LA CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

LA CLASIFICACIÓN

DE LOS SERES VIVOS

LA HISTORIA DE LA CLASIFICACIÓN

l  ¿Por qué se necesita un sistema de clasificación?

l  Imaginar una biblioteca con libros iguales, sin catálogos y con un

bibliotecario que habla otro idioma.

l  Esta situación es similar a la que enfrentaron los primeros biólogos.

¿Por qué se necesita un sistema de clasificación?

l  Se han descubierto más de un millón de especies de animales y más de 325.000 especies de plantas.

l  La lista aumenta cada año.

l  Una de las tareas de un científico es buscar orden donde parece haber

desorden.

l  Para ello, se han

desarrollado sistemas para agrupar o clasificar los

organismos.

Taxonomía

l  Es la ciencia de la clasificación que comprende identificar y dar nombre a los organismos, así como, buscar orden en la diversidad.

l  Un taxónomo trata de entender las relaciones entre los

organismos y de identificar y dar nombre a los organismos (características del grupo = características del individuo).

l  Un sistema de clasificación provee una forma conveniente de no perder de vista a todas las formas de vida conocidas.

Taxonomía

l  Los organismos se clasifican para proveer una base precisa para nombrarlos igual en todo el mundo; ya que, los nombres comunes pueden inducir a equivocaciones. Ej.:

l  caballo de mar pez

l  pepino de mar animal

l  gusano de aro hongo

Jellyfish Cuttlefish

Los sistemas de clasificación

l  Filósofo griego Aristóteles (350 A.C.): dividió en reino vegetal y animal. Introdujo el término

especie (“formas similares de vida”).

l  Actualmente especie: “un grupo de organismos de una clase en particular, estrechamente

relacionados, que pueden

entrecruzarse y producir crías fértiles”.

l  Dividió a los animales según su hábitat en: terrestres, marinos y aéreos.

¿Problemas?

Los sistemas de clasificación

l 

Botánico griego Teofrasto (discípulo de Aristóteles).

l  Desarrolló un sistema para

clasificar las plantas según sus hábitos de crecimiento:

l  hierbas

l  arbustos

l  árboles

l  Introdujo la idea de la clasificación basada en similitud de estructuras.

Los sistemas de clasificación

l  Los sistemas de Aristóteles y Teofrasto se mantuvieron casi 2000 años.

l  Hasta los siglos XVI y XVII, cuando los exploradores llevaron a Europa plantas y animales sin identificar de otras tierras.

l  Se necesitaba otro sistema e hicieron listas organizadas de acuerdo con las características estructurales y el valor

medicinal.

l  Botánico inglés John Ray

(1628-1705): inventó un método para clasificar las plantas de acuerdo con la estructura de la semilla.

l  Vivió 200 años antes que Darwin y

Mendel, fue el primero en observar que la especie es un grupo de organismos

capaces de entrecruzarse y que las variaciones en una especie son el

resultado natural del entrecruzamiento.

l  Entendió la necesidad de dar nombres científicos, y dio a cada organismo un nombre en latín. Ej.: el clavel era dianthus floribus solitariis, squamis calycinis

subovatis brevissimis, carollis crenatis.

¿Desventajas?

Los sistemas de clasificación

Sistema de Linneo

l  Carlos Linneo (Carl von Linné 1707-1778):

l  Asignó cada organismo al reino animal o al reino vegetal.

l  Subdividió cada categoría en categorías más pequeñas.

l  En ese tiempo se reconocieron especie, género y reino.

l  En 1753 publicó su sistema de

clasificación para plantas y en 1758 para animales.

l  La especie era (y es) la unidad básica del sistema de clasificación.

l  Se basaba en las similitudes de la estructura del cuerpo.

l  Es considerado el fundador de la taxonomía moderna.

