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5.2.1CLASIFICACIÓN DE LAS BACTERIAS POR SU ALIMENTACIÓN 5.2.2 NOMENCLATURA Y TAXONOMÍA DE LAS BACTERIAS Bacterias autótrofas: Pueden fabricar sustancia orgánica a partir de la energía de la luz del sol, pues poseen una sustancia parecida a la clorofila, y de materia inorgánica, como las plantas. Son de color verdeazulado, por eso también se les llama cianofíceas. Bacterias heterótrofas: Viven a partir de sustancias fabricadas por otros seres vivos, tal como hacen los animales. Estas sustancias se pueden conseguir de varias formas: Bacterias saprofitas: se alimentan de sustancias en descomposición. Tienen una gran importancia en la naturaleza, ellas realizan la putrefacción de los restos de otros seres vivos. Bacterias parásitas: viven a costa de otro organismo, causando numerosas enfermedades (meningitis, tétanos, lepra) Bacterias simbióticas: se asocian con otros organismos intercambiando funciones necesarias para la vida. Algunas viven en el aparato vivo de los rumiantes y les ayudan a digerir la celulosa. Otras viven en las raíces de las plantas y les consiguen nutrientes. Bacterias de la fermentación: transforman sustancias orgánicas por medio de un proceso llamado fermentación. Así se obtiene el queso y el yogur de la leche o el vino del mosto de uva. El origen de esta fuente de carbono sirve como criterio de clasificación para las bacterias. Además, se necesita una fuente de energía que sirva para poder construir sus propias moléculas; el tipo de fuente de energía utilizada también sirve como criterio de clasificación.


El éxito evolutivo de las bacterias se debe en parte a su versatilidad metabólica. Todos los mecanismos posibles de obtención de materia y energía podemos encontrarlos en las bacterias. Según la fuente de carbono que utilizan, los seres vivos se dividen en autótrofos, cuya principal fuente de carbono es el CO2 , y heterótrofos cuando su fuente de carbono es materia orgánica. Por otra parte según la fuente de energía, los seres vivos pueden ser fototrofos, cuya principal fuente de energía es la luz, y los organismos quimiotrofos, cuya fuente de energía es un compuesto químico que se oxida.

Atendiendo a las anteriores categorías, entre las bacterias podemos encontrar las siguientes formas, como puede apreciarse en el esquema:  Las bacterias quimioheterótrofas, utilizan un compuesto químico como fuente de carbono , y a su vez, este mismo compuesto es la fuente de energía. La mayor parte de las bacterias cultivadas en laboratorios y las bacterias patógenas son de este grupo.


 Las bacterias quimioautótrofas, utilizan compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. Como por ejemplo, Nitrobacter, Thiobacillus.  Las bacterias fotoautótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono. Bacterias purpureas. Las bacterias fotoheterótrofas, utilizan la luz como fuente de energía y biomoléculas como fuente de carbono. Ejemplos como Rodospirillum y Cloroflexus. Las bacterias necesitan de un aporte energético para desarrollarse.  Se distinguen distintos tipos nutricionales según la fuente de energía utilizada: las bacterias que utilizan la luz son fotótrofas y las que utilizan los procesos de oxirreducción son quimiótrofas. Las bacterias pueden utilizar un sustrato mineral (litótrofas) u orgánico (organótrofas). Las bacterias patógenas que viven a expensas de la materia orgánica son quimioorganótrofas.  La energía en un sustrato orgánico es liberada en la oxidación del mismo mediante sucesivas deshidrogenaciones. El aceptor final del hidrógeno puede ser el oxígeno: se trata entonces de una respiración. Cuando el aceptor de hidrógeno es una sustancia orgánica (fermentación) o una sustancia inorgánica, estamos frente a una anaerobiosis.

