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Filogenia Bacteriana mediante el Análisis del rRNA 16S, Técnicas, Estudios…
Filogenia Bacteriana mediante el Análisis del rRNA 16S
Introduccion a la Filogenia Molecular
Organismos dividian
Animalia
Plantae
Fungi
Protista
Monera
Procariotas
Uniformes en cuanto a sus propiedades
Eucariotas
máxima diversidad
Carl Woese
Secuencias rRNA
Arbol Filogenético
Relaciona todos los organismos
Reconstruir historia de la vida
Distancia evolutiva entre organismos
Ej: origen de cloroplastos y mitocondrias es bacteriano
Basado secuencias rRNA de las subunidades pequeñas del ribosoma (rRNA 16S)
2.- Diferencias se valoran
3.-toma como medida la distancia evolutiva entre otros organismos
1.- Secuencias 16S de distintos organismos se comparan
Basado en genes metabolicos ( árboles moleculares)
Manipulación pequeñas moléculas
Métodos taxonómicos basados en secuencias
1 secuencia de genes
Identifica organismo (tipo filogenético)
Proporciona herramientas usadas para
Identificar
2 more items...
Brinda información
Organiza distintos organismos
Árbol de la Vida
3 líneas primarias de la evolución
Dominio
Eucarya
más de 12 reinos
Bacteria
tantos mas reinos
Diversidad en el planeta
Archeae
Solo 1% se ha investigado
deficiencias
Cultivo no cultivaba una buena parte de micoorganismos existentes.
estudios basados en morfología y fisiología.
uso de cultivos
Tecnicas DNA recombinante
clasifica mejor a los organimos
Filogenia
Estudia la secuencia total de nucleótidos del genoma.
rRNA 18S
rRNA 16S
Secuencias que se han mantenido uniformes a lo largo de la evolución
Investigadores
recopilado
Mapa de la evolución
Fuente principal de la vida
Microbiana
Organismos microbianos
La procesos de la biosfera depende de sus actividades.
Importantes en la subsistencia de la vida
Descubrimiento reciente
Siglo XIX
1 more item...
hace 300 años
1 more item...
Taxonomia según
Propiedades metabólicas
Gran cantidad de copias de rRNA en fase de crecimiento
Vida inicial
empezó nutrición inorgánica
después
fotosisntesis
metabolismo energetico
uso compuestos organicos
Organización
Relaciona organismos
Con su metabolismo
Marcadores quimiotaxonómicos
Quimica
Membrana
Pared celular
Composición transporte electrónico
Evaluación cronológica
Cronómetro molecular
proteína
Contenido informativo codificado
ácido nucleico
Especial incidencia
árbol evolutivo de las procariotas
Cambios mutacionales quedan reflejados en la secuencia
Número de cambios de las secuencias , equivale al tiempo transcurrido desde la divergencia de dos lineas evolutivas que comparte la molécula.
No sujeto a transmision horizontal
Longitud de la secuencia debe ser suficiente para que las semejanzas tengan validez
Distribución universal
Constancia funcional , que la presion selectiva que actua sobre la molecula sea minima
Baja tasa de cambio de la molécula
No sea excesivamente larga para aplicar tecnicas de secuenciación.
Estudio de la evolución y desarrollo de las especies.
Importancia del rRNA
Ribosomas
Años 30 por Albert Claude
Homogeneados, microscopía de campo oscuro
Años 50, George Palade
En las células, por microscopía electronica
Año 55, Paul Zamenik
Sitio de sítesis de proteínas
70S
Dos subunidades
Pequeña 30S
molécula de RNA 16S y 21 proteínas
Grande 50S
rRNA 5S y rRNA 23S con 31 proteinas
Funcion celular
Interracciona
ARN transferencia
rRNA ribosomico
conservado a traves de la evolución.
Genes mejores conservados
Excelente marcador molecular
ARN mensajero
Estructuras primarias
regiones
Secuencias variables
Información de bajo nivel filogenético
Secuencias preservadas
Información de los eventos evolutivos mas tempranos.
Metodos de estudios
Secuenciación del rRNA 5S, 16S, 23S.
Hibridación DNA-rRNA
Tecnicas moleculares
1969
Carl Whose y colegas
Examinaron secuencia del rRNA 16S, de bacterias inusuales
rRNA 16S
Escogió por universalidad y conservación en estructura y función
Construcción de un árbol filogenetico
la comparación de su secuencia
facil identificacion de bacterias, microorganismos no cultivables
Determina relaciones taxonomicas entre especies con poca relacion en su ADN
Brindan el sitio de iniciación adecuado para le enlogacion de cebadores
Adecuado en seres procariotas
Util en los estudios taxonómicos
Aplica en identificacion bacteriana
propuso
Procariotes
arqueobacterias
eubacterias
Secuenciación rRNA 5S
Más pequeño, más rápido
Fragmentos con informacion adecuada
Dos miembros, mismo género
Tiene 114-116 pares de bases comunes
de 118-120 pares de bases
Region variable 16S
Sondas específicas
usan dianas para oligonucleotidos
usada para establecer grupos y especies
Identificacion bacteriana
Hibridación
Identificacion rápida de un gran numero de aislados
Deteccion directa de microorganismos concretos en muestras
Extracto de acidos nucleicos ( diana)
clonar y detectar secuencias rRNA
genes codifican las sondas
Region conservativa
secuencias para diagnostico de grupos de organismos relacionados
Aplicaciones del analisis del rRNA
Descrubimiento de nuevos organismos y el desarrollo de recursos basados en la diversidad microbiana
Obtener genes del medio ambiente sin cultivar el organismo
estos genes tomados del ambiente son fotografias del organismo
Determina relaciones taxonomicas
encuentra regiones de 20-30bases que spn exclusivas de una especie
Organismos relacionados sean similares en sus propiedades bioquimicas
Técnicas
uso de sondas especificas y universales
estima la fraccion de micoorganismos dentro de un conjunto
Realiza estimaciones de unidades formadoras de colonias
presición
depende del numero de bases compartidas
1000 bases para cada organismo
Aislar genes rRNA
clonar fragmentos al azar de ADN
utilización de PCR para amplificar el rRNA
Sensibilidad de las pruebas
aumenta in vitro
usando PCR( reaccion en cadena de la polimerasa)
fragmento de ADN
amplifica secuencia diana
esta secuencia se usa en una sonda especifica
Analisis rRNA 16S
enloga los primers complemetarios a la region conservada usando transcriptasa inversa
PCR
Amplifica region a secuenciar
Usando corta seleccion de primers
Estudios
cianobacterias
relacion simbiotica
eucariotes
origen cloroplastos
mitocondrias
derivaron endosimbiosis
de las eubacterias purpuras