Nomenclatura Binomial

l 

Sistema para dar nombre a todos los organismos (Linneo).

l  A cada especie se le da un nombre de dos palabras en latín. Ej.:

l  Homo sapiens (ser humano).

l  Zea mays (maíz).

l  Oryza sativa (arroz)

Nomenclatura Binomial

l  Reglas:

l  La primera palabra indica el género del organismo. La primera letra va con mayúscula.

l  La segunda palabra es una palabra específica y descriptiva que indica la especie en particular.

l  Se usa latín como idioma.

l  Cuando se escribe a mano o a máquina, se subraya. Cuando se imprime, se escribe en negrillas o bastardillas (cursiva).

l  Se puede abreviar, usando la primera letra del nombre del género y el nombre de la especie.

l  Si se identifica una subespecie o una variedad, se le añade una tercera palabra al nombre.

l  Ventajas

l  Los científicos de todo el

mundo aceptan el latín como el lenguaje de la clasificación.

l  El latín es un idioma estable que no está sujeto a cambios (lengua muerta).

l  El sistema muestra las

relaciones de especie dentro de un género en particular.

l  La segunda palabra del nombre en latín es un

adjetivo. Este término ayuda a describir la especie.

Ejemplos de Clasificación Taxonómica

Ser Humano Girasol Dominio

Reino Filo Clase Orden Familia Género Especie

Eukarya Animalia Chordata Mammalia

Primates Hominidae

Homo sapiens

Eukarya Plantae Anthophyta Dicotyledoneae

Asterales Asteraceae

Helianthus annuus

¿Cómo se clasifican los

seres vivos actualmente?

¿Cómo clasifican por categorías los científicos la diversidad de los

seres vivos

l 

Hay excepciones a cualquier conjunto simple de criterios empleados para caracterizar los dominios y reinos, pero 3 características son útiles:

l 

Tipo de célula

l 

Número de células en cada organismo

l 

Modo de nutrición (obtención de energía)

Algunas características empleadas para clasificar

organismos

DOMINIO REINO TIPO DE CÉLULAS

NÚMERO DE CÉLULAS

PRINCIPAL MODO DE NUTRICIÓN

Bacteria (No definidos aún)

Procariótica Unicelular Absorción, fotosíntesis Archaea (No definidos

aún)

Procariótica Unicelular Absorción

Eukarya Protista

Fungi Plantae Animalia

Eucariótica

Eucariótica Eucariótica Eucariótica

Unicelular o pluricelular Multicelular Multicelular Multicelular

Absorción, ingestión o fotosíntesis

Absorción Fotosíntesis Ingestión

Clasificación Eucariota

Relaciones humanas

¿Cuál es Bacteria y cuál es Archaea?

¿Cuál es Animal y cuál es Vegetal?

eta

Ø  Clasificación

estructura los organismos en grupos (taxones) en base a su similitud

Ø  Nomenclatura

asigna nombres a los taxones Ø  Identificación

determina a que taxones pertenece un organismo que se aisla

TAXONOMÍA

•  Taxonomía

–  Caracterización exhaustiva

–  Aplicación de teoría y método de clasificación –  Formación de grupos taxonómicos (taxones) –  Nomenclatura

•  Identificación

–  Caracterización por número limitado de tests adecuados al problema

–  Comparación con spp conocidas –  Asignación a una sp

–  No identificado: estudio taxonómico

• unidad taxonómica básica

• grupo de cepas que tiene un alto grado de similitud en sus propiedades y que difieren en forma significativa de otros grupos de cepas

• Cepa: población de organismos que desciende de un único organismo

ESPECIE

Taxones: Dominio Phylum Clase Orden Familia Género Especie

Sub-especie

importancia en estudios clínicos y ecológicos

RANGOS TAXONOMICOS EN

CLASIFICACIÓN BACTERIANA

Sistema binomial de nomenclatura (Linneo)

Escherichia coli

Escherichia coli o E. coli

Dominio Reino

Filum

Clase Orden

Familia Genero Especie Bacteria

Proteobacteria

Gamma Proteobacteria Zymobacteria

Enterobacteriales

Enterobacteriaceae Escherichia

Escherichia coli

• serovariedad o serotipo (antígenos distintos)

