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TAXONOMIA MOLECULAR. Bibliograf ía: Brock.10ma edici ón. Cap ítulos 10, 11. Rodicio cap. 11. Taxonom í a de procariotas: cl ásica. Se basa en el fenotipo , incluye:. morfolog ía movilidad nutrición y fisiología estructuras celulares particulares contenido de ácidos grasos. - PowerPoint PPT Presentation
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TAXONOMIA MOLECULAR
Bibliografía:
- Brock.10ma edición. Capítulos 10, 11.- Rodicio cap. 11.
Taxonomía de procariotas: clásica
morfología
movilidad
nutrición y fisiología
estructuras celulares particulares
contenido de ácidos grasos.
• Muchas son características altamente variables, de bajo valor taxonómico.• Frecuencia de convergencia evolutiva o paralelismo.
Se basa en el fenotipo, incluye:
Análisis de ácidos grasos (FAME: fatty acid methyl ester)
Caracterización de ácidos grasos de la membrana plasmática y pared celular. Perfil de ácidos grasos es particular de cada bacteria. Los ácidos grasos son extraídos, tratados e identificados por cromatografía gaseosa. Resultado: cromatograma con tipo y cantidad de ácidos grasos. Comparación con bases de datos. Uso rutinario
• Requiere estandarización: ácidos grasos varían en distintas condiciones.• Imposible para algunos organismos.• Variabilidad intraespecífica.
Desventajas:
Taxonomía molecular
1- Contenido de G+C Porcentaje de guaninas y citosinas en el DNA genómico. Valores entre 20-80% en Bacteria y Archaea.
DNA con mayor porcentaje de G+C se desnaturaliza a mayor temperatura.
DNA absorbe mayor radiación UV cuando se desnaturaliza.
Tm: melting temperature
La temperatura de desnaturalización es proporcional al contenido de G+C.
1- Contenido de G+C
1- Contenido de G+C
• Si 2 organismos difieren en mas del 5%, entonces no estarían estrechamente relacionados.
• Sin embargo, 2 organismos con igual G+C content pueden ser muy distintos.
Taxonomía molecular
2- Hibridación genómica: reasociación DNA:DNA
Comparación de secuencias de DNA (total).
Complementario al analisis de secuenciación de SSU rRNA.
Dos DNA se hibridan en proporción a su similitud.
El grado de similitud podrá determinar los organismos estrechamente
relacionados.
útil en organismos relacionados y similares.
Técnica
3- Ribotipado: Análisis de RNA ribosómico (fingerprinting)
Taxonomía molecular
Digestión de DNA total con enzimas de restricción Separación en gel por electroforesis Transferencia de DNA a membrana Hibridación con sonda de rRNA Los sitios de corte en el rRNA son particulares de cada bacteria. Comparación con trabajos anteriores.
Movie
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter14/animation_quiz_5.html
Taxonomía molecular
4- Secuenciación de rRNA u otro gen
Filogenia es la historia evolutiva de una especie.
Arbol filogenético es la historia evolutiva, representado por un diagrama de lineas que se bifurcan y que reflejan las relaciones evolutivas.
PCR movie:http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter14/animation_quiz_6.htmlSanger sequencing:http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter15/animation_quiz_1.html
Taxonomía de procariotas
Ribosomas: complejo ribonucleoproteico para la síntesis de proteínas.
Ribosoma bacteriano + 21 rps
+ 31 rpl
Operón de rRNA
ProcariotasSSU rRNA = 16S rRNA
EucariotasSSU rRNA = 18S rRNA
Aprox. 1500 nt. de longitud
Cantidad de copias del operón de rRNA: 1-15.
Existe cierta variabilidad intraindividuo o intragenoma.
Obtención de la secuencia de SSU rRNA
Concepto de especie en microbiología
Taxonomía polifásica: combinación de diversas técnicas para la determinación de especies: fenotipo, genotipo y filogenias.
Normalmente incluye: secuenciación de la SSU rRNA e hibridación genómica.
• La especiación y taxonomía bacteriana está afectada por la transferencia horizontal de genes entre especies distintas.
Se propuso: procariotas que difieren en >3% en secuencia de rRNA son especies diferentes. Mayor resolución en la hibridación genómica u otros genes (gyrB) para identificar nuevas especies. Por arriba del nivel de especie, secuenciación de rRNA es una herramienta poderosa. Diferencias > 5-7% en secuencia del 16S rRNA determina un nuevo género.
Dos bacterias que difieren en más del 3% en la secuencia de 16S rRNA, hibridizan en menos del 70% y son especies distintas.
Pros y contras del uso de SSU rRNA en sistemática?
- distribución universal- secuencia suficientemente conservada- largo de la molécula suficiente.
- insuficiente variabilidad para distinguir especies de bacterias.- posible error por transferencia horizontal.
+ -
Preguntas
Imagine que le han entregado varios cultivos de bacterias de diferentes países y todas causan una enfermedad gastrointestinal. Luego de realizar análisis de ribotipado, identifica 4 cepas. Cómo haría para testear si dichas cepas pertenecen a la misma especie?
Imaginen que han descubierto una nueva forma de vida microbiana que parece representar un cuarto dominio de vida. Cómo lo caracterizaría y cómo determinaría si es evolutivamente distinto que Bacteria, Archaea y Eukarya?
Luego de realizar un análisis de lípidos en dos cultivos, observan que uno contiene abundantes ácidos grasos insaturados y el otro contiene fitanil con uniones éter. A qué dominio pertenecen?
Qué tipo de caracteres utilizan los feneticistas y los cladistas?
LEER Y TRAER:Para próxima clase teórica (miércoles) el siguiente artículo: McInerney et al 2008.