lt 5ordmC (estabilidad teacutermica del hiacutebrido
ADN1-ADN2)
Concepto genoacutemico de especie
bull Actualmente el criterio es POLIFAacuteSICO
(combinacioacuten de caracteriacutesticas fenotiacutepicas
genoacutemicas y filogeneacuteticas)
RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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TAXONOMIacuteA
Clasificacioacuten
Estructura los organismos en grupos (taxones)
en base a su similitud
Nomenclatura
Asigna nombres a los taxones
Identificacioacuten
Determina a que taxones pertenece un
organismo que se aisla
bull Taxonomiacutea
ndash Caracterizacioacuten exhaustiva
ndash Aplicacioacuten de teoriacutea y meacutetodo de clasificacioacuten
ndash Formacioacuten de grupos taxonoacutemicos (taxones)
ndash Nomenclatura
bull Identificacioacuten
ndash Caracterizacioacuten por nuacutemero limitado de tests
adecuados al problema
ndash Comparacioacuten con spp conocidas
ndash Asignacioacuten a una sp
ndash No identificado estudio taxonoacutemico
ESPECIE
bull Unidad taxonoacutemica baacutesica
bull Grupo de cepas que tiene un alto grado de
similitud en sus propiedades y que difieren en
forma significativa de otros grupos de cepas
bull Cepa poblacioacuten de organismos que desciende
de un uacutenico organismo o de una sola ceacutelula
ESPECIE BACTERIANA
bull Concepto en revisioacuten continua
bull Definicioacuten metodoloacutegica estaacutendar
- de hibridacioacuten ADN1-ADN2 gt 70
- ΔTm lt 5ordmC (estabilidad teacutermica del hiacutebrido
ADN1-ADN2)
Concepto genoacutemico de especie
bull Actualmente el criterio es POLIFAacuteSICO
(combinacioacuten de caracteriacutesticas fenotiacutepicas
genoacutemicas y filogeneacuteticas)
RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 3: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/3.jpg)
bull Taxonomiacutea
ndash Caracterizacioacuten exhaustiva
ndash Aplicacioacuten de teoriacutea y meacutetodo de clasificacioacuten
ndash Formacioacuten de grupos taxonoacutemicos (taxones)
ndash Nomenclatura
bull Identificacioacuten
ndash Caracterizacioacuten por nuacutemero limitado de tests
adecuados al problema
ndash Comparacioacuten con spp conocidas
ndash Asignacioacuten a una sp
ndash No identificado estudio taxonoacutemico
ESPECIE
bull Unidad taxonoacutemica baacutesica
bull Grupo de cepas que tiene un alto grado de
similitud en sus propiedades y que difieren en
forma significativa de otros grupos de cepas
bull Cepa poblacioacuten de organismos que desciende
de un uacutenico organismo o de una sola ceacutelula
ESPECIE BACTERIANA
bull Concepto en revisioacuten continua
bull Definicioacuten metodoloacutegica estaacutendar
- de hibridacioacuten ADN1-ADN2 gt 70
- ΔTm lt 5ordmC (estabilidad teacutermica del hiacutebrido
ADN1-ADN2)
Concepto genoacutemico de especie
bull Actualmente el criterio es POLIFAacuteSICO
(combinacioacuten de caracteriacutesticas fenotiacutepicas
genoacutemicas y filogeneacuteticas)
RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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ESPECIE
bull Unidad taxonoacutemica baacutesica
bull Grupo de cepas que tiene un alto grado de
similitud en sus propiedades y que difieren en
forma significativa de otros grupos de cepas
bull Cepa poblacioacuten de organismos que desciende
de un uacutenico organismo o de una sola ceacutelula
ESPECIE BACTERIANA
bull Concepto en revisioacuten continua
bull Definicioacuten metodoloacutegica estaacutendar
- de hibridacioacuten ADN1-ADN2 gt 70
- ΔTm lt 5ordmC (estabilidad teacutermica del hiacutebrido
ADN1-ADN2)
Concepto genoacutemico de especie
bull Actualmente el criterio es POLIFAacuteSICO
(combinacioacuten de caracteriacutesticas fenotiacutepicas
genoacutemicas y filogeneacuteticas)
RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 5: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/5.jpg)
ESPECIE BACTERIANA
bull Concepto en revisioacuten continua
bull Definicioacuten metodoloacutegica estaacutendar
- de hibridacioacuten ADN1-ADN2 gt 70
- ΔTm lt 5ordmC (estabilidad teacutermica del hiacutebrido
ADN1-ADN2)
Concepto genoacutemico de especie
bull Actualmente el criterio es POLIFAacuteSICO
(combinacioacuten de caracteriacutesticas fenotiacutepicas
genoacutemicas y filogeneacuteticas)
RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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RANGOS TAXONOMICOS EN
CLASIFICACION BACTERIANA
Taxones Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Geacutenero
Especie
Sub-especie
importancia en estudios
cliacutenicos y ecoloacutegicos
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 7: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/7.jpg)
Sistema binomial de nomenclatura
(Linneo)
Escherichia coli
Escherichia coli o E coli
Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Dominio
