lunes, 8 de junio de 2009

Grupos taxonómicos de microorganismos

Para poder comprender la gran diversidad de organismos existentes es preciso agruparlos y
organizar los grupos generales en una estructura jerárquica sin superposiciones. De eso se
encarga la TAXONOMíA, que es la ciencia de la clasificación biológica. La taxonomía en su
sentido más amplio se descompone en tres partes independientes pero interrelacionadas:
Clasificación
Nomenclatura
Identificación
La clasificación es la estructuración de los organismos en grupos o taxones en función de
semejanzas mutuas o del parentesco evolutivo.
La nomenclatura es la rama de la taxonomía que se ocupa de la asignación de nombres a
grupos taxonómicos de conformidad con normas publicadas.
La identificación constituye el lado práctico de la taxonomía, el proceso de determinar que un
determinado organismo pertenece a un taxón reconocido.
La taxonomía microbiana es un tema muy amplio y que requiere del conocimiento de muchos
aspectos, en este tema nos centraremos en los principios generales y daremos algunos
ejemplos.
Desarrollo de la Taxonomía Microbiana
El creador de la Taxonomía fue el botánico sueco Carl von Linneo, su sistema de nomenclatura,
el sistema binomial, se usa todavía en la actualidad.
Hasta mediados del siglo 19 se conocían sólo dos reinos, animal y vegetal. Luego de comenzar
a conocerse la existencia de microorganismos, en 1866, Ernst Kaeckel creó un tercer reino que
llamó los Protistas.
Con el desarrollo del microscopio fue posible el reconocimiento de las células eucariotas y
procariotas y eso condujo a la ubicación de las bacterias en un reino separado de
microorganismos sin núcleo al que se le dio el nombre de Procariotae, tal como lo propuso
Robert G. E. Murray en 1968.
En 1969, R. H. Whittaker propuso un sistema de clasificación en cinco reinos:
Monera, incluye a todos los microorganismos procariotas.
Protista, incluye a todos los microorganismos eucariotas unicelulares u ocasionalmente
multicelulares.
Fungi, reino que incluye a los hongos en sus diversas formas.
Plantae, corresponde al reino vegetal
Animalia, corresponde al reino animal.
Posteriormente, nuevas técnicas de biología molecular se usaron para estudiar la composición
del ARN ribosómico y revelaron que hay realmente dos tipos de células procariotas (arqueas y
bacterias) y un tipo de células eucariotas. En 1978, Carl R. Woese propuso elevar los tres tipos
de células a un nivel por encima del reino, llamado dominio y de ahí surgió el sistema de
clasificación de tres dominios que se conoce en la actualidad y que comprende:
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Bacteria (procariotas unicelulares cuya pared celular contiene peptidoglucano)
Arquea (procariotas unicelulares cuya pared celular no contiene peptidoglucano)
Eukarya (todos los eucariotas)
Los virus no son asignados a ningún reino ya que ellos son microorganismos acelulares que
comparten sólo unas pocas características de seres vivientes.
ENFOQUES DE LA TAXONOMÍA BACTERIANA
1.
ENFOQUE CLÁSICO
Se denomina así porqué es el que se ha utilizado durante más de 100 años. Se determinan
características de diferentes microorganismos y esas características se utilizan después en la
separación de los grupos.
La unidad taxonómica de la Microbiología es el CLON o CEPA, se denomina así a una
población de células genéticamente idénticas derivadas de la división sucesiva de una sola
célula.
Un grupo de cepas que tiene la mayoría o todas las características en común será
clasificado como una ESPECIE, y las especies relacionadas se clasifican en el mismo
GÉNERO.
En general en este enfoque se le da más valor a las características estructurales y
morfológicas que a las fisiológicas y bioquímicas por las razones siguientes:
La morfología de una bacteria es el resultado de la expresión de un gran número de
genes que controlan enzimas, las cuales a su vez determinan la síntesis de diversos
componentes estructurales.
(Microbiología, Prescott et al 1999)
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La morfología tiene un cierto grado de independencia de las influencias ambientales y en
general las bacterias presentan las mismas formas y estructuras en los diversos
ambientes en los que se desarrollan.
La morfología es por lo general una característica estable genéticamente y no sufre
amplios cambios como resultado de mutaciones en un solo gen.
La morfología de una bacteria es fácil de determinar con la ayuda de un microscopio.