• fagovariedad (tipificación por fagos)

• biovariedad (diferencias bioquímicas y fisiológicas)

• patovariedad (patogenicidad)

• morfovariedad (diferencias morfológicas)

• genomovariedad (grupos con ADN similares)

Categorías de clasificacion a nivel de sub- especie (tipificación)

Variedades o tipos

Bergey´s Manual of

Determinative Bacteriology 1923 (1ed)-1994 (9ed)

•  Bergey´s Manual of

Systematic Bacteriology 1^a Ed 1984(vol 1)-1989(vol 4)

•  Bergey´s manual of

Systematic Bacteriology 2^a Ed 2001(vol 1)

The Prokaryotes (http:/

www.prokaryotes.com)

PUBLICACIONES

International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (antes IJSB).

Publicado por la Sociedad General de Microbiología

Otros: Applied and Environmental Microbiology, Systematic Applied Microbiology

COLECCIONES (cepas tipo y otras)

ATCC (American Type Culture Collection)

DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zelkulturen, Colección alemana)

CIP (Colección del Instituto Pasteur, Francia)

Historia de la clasificación

"   Aristóteles (s. I a.C.): Introduce el sistema jerárquico.

"   Linneo (s. XVIII): Fundador de la taxonomía moderna. Dos reinos: Animal y

vegetal.

"   Darwin (s. XIX): Defiende el parentesco de todos los seres vivos. La clasificación

debe realizarse por parentesco, no por parecido.

"   Haeckel: Propone un reino aparte para los organismos unicelulares (procariotas y

eucariotas): Reino protista.

"   E. Chatton- Introduce concepto Dicotomia: Eucariota- Procariota

" Copeland (1940) – Introduce Reino Monera

" Whittaker: Cinco reinos: Animal, vegetal, hongos, protista (protozoos) y monera

(bacterias)

" Margulis y Schwartz: Reino protoctista: incluye protistas, algas y hongos

primitivos.

" Woese: Descubre diferencias entre dos grupos de bacterias. Propone tres dominios:

Archaea (Arqueobacterias), Bacteria (Eubacterias) y Eukarya (Eucariotas)

Carolus Linnaeus (1735)

l 

Medico- 180 libros sobre plantas

l 

Publica Systema Naturae

l  Sistema de clasificacion jerarquico

l  Reino-> Filum -> Clase-> Orden-> Familia -> Genero->

Especie

l  Nomenclatura binomial

l  Ej. Escherichia coli l 

Dos grandes reinos

l  Metazoa

l  Metaphyta

Ernst Haeckel (1834-1919)

l 

Sistema de clasificación de tres reinos

l 

Plantae

l 

Animalia

l 

Protista

Edouard Chatton (1930) -- Sistema universal

l 

Desarrolló un sistema universal de clasificación

l 

Dicotomia Procariota vs Eucariota

Copeland

l 

Cuatro Reinos

l 

Bacteria (reino Monera)

Chatton

• Dicotomia Procariote-Eucariote

• Vision negativa del Procariote

Whitaker 1969

l 

Cinco Reinos

l 

Hongos, Animales, Plantas, Protozoarios y Bacterias

l 

Criterios

l 

Aspectos nutricionales

l 

Formación de núcleo

l 

Múltiples células?

Taxonomía bacteriana

CLÁSICA

l 

caracteres fenotípicos (morfología, nutrición, etc.)

l 

algunos genotípicos: % G+C, hibridación ADN- ADN

l 

ponderación de caracteres (llaves dicotómicas)

Características fenotípicas clásicas de valor taxonómico

Morfología

: forma, tamaño y tinción

Nutrición y fisiología

: fotótrofo, quimiótrofo, aerobio o anaerobio, temperatura y pH óptimos, fuentes alternativas de C, N y S

Movilidad

: tipo y disposición de flagelos

Otros

: pigmentos, inclusiones celulares, sensibilidad a antibióticos, patogenicidad

Problemas al Clasificar organismos

•  Diversidad

•  Caracteres

– Constancia – Importantes

•  Sistemas de clasificación

– Fenético: Sistema artificial

•  Fenotipo, cualitativo

– Filogenético: Sistema natural

•  Evolución, cuantitativo, jerarquico

Comienzo de la taxonomía bacteriana

Métodos Fenotípicos

Tinción de Gram

"   Las bacterias se pueden dividir en dos grupos sobre las bases de su tinción de Gram. Las bacterias gram positivas se quedan teñidas con cristal violeta después de lavar y las gram negativas no.