Phylum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
Bacteria
Proteobacteria
Gamma Proteobacteria
Zymobacteria
Enterobacteriales
Enterobacteriaceae
Escherichia
Escherichia coli
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 9: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/9.jpg)
Categoriacuteas de clasificacioacuten a nivel de
subespecie
(tipificacioacuten)
Variedades o tipos
bull serovariedad o serotipo (antiacutegenos distintos)
bull fagovariedad (tipificacioacuten por fagos)
bull biovariedad (diferencias bioquiacutemicas y fisioloacutegicas)
bull patovariedad (patogenicidad)
bull morfovariedad (diferencias morfoloacutegicas)
bull genomovariedad (grupos con ADN similares)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 10: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/10.jpg)
LOS MICROORGANISMOS
bull Descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII
bull En 1866 HAECKEL reino de los PROTISTAS
bull A)Protistas Superiores presentan ceacutelulas EUCARIOTICAS
bull Algas (menos las cianofiacuteceas o verdeazuladas)
bull Hongos
bull Protozoos
bull Mohos del Cieno
bull B) Protistas Inferiores Presentan ceacutelulas PROCARIOTICAS
bull Algas Cianofiacuteceas o Verdeazuladas
bull Bacterias
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 11: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/11.jpg)
LOS MICROORGANISMOS
bull Los VIRUS no pueden incluirse en este esquema
A) Su estructura no es compatible con la de una
ceacutelula
B) Su forma de multiplicarse es fundamentalmente diferente
a la de los organismos celulares por su total dependencias del
sistema sinteacutetico (enzimas y precursores) de la ceacutelula hueacutesped
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 12: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/12.jpg)
GENEROS MAS IMPORTANTES DE PROTEOBACTERIA
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 13: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/13.jpg)
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
Cocos Gram Negativos
Bacilos Gram Positivos
Bacilos Gram Negativos
BACTERIAS NO TIPICAS
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 14: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/14.jpg)
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Cocos Gram Positivos
1-Estreptococos
2-Estafilococos
Cocos Gram Negativos
1-Neiseria meningitidis
2-Neiseria gonorroehae
Bacilos Gram Positivos
1-Corynebacterium difhtheriae
2-Bacilos formadores de Esporas
(Clostridium tetani Cbotulinum CperfringensCdifficile)
3-Lysteria monocytogenes
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 15: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/15.jpg)
CLASIFICACION
BACTERIAS TIPICAS
Bacilos Gram Negativos
1-Bacterias Enteacutericas
Escherichia
Salmonella
Shiguella
Yersinia
Pseudomona
Vibrio
Campylobacter
Helicobacter
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 16: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/16.jpg)
CLASIFICACION
2- Bacterias Gram Negativas Pequentildeas y Exigentes
Haemophilus
Bordetella
Brucella
Fransisella
Legionela
3- Bacterias Gram Negativas Anaerobias
Bacteroides
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 17: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/17.jpg)
CLASIFICACION
BACTERIAS NO TIPICAS
1-Bacterias Acido Alcohol Resistentes
Mycobacterium (tuberculoso leprae)
Actinomycetos (Nocardia Actinomices Streptomices)
2-Espiroquetas
Treponemas
Leptospiras
Borrelia
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 18: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/18.jpg)
CLASIFICACION
3- Clamidia
Clamidia trachomatis
Clamidia neumoniae
4- Rickettsias
Rickettsias
Coxiella
5- Micoplasma
Micoplasma
Ureoplasma
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 19: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/19.jpg)
COMO CLASIFICAMOS LOS
MICROORGANISMOS
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 20: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/20.jpg)
Artificial vs sistema de clasificacioacuten naturalLa clasificacioacuten puede ser
1- Artificial (basado sobre caracteriacutesticas expresadas)
El agrupar junto basado en semejanza total procariotes Una especies
es una coleccioacuten de cepas similares con diferencias suficientes de
otros grupos de cepas
Taxonomica fenotipica
bull rdquoTaxonomiacutea convencional
bull Una variedad de caracteriacutesticas de las cepas que determina la
agrupacioacuten los organismos por morfologiacutea la quiacutemica de la pared
de ceacutelula (Gram-reaccioacuten) la clasificacioacuten y los requisitos
alimenticios habitat
bull Taxonomiacutea numeacuterica (ponderacioacuten de caracteres ldquoclaves
dicotomicasrdquo)
bull Porcentaje CG
2 Natural o Filogenetica (basado sobre la evolucioacuten pretendida)
1 Basado en relaciones evolutivas