 Además de los elementos indispensables para la síntesis de sus constituyentes y de una fuente de energía, ciertas bacterias precisan de unas sustancias específicas: los factores de crecimiento. Son éstos unos elementos indispensables para el crecimiento de un organismo incapaz de llevar a cabo su síntesis. Las bacterias que precisan de factores de crecimiento se llaman "autótrofas". Las que pueden sintetizar todos sus metabolitos se llaman "protótrofas". Ciertos factores son específicos, tal como la nicotinamida (vitamina B,) en Proteus. Existen unos niveles en la


exigencia de las bacterias. Según André Lwoff, se pueden distinguir verdaderos factores de crecimiento, absolutamente indispensables, factores de partida, necesarios al principio del crecimiento y factores estimulantes. El crecimiento bacteriano es proporcional a la concentración de los factores de crecimiento. Así, las vitaminas, que constituyen factores de crecimiento para ciertas bacterias, pueden ser dosificadas por métodos microbiológicos (B12 y Lactobacillus lactis Doraren). Lourdes Luengo http://www.arrakis.es/~lluengo/microbio.html

Otro criterio de clasificación de las bacterias es el medio en el que podemos encontrarlas: Bacterias que degradan materia orgánica en descomposición. Cumplen un papel esencial en el ciclo del carbono. Simbióticas: bacterias asociadas a otro ser vivo. Esta relación genera un beneficio mutuo. Un ejemplo de estas bacterias son las bacterias de la flora intestinal que producen vitamina K. El hospedador, es decir, el individuo al que parasita, le otorga a cambio, energía en forma de materia orgánica y un medio apropiado para vivir. Comensales: bacterias asociadas a otro ser vivo, sin desprenderse de esta relación, ni un beneficio, ni un perjuicio para el hospedador. Ejemplo de este tipo de bacterias podemos encontrarlo en las bacterias que viven sobre nuestra piel, alimentándose de células descamadas. muchas bacterias de este tipo son bacterias oportunistas, ya que pueden causar enfermedad en el hospedador Parásitas: bacterias que sobreviven a expensas de otro ser al que causan un perjuicio. Ejemplo de este tipo de bacterias sería cualquiera de ellas que nos produzca una enfermedad.


Otro criterio de clasificación de bacterias hace referencia al consumo de oxígeno: Bacterias aerobias: son aquellas que necesitan oxígeno para su metabolismo. Realizan la oxidación de la materia orgánica en presencia de oxígeno molecular, es decir, realizan la respiración celular. Bacterias anaerobias: son aquellas que no utilizan oxígeno molecular en su actividad biológica. La obtención de energía la realizan mediante catabolismo fermentativo. Se pueden distinguir dos grupos dentro de ellas: Bacterias anaerobias facultativas: Pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él. Bacterias anaerobias estrictas: sólo pueden sobrevivir en ambientes carentes de oxígeno. Como ejemplo, del tétanos Clostridium, causante.

TAXONOMÍA Y NOMENCLATURA DE LAS BACTERIAS La identificación de las bacterias es tanto más precisa cuanto mayor es el número de criterios utilizados. Esta identificación se realiza a base de modelos,

agrupados

en

familias

y

especies

en

bacteriológica. Las bacterias se reúnen en 11 órdenes:

la

clasificación


1.-- Las eubacteriales, esf茅ricas o vacilares, que comprenden casi todas las bacterias pat贸genas y las formas fot贸trofas. 2.-- Las pseudomonadales, orden dividido en 10 familias entre las que cabe citar las Pseudomonae y las Spirillacae. 3.-- Las espiroqueta les (treponemas, leptospiras). 4..- Las actinomicetales (mico bacterias, actinomicetes). 5.-- Las rickettsiales. 6.-- Las micoplasmales. 7.-- Las clamidobacteriales. 8.-- Las hifomicrobiales. 9.- Las beggiatoales. 10.- Las cariofanales. 11.- Las mixobacteriales. http://www.monografias.com/trabajos/bacterias/bacterias.shtml

Taxonom铆a bacteriana


Una clasificación basada en estos principios es lo que se llama sistema natural o filogenético. Las formas más estrechamente relacionadas se ordenan como especies de un mismo género; los grupos relacionados algo menos íntimamente, como géneros de una misma familia; los que lo hacen más distantemente, como familias del mismo orden y así sucesivamente. La ciencia de clasificación de los seres vivos recibe el nombre de taxonomía y atiende a dos aspectos: • •