"   Todas las bacterias tienen una membrana celular donde ocurre la fosforilación oxidativa (ya que no tienen mitocondrias).

"   Al exterior de la membrana celular, está la pared celular, que es rígida y protege a la célula de la lisis celular. En las bacterias gram positivas, la capa de peptidoglicano de su pared celular es una capa mucho más gruesa que en las bacterias gram negativas.

Pruebas bioquímicas

TAXONOMIA NUMÉRICA

•  Agrupación de unidades taxonómicas o taxones por métodos numéricos

•  Se basa en un gran número de caracteres

•  Cada carácter tiene igual peso

•  La similitud es función de la proporción de

caracteres comunes

•  Sistemas de clasificación

– Fenético: Sistema artificial

•  Fenotipo, cuantitativo, no jerárquico

– Filogenético: Sistema natural

•  Evolución (Infiere difrencias en genotipo analizando el fentipo), no cuantitativo, jerárquico

Coeficientes de similaridad

NUMÉRICA

- caracteres fenotípicos (no menos de 60) - coeficiente de semejanza = a + d .

a + b + c + d

a: número de caracteres positivos en ambas cepas b: número de caracteres positivos sólo en cepa 1 c: número de caracteres positivos sólo en cepa 2 d: número de caracteres negativos en ambas cepas

Dendogramas

Desventajas de una clasificación artificial

•  No permite inferir propiedades

•  No permite comprender microorganismos que no se han cultivado en el laboratorio

•  No permite estudiar el origen y evolución de funciones celulares (resistencia a

antibióticos, aerobiosis, fotosintesis)

Clasificación natural

Inferencia del genotipo analalizando el fenotipo

Sistema Filogenético

•  Jerárquico

•  No cuantitativo

•  Orientado a establecer relaciones filogenéticas

Marcadores quimiotaxonómicos

Características

- análisis químico con equipamiento especializado - no son universales, muy útiles dentro de algunos grupos

- alto grado de discriminación

- presentes en distintas estructuras celulares

CARACTERES FENOTIPICOS

•  Pared: peptidoglicanos en todas las bacterias salvo en Planctomyces y Mycoplamas

•  Membrana externa Gram negativos: lipopolisacáridos

•  Membrana citoplasmática: acidos grasos (Fatty Acid

Methyl Ester), ácidos micólicos en un grupo de bacterias Gram positivas (Actinomicetes), pigmentos carotenoides en bacterias fotótrofas anoxigénicas.

•  Cadena de transporte electrónico: citocromos, quinonas.

•  Sistema fotosintético: bacterioclorofilas.

•  Citoplasma: poliaminas en metanogénicas y Gram negativas

PROBLEMAS QUE ENFRENTAMOS CON LOS ESQUEMAS TAXONOMICOS

BASADOS EN EL FENOTIPO

Otros métodos que ayudaron a clasificar e identificar

microorganismos

Anticuerpos fluorescentes

FAME

Fatty acid methyl ester

ACIDOS NUCLEICOS

• 

Contenido G+C

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

determinación por gradiente de CsCl, desnaturalización térmica o cromatografía

Amplio rango en procariotas: 20 al 80%

Poca información para la caracterización taxonómica

criterio de exclusión: %GC > 3, probablemente especies diferentes %GC > 10, probablemente géneros diferentes

Características genotípicas clásicas

Contenido de GC

• 

Hibridación ADN-ADN

- depende de la secuencia completa del genoma - útil en organismos estrechamente relacionados - determinación por:

% hibridación de ADN₁ - ADN₂ Δ T_m del híbrido

- es uno de los criterios actuales para la definición de especie

Ensayo de reasociación de ADN-ADN para cepas a y b

Hibridizaciones DNA-DNA

Longitud de onda (nm)

ADN simple hebra

ADN doble hebra

Absorbancia

220 260 300

Abs. relativa 260 nm

80 90 100 temperatura (ºC)

T_m = 86ºC ADN doble hebra

ADN simple hebra desnaturalización

T_m: punto medio del perfil de

desnaturalización

térmica de ADN-ADN o de ADN-ARN

Aumento de

absorbancia del ADN a 260nm por desnaturalizacion

Curvas de desnaturalización térmica de ADN homoduplex y heteroduplex

Emile Zuckerkandl and Linus Pauling (1965)

l 

Moléculas como documentos de la historia evolutiva

l 

Pioneros en uso de AA -> Filogenie

l 

Hemoglobina

l 

Humanos vs. primates

l 

Tiempo evolutivo

l 

No aceptados

Secuenciación de Proteínas

Ejemplo - citocromo C- oxidasa

Carl Woese

Cronómetros moleculares

Una revolución

•  Macromoléculas:

documentos históricos

•  Taxonomía bacteriana bacteriana

basada en marcadores filogenéticos.

•  16S rRNA

•  Diversidad, estructura y función de comunidades bacterianas

PCR

Porqué el RNA Ribosomal (rRNA)

•  Conservada

•  Función Importante

•  Contenido informativo

•  Alineables

•  Alcance

•  Permite Análisis Cuantitativo

Análisis computacional de los alineamientos

•  Distancia -- estadístico

•  Parsimonia -- numero mínimo de mutaciones

•  Similitud máxima -- modelo evolutivo/

probabilistico

INTEGRACIÓN SISTEMAS FENETICOS Y FILOGENÉTICOS

DEFINICION ACTUAL DE ESPECIE

TAXONOMIA POLIFÁSICA

Ø 

Fenotípicos:

- clásicos (morfología, nutrición, etc) - marcadores quimiotaxonómicos

- perfil de proteínas totales y enzimas

Ø 

Filogenéticos:

basados en el gen del ARNr 16S

Ø 

Genotípicos:

clásicos: % G+C

hibridación DNA-DNA

nuevos: fingerprinting (ej. perfiles moleculares por restricción o amplificación de ADN)

Es la tendencia moderna. Consenso en la

integración de distintos tipos de caracteres:

l 

Concepto en revisión continua

ESPECIE BACTERIANA

•  Actualmente el criterio es POLIFÁSICO (combinación de características fenotípicas y genómicas)

•   Definición metodológica estándar

^:

- % de hibridación ADN₁-ADN₂ > 70%

- ΔTm < 5ºC (estabilidad térmica del híbrido ADN₁-ADN₂)

Esquema de las técnicas e información más frecuente empleadas en la taxonomía polifásica (Vandamme et al., 1996).

Resolución técnicas Ž cnicas

fingerprinting

l 

Plantean hipótesis de evolución (determina relaciones de parentesco entre las especies)

l 

Compara la secuencia de moléculas (cronómetros evolutivos) y establece la relación entre ellas

l 

Las secuencias de las moléculas son el registro histórico de la evolución

CARACTERES FILOGENETICOS

PROPIEDADES DE UN BUEN CRONÓMETRO EVOLUTIVO

–  distribución universal (presente en todos los organismos)

-  función homóloga en todos los organismos

-  secuencias con zonas altamente conservada para distancias evolutivas grandes (alineamiento) y algunas zonas variables

-  ausencia de transferencia horizontal -  cantidad de informacion suficiente

• ARNr: 5S, 16S y 23S (Carl Woese)

• Factor de Elongación Tu

• Subunidad beta de ATPasa

• RecA

• Genes funcionales

Moléculas usadas para la determinación de relaciones filogenéticas de

organismos

ARNr en Procariotas

Nombre Tamaño Ubicación (nucleótidos)