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 21: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/21.jpg)
Taxonomiacutea convencional
Morfologiacutea forma tamantildeo y tincioacuten
Nutricioacuten y fisiologiacutea fotoacutetrofo quimioacutetrofo aerobio o
anaerobio temperatura y pH oacuteptimos fuentes
alternativas de C N y S
Movilidad tipo y disposicioacuten de flagelos
Otros pigmentos inclusiones celulares sensibilidad a
antibioacuteticos patogenicidad
CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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CLASIFICACION BACTERIANA
COLORACIOacuteN GRAM Gram fue un microbioacutelogo Danes que introdujo la coloracioacuten Gram con la cual se divide a las bacterias en dos grupos
BACTERIAS GRAM POSITIVAS son las que retienen el colorante Cristal Violeta oacute Violeta de Genciana luego de decolorarla con el alcohol-acetona por lo que se observaraacuten de color AZUL
BACTERIAS GRAM NEGATIVAS son las que no retienen el colorante Cristal Violeta al decolorar con alcohol-acetona luego toman el color del colorante de contraste Safranina por lo que se observaraacuten de color ROJO
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 23: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/23.jpg)
ENVOLTURA DE LAS GRAM
POSITIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (hasta 40 capas)
Acidos Teicoicos
Acidos Teicuroacutenicos
Polisacaacuteridos
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 24: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/24.jpg)
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
MEMBRANA CITOPLASMICA
Fosfoliacutepidos y Proteiacutenas
PARED CELULAR
Peptidoglucano oacute Mureiacutena (1 o 2 capas)
Acido Teicoico Ac Teicuroacutenico
MEMBRANA EXTERNA
Fosfoliacutepidos
Proteiacutenas
Lipopolisacaacuterido Bacteriano (LPS)
Liacutepido ldquoArdquo
Antiacutegeno ldquoOrdquo (hidrato carbono)
Porinas de la Matriz
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 25: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/25.jpg)
ENVOLTURA DE LAS GRAM NEGATIVAS
ESPACIO PERIPLASMICO
Espacio entre la membrana citoplaacutesmica y la membrana externa que
contiene una solucioacuten como gel compuesta por
Enzimas degradativas fosfatasas proteasas
Enzimas que inactivan antibioacuteticos beta lactamasas
Proteiacutenas fijadoras que absorben azuacutecares y aminoaacutecidos
bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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bull Tanto las bacterias Gram Positivas o Negativas pueden presentar
bull LA CAPSULA de polisacaacuterido (excepto Banthracis que
es de polipeacuteptido)
bull LOS FLAGELOS largos filamentos helicoidales que dan
motilidad o quimiotaacutexis de natacioacuten o en
liacutenea recta o de tumbos o al azar)
bull FIMBRIAS o PILIS filamentos cortos distribuiacutedos en gran
cantidad
Pili Ordinario (interviene en la Adherencia)
Pili Sexual (interviene Conjugacioacuten Bacteriana)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 27: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/27.jpg)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Los microorganismos alcohol acido resistentes se tintildeen de color
rojo con el colorante fucsina y son resistentes a la decoloracioacuten
con el alcohol acido debido al caraacutecter hidrofoacutebico de la pared
El calor favorece la penetracioacuten del colorante
Una modificacioacuten en la pared de los Gram Positivos han sido
observadas en los geacuteneros Mycobacterium Nocardia y
Corynebacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 28: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/28.jpg)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
bull Los liacutepidos constituyen el 60 del peso seco de la pared bacteriana
bull En sus paredes contienen Ac MICOLICOS que son beta hidroxiacidos grasos grandes que variacutean de acuerdo al nuacutemero de aacutetomos de carbono
C30 Corinebacterias
C50 Nocardia
C90 Mycobacterium
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 29: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/29.jpg)
BACTERIAS ALCOHOL ACIDO RESISTENTES
Contiene una capa de peptidoglicano similar a las gram negativas
pero esta unido al polisacaacuterido ARABINOGALACTANO y eacuteste al
AcMICOLICO formando un complejo
El AcMICOLICO del Mtuberculosis se denomina factor cordoacuten y
esta relacionado a las actividades bioloacutegicas
Citotoxicidad de la membrana celular
Inhibicioacuten de la migracioacuten de PMN
Induccioacuten de la formacioacuten de granulomas
Actividad anti tumoral
Habilidad para activar viacutea alterna del complemento
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 30: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/30.jpg)
Caracteriacutesticas genotiacutepicas claacutesicas