Identificar y describir de la manera más completa posible, las unidades taxonómicas básicas, las especies. Desarrollar un sistema para ordenar y catalogar estas unidades Taxonomía: (taxis = orden, rango). Es la rama de la biología que se ocupa de la clasificación de los seres vivos. Las especies como unidades de clasificación Una especie constituye un grupo de individuos (o poblaciones clonales, en el caso de los microorganismos) que presentan un grado elevado de semejanza fenotípica, siendo, al mismo tiempo, claramente diferenciable de los integrantes de otros conjuntos del mismo tipo general. Cada conjunto de individuos muestra un cierto grado de diversidad fenotípica interna a causa de la variación genética. Por lo tanto, es la capacidad de apreciación científica la que permite decir que grado de similitud fenotípica pueden justificar el dividir un determinado conjunto en dos o más especies, o dicho de otra forma, que grado de diversidad interna es admisible dentro de una especie. Las opiniones sobre esta cuestión son muy distintas, de ahí que los propios taxonómos clasifican en términos generales en dos grupos: < los unificadores> que fijan límites amplios a cada especie y <los disgregadores> que distinguen unas especies de otras por motivos más sutiles De un modo ideal, las especies deberían caracterizarse basándose en la descripción completa de sus fenotipos o incluso de sus genotipos. La práctica taxonómica no llega a estos ideales ya que en la mayor parte de los grupos de seres vivos la descripción del fenotipo es fragmentaria y la caracterización del genotipo es incompleta. Los caracteres fenotípicos de más fácil determinación son los estructurales y anatómicos que pueden observarse directamente. La clasificación de las bacterias constituye una excepción dada su extrema simplicidad estructural, esto hace que se disponga de un rasgo demasiado reducido de caracteres para poder hacer una caracterización adecuada.


Por ello, los taxónomos bacterianos se vieron forzados a buscar otros tipos de propiedades, bioquímicas, fisiológicas, ecológicas, para añadir a las propiedades estructurales. La clasificación de las bacterias se basa en atributos funcionales, la mayor parte de las bacterias sólo pueden identificarse por lo que hacen y no simplemente por su apariencia. Esto representa un problema adicional para el taxónomo bacteriano, el estudio de estas propiedades funcionales conlleva a la realización de experimentos, por lo tanto éste nunca podrá estar seguro de haber llevado a cabo los experimentos adecuados con fines taxonómicos: podría ocurrir que omitiera la realización de ciertos experimentos que indicaran la existencia de agrupamientos significativos dentro de una colección de cepas. Sin embargo, está tomando auge una nueva alternativa que podría resolver pronto el problema, son las técnicas moleculares para la caracterización genotípica bacteriana, que proporcionan una posible base objetiva para la definición de especie bacteriana. De acuerdo con la convención que establece el sistema binomial de nomenclatura, cada especie biológica lleva un nombre latinizado que consiste en dos palabras: la primera indica en grupo (género) a que pertenece la especie, y la segunda palabra indica la especie de ese género: por ejemplo, Escherichia coli, Escherichia (nombre genérico – género) y coli (nombre específico – especie). En la ordenación taxonómica de un grupo biológico, las distintas especies se van agrupando sucesivamente en una serie de categorías de orden superior: género, familia, orden clase, y división (o phylum). Esta es la llamada ordenación jerárquica, porque cada categoría, en la serie descendente, agrupa un número cada vez mayor de unidades taxonómicas, basándose en un número cada vez menor de propiedades compartidas. El reconocimiento del hecho de la evolución biológicas añadió una nueva dimensión al concepto de la clasificación natural. Para los biólogos del siglo XVIII los agrupamientos basados en la tipología expresaban simplemente parecidos, sin embargo para los postdarwinianos, indicaron relaciones. En el siglo XIX el concepto de sistema natural cambió y pasó a ser el agrupamiento de los organismos en función de sus afinidades evolutivas. "La jerarquía taxonómica, en algún sentido, llego a ser el reflejo de un árbol genealógico y la taxonomía adquirió de repente una nueva meta: la reestructuración de las jerarquías para acomodarlas a relaciones evolutivas". Este sistema taxonómico recibe el nombre de clasificación filogenética