Entre las características no morfológicas que tienen valor taxonómico tenemos: composición
química de la pared celular, inclusiones citoplasmáticas y productos de reserva, composición
química de la cápsula, pigmentos, requerimientos nutricionales,
capacidad para usar
diferentes fuentes de carbono, nitrógeno, azufre y energía, productos de fermentación,
necesidades gaseosas, requerimientos y tolerancias de temperatura y pH, sensibilidad a
antibióticos, patogenicidad, relaciones simbióticas, características inmunológicas, hábitat,
etc.
Algunas de estas características pueden no ser aplicables en un grupo en particular,
dependiendo del caso variarán el número y tipo de los datos recopilados para efectuar una
buena clasificación.
El enfoque clásico es casual y no sistemático, pero resulta muy útil para algunos grupos de
bacterias.
2. ENFOQUE GENÉTICO O MOLECULAR
Tiene por objeto determinar el grado de relación genética de diferentes organismos. Este
enfoque involucra estudios diseñados para demostrar directa o indirectamente que las
secuencias de bases del ADN de dos organismos son semejantes o idénticas, lo cual puede
hacerse de varias maneras.
2.1 Composición de bases del ADN o del ARN r
Es posible mediante métodos físicos o químicos saber el contenido de bases del ADN, el que
por convenio se expresa en %G+C. Diferencias en %G+C mayores de 10% nos indican que
las cepas estudiadas no están estrechamente relacionadas, pero proporciones de bases
semejantes no nos indican con certeza que las cepas estudiadas estén relacionadas, ya que
las bases podrían estar en la misma proporción pero en secuencias diferentes.
Las tendencias más recientes para establecer relaciones filogenéticas se basan en la
comparación de las secuencias de ARN ribosómico.
2.2 Hibridización y homología de ácidos nucleicos
Está basado en la formación de moléculas de doble cadena entre dos muestras de ADN
desnaturalizado, uno de los cuales está marcado con un radioisótopo o con un colorante
fluorescente, separación de los fragmentos de doble cadena de los de una sola, y medición de
la radioactividad o fluorescencia. Para ello se requiere siempre un punto de referencia el cual
es suministrado por ADN de una cepa de referencia que es preparado marcado y no
marcado. La cantidad de reasociación entre estos 2 ADN homólogos es determinada y se
le asigna un valor del 100%. La cantidad de reasociación entre el ADN de referencia y ADN
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de otra cepa puede ser medido y expresado como un porcentaje del valor para la
reasociación de ADN de la cepa de referencia.
La técnica de hibridización es más eficaz si uno de los ácidos nucleicos que se van a
reasociar (hibridizar) está en forma de trozos muy pequeños, por lo que previamente los
ácidos nucleicos se someten a una agitación a alta velocidad. Puede utilizarse también ARN
en vez del segundo ADN, ya que el ARN es complementario a una cadena del ADN.
Estas técnicas de biología molecular han dado lugar a nuevas herramientas moleculares que se
han adoptado rápidamente al campo del diagnóstico microbiológico. Este nuevo enfoque utiliza
factores genotípicos más que fenotípicos para identificar microorganismos específicos. Un
ejemplo de estas técnicas modernas de identificación lo constituyen las sondas de ácido
nucleico, son oligonucleótidos cortos y de secuencia única que se emplean como sonda de
hibridización para la identificación de microorganismos. Estos métodos son altamente sensibles
y específicos.
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2.3
Homología entre proteínas:
Hay muchos métodos para comparar proteínas, de los cuales el más seguro es la
determinación de la secuencia de aminoácidos de la proteína purificada.
Como esta
secuencia está directamente relacionada con la secuencia de bases de los genes que
controlan su síntesis, secuencias similares de aminoácidos en proteínas funcionalmente
similares indican que los organismos tienen secuencias similares de bases para estos
genes.
3.4
Recombinación genética:
En bacterias que poseen mecanismos para recombinación genética, puede demostrarse
proximidad genética por medio de estudios sobre la eficacia del intercambio genético. Sin
embargo como incluso bacterias muy relacionadas no pueden aparearse por diversas
razones, el análisis de la recombinación genética hace posible el reconocimiento de
semejanzas pero no de diferencias, puesto que si no ocurre recombinación, no se puede
decir por esta sola razón que no están relacionadas.