bull Contenido G+C
G+C = G + C x 100
G + C + A + T
bullDeterminacioacuten por gradiente de CsCl
bullDesnaturalizacioacuten teacutermica o cromatografiacutea
Amplio rango en procariotas 20 al 80
Poca informacioacuten para la caracterizacioacuten
taxonoacutemica
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 31: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/31.jpg)
NUMEacuteRICA
bull Agrupacioacuten de unidades taxonoacutemicas o taxones
por meacutetodos numeacutericos
bull Se basa en un gran nuacutemero de caracteres
bull Cada caraacutecter tiene igual peso
bull La similitud es funcioacuten de la proporcioacuten de
caracteres comunes
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 32: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/32.jpg)
NUMEacuteRICA
- caracteres fenotiacutepicos (no menos de 60)
- coeficiente de semejanza = a + d
a + b + c + d
a nuacutemero de caracteres positivos en
ambas cepas
b nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 1
c nuacutemero de caracteres positivos soacutelo en
cepa 2
d nuacutemero de caracteres negativos en
ambas cepas
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 33: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/33.jpg)
Taxonomiacutea MOLECULAR-FILOGENETICA
Caracteres Genotiacutepicos
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
bull Molecular fingerprinting (huella molecular)
Caracteres Fenotiacutepicos
bull Quimiotaxonomiacutea Biomarcadores lipiacutedicos
(FAME) otros
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 34: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/34.jpg)
Desventajas de una clasificacioacuten artificial
bullNo permite inferir propiedades
bullNo permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el
laboratorio
bullNo permite estudiar el origen y evolucioacuten de funciones celulares
(resistencia a antibioacuteticos aerobiosis fotosiacutentesis)
Clasificacioacuten natural
bull Estructura los organismos en taxones cuyos miembros reflejan
tanto como sea posible su naturaleza bioloacutegica
bull Es ventajosa si ademaacutes establece relaciones evolutivas
POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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POLIFAacuteSICA
Es la tendencia moderna Consenso en la integracioacuten de distintos tipos
de caracteres
Fenotiacutepicos - claacutesicos (morfologiacutea nutricioacuten etc)
- moleculares (marcadores quimiotaxonoacutemicos)
- perfil de proteiacutenas totales y enzimas
Genotiacutepicos -claacutesicos G+C
- moleculares hibridacioacuten DNA-DNA fingerprinting (ej
Perfiles moleculares por restriccioacuten o amplificacioacuten de
ADN)
Filogeneacuteticos basados en el gen del ARNr 16S
Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Esquema de las teacutecnicas e informacioacuten maacutes frecuente empleadas en la taxonomiacutea
polifaacutesica (Vandamme et al 1996)
CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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CARACTERES FENOTIPICOS
Marcadores quimiotaxonoacutemicos
Caracteriacutesticas
- Anaacutelisis quiacutemico con equipamiento especializado
- No son universales muy uacutetiles dentro de algunos grupos
- Alto grado de discriminacioacuten
- Presentes en distintas estructuras celulares
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 38: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/38.jpg)
bullPared peptidoglicanos en Gram +
bull Membrana externa Gram negativos lipopolisacaacuteridos
bull Membrana citoplasmaacutetica aacutecidos grasos (Fatty Acid Methyl Ester)
aacutecidos micoacutelicos en un grupo de bacterias Gram positivas
(Actinomicetes) pigmentos carotenoides en bacterias fotoacutetrofas
anoxigeacutenicas
bull Cadena de transporte electroacutenico citocromos quinonas
bull Sistema fotosinteacutetico bacterioclorofilas
bull Citoplasma poliaminas en metanogeacutenicas y Gram negativas
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 39: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/39.jpg)
FISIOLOGIacuteA Y METABOLISMO
bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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bull Hibridacioacuten ADN-ADN
-depende de la secuencia completa del genoma
-uacutetil en organismos estrechamente
relacionados
- determinacioacuten por
hibridacioacuten de ADN1 - ADN2
Δ Tm del hiacutebrido
- es el criterio actual de definicioacuten de especie
Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Hibridacioacuten genoacutemica como herramienta
taxonoacutemica
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 42: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/42.jpg)
bull Molecular fingerprinting
-secuencias de ADN de un organismo son sometidas a la digestioacuten
con enzimas de restriccioacuten
- resolucioacuten a nivel de sub-especie
bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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bull El uso de secuencias moleculares para estudios
filogeneacuteticos se basa en la premisa que los
cambios en las secuencias ocurren al azar y de un
modo temporal-dependiente y que cierta
proporcioacuten de eacutestos permanece fijo en las
moleacuteculas
Filogeneacutetica
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 44: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/44.jpg)
CARACTERES FILOGENETICOS
bull Plantean hipoacutetesis de evolucioacuten (determina
relaciones de parentesco entre las especies)
bull Compara la secuencia de moleacuteculas
(cronoacutemetros evolutivos) y establece la relacioacuten
entre ellas
bull Las secuencias de las moleacuteculas son el registro
histoacuterico de la evolucioacuten
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 45: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/45.jpg)
PROPIEDADES DE UN BUEN CRONOacuteMETRO
EVOLUTIVO
ndash Distribucioacuten universal (presente en todos los
organismos)
- Funcioacuten homoacuteloga en todos los organismos
- Secuencias con zonas altamente conservada para
distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas
zonas variables
- Ausencia de transferencia horizontal
- Cantidad de informacioacuten suficiente
Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Moleacuteculas usadas para la determinacioacuten
de relaciones filogeneacuteticas de
organismos
bull ARNr 5S 16S y 23S (Carl Woese)
bull Subunidad beta de ATPasa
bull RecA
bull Factor de Elongacioacuten Tu
bull Genes funcionales
ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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ARNr en Procariotas
Nombre Tamantildeo Ubicacioacuten
(nucleoacutetidos)
5S 120 Subunidad mayor del
ribosoma
16S 1500 Subunidad menor
23S 2900 Subunidad mayor
Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Ejemplo de un aacuterbol filogeneacutetico basado en el gen ARNr 16S La barra
indica la sustitucioacuten de 10 nucleoacutetidos cada 100
Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Por que la utilizacioacuten de la Secuencia del ARNr 16S
bull Estructura primaria
1048729 - Dominios de conservacioacuten universal
1048729 - Regiones altamente variables
1048729 - Dominios de nivel intermedio de conservacioacuten con cambios de
secuencia pero conservacioacuten de estructura secundaria
bull Estructura secundaria
1048729 - Similar en todos los organismos
1048729 - Acotada por su funcioacuten en la siacutentesis de proteiacutenas funcioacuten ancestral
Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Estructura
secundaria del
ARNr 16S de E coli
Liacuteneas gruesas dominios
de conservacioacuten universal
Liacuteneas normales
dominios de conservacioacuten
Intermedia
Liacuteneas punteadas
regiones hipervariables
Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Estructura secundaria del ARNr 1618 S de los tres Dominios
Los puntos rojos sentildealan posiciones en las que arqueas y bacterias suelen diferir
Bacteria Archaea Eucarya
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 52: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/52.jpg)
ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 53: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/53.jpg)
Caracteriacutesticas diferenciales entre Bacteria Archaea y Eukarya
Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Fig SX A neighbor joining reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Fig SX B parsimony reconstruction of all Pseudomonas species of the same
phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 56: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/56.jpg)
Fig SX C m aximum likelyhood reconstruction of all Pseudomonas species of the
same phylogenetic branch as the strain VC1 The tree was reconstructed using all
positions in the alignment and no filter to reconstruct Bar indicates 2 gene
divergence
Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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Figure X tree reconstruction based on the concatenated alignment of all six genes
included in the MLSA approach and listed in table X The alignment of 4813
homologous positions was us ed to calculate the tree by using the maximum
likelihood algorithm as implemented in the ARB program package The tree
topology was identical to that reconstructed with PHYML and RAxML Bootstrap
values were calculated after 100 tree reconstructions
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
![Page 58: Taxonomia celular en general](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082218/559f75a61a28abf4718b4819/html5/thumbnails/58.jpg)
Electroforesis en gradiente de
gel denaturante DGGE
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