5S 120 Subunidad mayor del ribosoma

16S 1500 Subunidad menor

23S 2900 Subunidad mayor

Árboles filogéneticos

Arboles filogenéticos

l 

Uso de programas para alinear secuencias y construir árboles filogenéticos

l 

Longitud de la línea entre organismos es proporcional a la distancia evolutiva

l 

Similitud de secuencias implica similitud en los

genes

Ejemplo de un árbol filogenético basado en el gen ARNr 16S. La barra indica la sustitución de 10 nucleótidos cada 100

l 

Estructura primaria:

v  Dominios de conservación universal

v  Regiones altamente variables

v  Dominios de nivel intermedio de conservación, con cambios de secuencia, pero conservación de estructura secundaria

l 

Estructura secundaria:

v  Similar en todos los organismos

v  Acotada por su función en la síntesis de proteínas: función ancestral

Secuencia del ARNr 16S

Estructura

secundaria del

ARNr 16S de E. coli

Líneas gruesas: dominios de conservación universal Líneas normales:

dominios de conservación intermedia

Líneas punteadas:

regiones hipervariables

ARBOL FILOGENETICO UNIVERSAL

Bacteria Archaea Eucarya

Peptidoglicano ^{Sí No No}

Lípidos ^{Enl. ester Enl. eter Enl. ester}

Ribosomas ^{70S 70S 80S}

tRNA iniciador ^Formilme-

tionina

Metionina Metionina

Intrones en tRNA ^{No Sí Sí}

RNA polimerasa ^Una

(4 subun)

Varias (8-12 subun)

Tres

(12-14 subun)

Ribosoma sensible a:

Toxina diftérica ^{No Sensible Sensible} Cloranfenicol

Kanamicina

Estreptomicina

Sensible No No

Características diferenciales entre Bacteria, Archaea y Eukarya

El análisis reciente de secuencias de

nucleótidos de ARN ha mostrado que

las Arqueas tienen un parentesco más

próximo con los eucariotas que con

las bacterias.

CLASIFICACIÓN

Versión simplificada y modificada del Árbol filogenético Universal establecido por Carl Woese y su discípulo Gary Olsen que muestra los tres Dominios.

El término "dominio" refiere a un nuevo taxón filogenético que incluye tres líneas primarias: Archaea, Bacteria y Eucaria. En línea descendente siguen

seis Reinos: I-Moneras, II-Arqueobacterias (obviamente separadas de Moneras), III-Protistos, IV-Hongos, V-Plantas y VI-Animales.

Dominios

¿Reinos?

Secuencias firma en ARNr

Oligonucleótidos o bases presentes en

determinadas posiciones en ciertos grupos de organismos

Ejemplos:

AAACUCAAA (posición 910) en Bacteria CACACACCG (posición 1400) en Archaea C (posición 47) en gamma-Protebacteria, Cianobacteria, Bacteroides, Grampositivos

Arbol del ARNr 16S

l 

Termofilia representada en los grupos mas profundos de Archaea y Bacteria

l 

Muchos de los linajes profundos son anerobios o microaerofílicos

l 

Fotosíntesis basada en clorofilas:

distribuida en varios linajes de Bacteria

Termofilia en todos los miembros de la rama

Termofilia en algunos miembros de la rama

Propiedades definidas

genéticamente que han cambiado poco

l 

Estructura de la pared celular:

l  peptidoglicano solo presente en Bacteria

l  Gram +: linaje filogenéticamente coherente

l 

Lípidos de membrana (ésteres o éteres)

l 

Metanogénicos: todos pertenecen a uno de

los 4 linajes dentro de Archaea

Caracteres que confirman el árbol universal construido a partir del ARNr 16S

•  Principales diferencias entre dominios Bacteria, Archaea y Eukarya

•  Procariotas actuales mas cercanos al ancestro

relacionadas con las condiciones fisicoquímicas en el origen de la vida: Aquifex y Methanopyrus

(termofilia, anaerobiosis)

•  Características de los Eukarya mas cercanos a los procariotas: Giardia y Microsporidia

•  Secuencias de otras moléculas, especialmente las ligadas a la replicacion, transcripción y traducción

Microsporidia y Giardia: carecen de mitocondria, son parásitos obligados, tienen genoma un poco mayor que los procariotas.

