Taxonomia molecular
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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.

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TAXONOMIA MOLECULAR

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Taxonomia molecular

TAXONOMIA MOLECULAR

Bibliografía:

Brock.10ma edición. Capítulos 10, 11.

Rodicio cap. 11.


Taxonomia molecular

Taxonomía de procariotas: clásica

Se basa en el fenotipo, incluye:

  • 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.


Taxonomia molecular

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

Desventajas:

  • Requiere estandarización: ácidos grasos varían en distintas condiciones.

  • Imposible para algunos organismos.

  • Variabilidad intraespecífica.


Taxonomia molecular

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


Taxonomia molecular

1- Contenido de G+C

  • La temperatura de desnaturalización es proporcional al contenido de G+C.


Taxonomia molecular

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.


Taxonomia molecular

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.


Taxonomia molecular

Técnica


Taxonomia molecular

Taxonomía molecular

3- Ribotipado: Análisis de RNA ribosómico (fingerprinting)

  • 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


Taxonomia molecular

Taxonomía molecular

4- Secuenciaciónde 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.html

Sanger sequencing:

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072556781/student_view0/chapter15/animation_quiz_1.html


Taxonomia molecular

Taxonomía de procariotas


Taxonomia molecular

Ribosomas: complejo ribonucleoproteico para la síntesis de proteínas.

+ 31 rpl

+ 21 rps

Ribosoma bacteriano


Taxonomia molecular

Operón de rRNA

Procariotas

SSU rRNA = 16S rRNA

Eucariotas

SSU rRNA = 18S rRNA

Aprox. 1500 nt. de longitud


Taxonomia molecular

  • Cantidad de copias del operón de rRNA: 1-15.

  • Existe cierta variabilidad intraindividuo o intragenoma.


Taxonomia molecular

Obtención de la secuencia de SSU rRNA


Taxonomia molecular

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.

  • 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.

  • La especiación y taxonomía bacteriana está afectada por la transferencia horizontal de genes entre especies distintas.


Taxonomia molecular

  • Dos bacterias que difieren en más del 3% en la secuencia de 16S rRNA, hibridizan en menos del 70% y son especies distintas.


Taxonomia molecular

-

+

  • distribución universal

  • secuencia suficientemente conservada

  • largo de la molécula suficiente.

  • insuficiente variabilidad para distinguir especies de bacterias.

  • posible error por transferencia horizontal.

Pros y contras del uso de SSU rRNA en sistemática?


Taxonomia molecular

Preguntas

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?

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?

Qué tipo de caracteres utilizan los feneticistas y los cladistas?


Taxonomia molecular

LEER Y TRAER:

Para próxima clase teórica (miércoles) el siguiente artículo: McInerney et al 2008.


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