TAXONOMÍA BACTERIANA Definiciones. Clasificación: Agrupación de seres u objetos de acuerdo con los caracteres o atributos que posean. Nomenclatura: Asignación de nombres a los grupo taxonómicos (taxa) de acuerdo con las normas internacionales establecidas. Identificación: Conjunto de procesos por los que a un objeto o ser, se le asigna a un determinado taxón. En Microbiología las características morfológicas poseen menos relevancia que en el caso de los organismos superiores. La unidad básica en taxonomía bacteriana es la especie. Especie: colección de cepas similares que defieren lo suficiente de otros grupos de cepas para asegurar su reconocimiento como unidad básica taxonómica. Las especies se definen a partir de las características comunes de varias cepas o clones. Cepa: conjunto de descendientes de una aislamiento en cultivo puro y que normalmente se origina a partir de sucesivos cultivos derivados a partir de una inicial colonia. Clon: población de células genéticamente idénticas entre si y que proceden de una única célula (ancestro común). Cepa tipo: cepa representante de la especie y actúa como ejemplo permanente de la especie. TIPOS DE CLASIFICACIÓN EN BACTERIAS. FENÉTICA. Las agrupaciones se realizan en función de la semejanza en sus características fenotípicas. (morfología, tinción de gram, movilidad, tolerancia al Oxígeno, fermentación de azúcares, etc). NUMÉRICA. Agrupamiento mediante métodos numéricos de unidades taxonómicas basadas en la semejanza general determinada por comparación de numerosas características, recibiendo cada una de las cuales el mismo valor (deben compararse muchas características, a veces cientos).


Una vez realizado el análisis de caracteres, se calcula, para cada par de cepas del grupo, un coeficiente de asociación que determina la concordancia de los caracteres que presentan ambas bacterias. Coeficiente de emperejamiento simple (SSM): proporción de factores concordantes tanto (+) como (-). Coeficiente de Jaccard (SJ): sólo tiene en cuenta las concordancias positivas. Ambos coeficientes aumentan linealmente de valor desde 0,0 (no hay existe ninguna concordancia hasta 1,0 (100% de concordancias). Con los coeficientes obtenidos se elabora una MATRIZ DE SEMEJANZA y con la matriz se realiza un DENDOGRAMA. FILOGENÉTICA. Está basada en las relaciones evolutivas más que en las semejanzas generales. En bacterias, donde no existe abundancia de fósiles que permita conocer su evolución, se hizo muy complicado. En la actualidad la comparación directa del material genético y sus productos, ARN y proteínas, permite superar muchos de estos problemas. CARACTERÍSTICAS UTILIZADAS EN TAXONOMÍA 1.-CLÁSICAS. Morfología (bacilos, cocos, espirilos ...). Fisiología y Metabolismo (aero-anaerobiosis, fermentación azúcares). Ecología. Análisis genético (capacidad transferencia por transformación). 2.- MOLECULARES. Secuencia de aminoácidos de proteínas con la misma función. Movilidad electroforética Hibridación de ácidos nucleicos Comparación de ácidos nucleicos: % G+C = [(G+G) / (A+T+G+C)] 100 Secuenciación de ácidos nucleicos NOMENCLATURA BACTERIANA : binomial Género especie ( G. especie); Género especie ( G. Especie) Género especie ( G. Especie) (negrita) Principales Taxones bacterianos. Dominio Reino Sección Clase Orden Familia Género Especie Morfovar Biovar Serovar Fagovar

Bacteria (Eubacteria) Proteobacteria γ-Proteobacteria Zymobacteria Enterobacteriales Enterobacteriaceae Escherichia E. coli propiedades morfológicas propiedades bioquímicas propiedades antigénicas sensibilidad a fagos


Patovar

propiedades patogénicas

http://www.ujaen.es/dep/ciesal/microbiol_biologia.htm

Brock. BIOLOGÍA de los MICROORGANISMOS. M.T. Madigan, J.M. Martinko, J. Parker. 2003. 10ª edición. Prentice Hall.

- MICROBIOLOGÍA L.M. Prescott, J.P. Harley, D.A. Klein. 2004. 5ª edición. McGraw-Hill/Interamericana de España.


Bacterias