Caracteres similares en taxones filogenéticamente distantes

Chloroflexus y Chlorobium

ambos poseen clorosomas con similar función y estructura, pero diferentes centros de reacción

posibles explicaciones:

transferencia lateral

evolución independiente

el gen del ARNr 16S aportaría información limitada

Arbol del dominio Bacteria

DOMINIO BACTERIA

Actualmente con mas de 40 divisiones (phylum), algunas sin organismos cultivados (secuencias ambientales)

Phylum mejores caracterizados: Proteobacteria (α,β,γ,δ,ε), Gram positivos (LowGC y HighGC)

Origen de mitocondrias (phylum Proteobacteria) y cloroplastos (phylum Cyanobacteria)

Relación entre la definición de especie bacteriana y el análisis del gen ARNr 16S

En general se cumple:

secuencia del gen del ARNr 16S difiere en mas del 3%

con el resto de las secuencias conocidas de bacterias

entonces el % de hibridación ADN-ADN es menor al 70%

especies diferentes

Definición especie: % de hibridación ADN₁-ADN₂ > 70%

Ø  COMPLETAR IDENTIFICACIÓN DE CULTIVOS PUROS

Ø  ANÁLISIS DE COMUNIDADES SIN CULTIVO

Secuencia del gen ARNr 16S

Se emplea frecuentemente para:

ANÁLISIS DE LA SECUENCIA DEL GEN ARNr 16S PARA LA IDENTIFICACIÓN DE UNA CEPA BACTERIANA

> 3% < 3%

Diferencia de secuencia con la cepa mas similar Alineamiento y corrección de la secuencia

Comparación con bases de secuencias

(http://rdp.cme.msu.edu/html http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank)

NUEVA CEPA DE LA MISMA ESPECIE

< 70%

Hibridación ADN-ADN

pruebas fenotípicas

similares diferentes

> 70%

Confirmación con pruebas fenotípicas y genotípicas diferentes

NUEVA ESPECIE

¿Por qué hay tanta diversidad entre los Procariotas ( Archaea y Bacteria )?

•  son ancestrales

•  son ubicuos: ambientes extremos, parásitos o simbiontes de Eukarya

•  representan la mayor diversidad de seres vivos, mucha de la cual esta aún inexplorada

Ejemplos de diversidad: estructura y función

•  Pared: bacterias sin pared (Mycoplasmas, Thermoplasmas)

•  Membranas: diferente composición (Mycobacterium)

•  Forma: Espiroquetas, bacterias con prostecas (Caulobacter), formacion de hifas (Streptomyces)

•  Mecanismos de movimiento: bacterias deslizantes (Beggiatoa)

•  Diferenciacion celular: microcistos de Cyanobacterias, comportamiento social (Myxobacterias)

•  Comportamiento frente a otras bacterias: predación (Bdellovibrio)

•  Obtención de energía independiente del trasporte de electrones (fosforilación oxidativa o fotosíntesis) y la fermentación,

ej.decarboxilasas en Oxalobacter formigenes

• Origen de la tierra 4600 millones de años

• Condiciones de la Tierra primitiva: CH₄, CO₂, N₂ NH₃ y muy poco O₂ (ambiente reductor). Trazas de FeS y H₂S

• Temperatura > 100°C

• Evidencia de vida microbiana en la Tierra primitiva (microfósiles: estromatolitos)

• Vida primitiva: ¿organismos con ARN? (sin ADN)

• Célula moderna: ADN ARN Proteína

• Origen de eucariotas: teoría endosimbiótica

ORIGEN DE LA VIDA