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NOMENCLATURA
Es el darle nombre a los microorganismos y su objetivo es precisamente elegir el nombre
adecuado y nombrar el germen siempre por el mismo nombre evitando así confusiones.
Es importante diferenciar entre taxonomía y nomenclatura, ya que nomenclatura es únicamente
darle el nombre al organismo luego que se ha completado el trabajo taxonómico.
Para nombrar las bacterias se usa el esquema binomial en el cual el nombre de la bacteria
está constituido por 2 palabras; la primera es una palabra en latín o latinizada, que se escribe
con la primera letra en mayúscula e indica el GÉNERO, usualmente esta palabra proviene del
nombre del descubridor u otro científico relacionado o describe la morfología
del
microorganismo. La segunda palabra indica la ESPECIE, se escribe con minúscula, y es
usualmente descriptivo refiriéndose al color, origen, patogenicidad, etc.
Ejemplo: Bacillus subtilis
Género Especie
Los nombres científicos de las bacterias deben ser escrito en letra cursiva (Itálica) o en su
defecto cada palabra debe ser subrayada.
Las reglas y métodos del sistema de Nomenclatura Bacteriana se encuentran en el Código
Internacional de Nomenclatura Bacteriana.
IDENTIFICACIÓN
La información acerca de los microorganismos obtenidas de los métodos ya citados, nos
permite no sólo la clasificación de nuevos microorganismos sino también la identificación de los
microorganismos ya conocidos, aislados de muestras de orígenes diversos.
Dos de los métodos utilizados para la identificación son, las claves dicotómicas y los
cladogramas.
Claves dicotómicas
Con el uso de las claves dicotómicas, la identificación se basa en preguntas sucesivas, y cada
pregunta tiene dos respuestas posibles. Después de responder una pregunta, se dirige al
investigador a otra pregunta hasta que el microorganismo es identificado. Aunque estas claves
a menudo tienen poco que ver con las relaciones filogenéticas, son de gran valor para la
identificación.
Cladogramas
Son mapas, como el que se presenta en la página 3, que muestran relaciones evolutivas entre
los microorganismos, basados principalmente en la secuenciación del ARN ribosómico.
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MANUAL BERGEY DE BACTERIOLOGÍA SISTEMÁTICA
Para la clasificación, identificación y nomenclatura de las bacterias, la mejor referencia que
existe es el Bergey's Manual of Sistematic Bacteriology, conocido como el Manual Bergey. La
edición más reciente está siendo publicada progresivamente, y estará constituida por 5
volúmenes, en ella estarán incluidas todas las especies de bacterias conocidas para la fecha
de su publicación y a diferencia de la anterior que tenía un enfoque que enfatizaba en las
características fenotípicas, esta edición tiene un análisis filogenético basado en la
secuenciación del ARN r, del ADN y de las proteínas.
RANGOS DE LOS GRUPOS TAXONÓMICOS
Un grupo taxonómico es un grupo de microorganismos tratados como un grupo con nombre en
una taxonomía formal.
Las categorías taxonómicas que se dan a continuación están colocadas en rango
taxonómico descendente:
Clase
Orden
Familia
Tribu
Género
Especie
El nombre del grupo taxonómico entre el orden y el género se forma añadiendo el sufijo
correspondiente a la raíz del nombre del género tipo.
Grupo taxonómico
Sufijo
Ejemplo
Orden
-ALES
Pseudomonadales
Familia
-ACEAE
Pseudomonadaceae
Tribu
-EAE
Pseudomonadeae
Género
Pseudomonas
CLASIFICACIÓN DE LOS HONGOS
La identificación y clasificación de los hongos filamentosos está basada principalmente en sus
rasgos estructurales y morfológicos. Algunos hongos tienen una apariencia tan característica
que pueden ser identificados fácilmente, pero en la mayoría de los casos se requiere observar
una preparación del hongo al microscopio y estudiar sus características tales como:
Morfología de las hifas
Presencia o ausencia de septos
Ramificaciones
Tipo de esporas
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Características de las colonias, las que se estudian macroscópicamente
La clasificación de las levaduras usa principalmente el enfoque clásico con un gran énfasis en
pruebas bioquímicas de utilización de carbohidratos.
El esquema taxonómico tradicional empleado para la clasificación de los hongos los ubica en
cuatro divisiones, basándose fundamentalmente en variaciones en la reproducción sexual.
División
ESPORAS
ASEXUALES
ESPORAS
SEXUALES
MICELIO
EJEMPLOS
Zygomycota
(Zigomicetos)
Endógenas (en
sacos)
Oosporas
Zigosporas
Cenocítico
Rhizopus, Mucor
Ascomycota
(Ascomicetos)
Exógenas
(en las puntas o
lados de las
hifas)
Ascosporas
Septado
Penicillium, Aspergillus,
Levaduras
Basidiomycota
(Basidiomicetos)
Exógenas
(en las puntas o
lados de las
hifas)
Basidiosporas Septado
Setas
Royas
Tizones
Deuteromycota
(Deuteromicetos)
(Hongos
imperfectos)
Exógenas
(en las puntas o
lados de las
hifas)
-
Septado
La mayoría de los
patógenos de humanos
y animales
CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS
Dependiendo del tipo de célula que infectan, los virus se clasifican en:
a.
Virus animales
b.
Virus de plantas
c.
Virus de bacterias o bacteriófagos
De ahora en adelante, nos vamos a ocupar de los virus animales, debido al gran número de
enfermedades de origen viral que afectan al hombre y a los animales.
Los virus animales se clasifican tomando en cuenta las características siguientes:
1.
Características primarias
1.1 Organización de la cápsida
a.
Forma y tamaño de la partícula viral
b.
Número de capsómeros
c.
Presencia o ausencia de cubierta lipídica
d.
Simetría de la nucleocápsida
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1.2 Estructura del ácido nucleico
a.
Tipo de ácido nucleico
b.
Número de cadenas
c.
Peso molecular del ácido nucleico
d.
Número aproximado de genes
1.3 Presencia de transcriptasa
2.
Características secundarias
2.1
Huésped
a. Especie
b. Tejido
2.2 Modo de transmisión
2.3 Características inmunológicas
Los virus no se nombran usando el esquema binomial clásico que se utiliza para los otros
microorganismos, a los virus se les denomina con el nombre de la enfermedad que causan, por
ejemplo, virus de la rabia, virus del sarampión, etc.
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ACTIVIDADES DEL PROGRAMA DIRECTOR INGLÉS
Nombre: ____________________________ Fecha: ______________________
Busca en un diccionario de inglés técnico la traducción al español de las palabras siguientes
Ancestor
Causative agent
Common name
Dichotomous key
Disease
DNA probes
Domain
Fingerprint
G + C ratio
Genus
Growth
Hierarchy
Isolate
Kingdom
Methanogen
Order
Profile
Scientific name
Specie
Strain
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BIBLIOGRAFÍA
American Society for Microbiology. International Code of Nomenclature of Bacteria. 1976.
Black J. G. Microbiology. Principles and Explorations. Fourth Edition 1999 John Wiley & Sons,
Inc.
Davis, Dulbecco, Eisen and Ginsberg. Microbiology. Fourth Edition. J. B. Lippincott Company
1990.
Madigan, Martinko y Parker. Brock Biología de los Microorganismos. Octava Edición 1998.
Prentice-Hall.
Pelczar, Reid and Chan. Microbiology. Fourth edition. 1977. Mcgraw-Hill.
Prescott, Harley y Klein 1999 Microbiología. Cuarte edición. McGraw-Hill Interamericana
Stanier, Adelberg and Ingraham. General Microbiology. 4th Edition. 1977. The MacMillan
Press Ltd.
Tortora, Funke and Case. Microbiology An introduction Seventh Edition 2001. Banjamin
Cummings.
Weistreich and Lechtman. Microbiology. Fifth Edition. 1988 Macmillan Publishing Co.
ACTIVIDADES ADICIONALES
Diseñar una clave dicotómica que permita diferenciar un miembro del género
Staphilococcus de un miembro del género Streptococcus
Diseñar una clave dicotómica que permita diferenciar un miembro del género Pseudomonas
de un miembro del género Escherichia.
Investigar un producto comercial que se encuentre en el mercado venezolano para la
identificación de microorganismos usando sondas moleculares. Indicar nombre del producto,
uso, fabricante y distribuidor en Venezuela.
Determinar el porcentaje G + C de este trozo de ADN
A T C G C C C G A T T G C A T T A A C G G G C C T A T T
T A G C G G G C T A A C G T A A T T G C C C G G A T A A

1 comentario:

  1. qqqq pero q porqueria mejor es el mio www.lapaginadejesu.blogspot.com

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