Aula 9 - Filogenia e Taxonoamia de microrganismos

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Aula 9 – Taxonomia e Filogenia de microorganismos 
Taxonomia
É a ciência da identificação, classificação e nomenclatura. 
Filogenia
História evolutiva do organismo
Sistemas de classificação
- Calorus Linnaeus: Dividiu em 2 grandes reinos, o das Plantas e o dos animais.
- Ernest Haeckel: Dividiu em 3 grandes reinos, o das Plantas, o dos Animais e o dos Protistas.
- Robert Whittaker: Dividiu em 5 grandes reinos, o das Plantas, Animais, Fungos, Protistas e Moneras.
- Carl Woese: Divide em 3 domínios o Archaea, Bacteria e Eukarya. Contudo, ele mantem os 5 reinos de Robert Whittaker. 
Filogenia Molecular
O primeiro estudo de filogenia molecular começou junto com o sequenciamento de proteínas que foi desenvolvido antes do sequenciamento do DNA, pois as proteínas eram mais fáceis de se conseguir e eram mais facilmente isoladas. Eles sabiam que as mudanças na sequencia de proteínas geralmente refletia na mudança na sequencia de DNA. Eles utilizavam proteínas como: Citocromos e proteínas de ferro-enxofre.
Cronometro evolutivo
Molécula cuja sequencia pode ser empregada como medida comparativa. Eles deram preferencia pela SSU rRNA (menor unidade de RNA ribossomal 18s ou 16s) pois ele:
-Pode ser encontrado em todas as células e no genoma de organelas (mitocôndrias e cloroplastos)
- É abundante e fácil de ser isolado e purificado
- Possui a mesma função em todas as células
- Interage com varias outras moléculas de RNA e Proteínas
- Contem regiões com taxas evolutivas distintas 
- Possui um tamanho adequando para estudos comparativos e análise estatística.
Diferenciação dos Domínios
- Todos os organismos do domínio bactérias possuem parede celular de peptideoglicano, já nas Archeas, quando a parede celular está presente é composta de outro material e nos Eukaria ela pode ser de celulose nas plantas, de quitina nos fungos e de fosfolipídios nos animais. 
- Os lipídios de membrana das Eukaryas e das Bacterias tem uma ligação do tipo éster, enquanto as Archeas tem uma ligação do tipo éter. 
- O primeiro aminoácido na síntese de proteínas é a metionina nas Eukarya e nas Archeas, já nas bactérias é a formilmetionina. 
Origem da vida
No inicio o ambiente era anóxico, com o tempo ocorre a produção de O2, mas ele vai sendo oxidado com o tempo até começar a acumular e por motivos de descargas elétricas formar a camada de ozônio (O3). A camada de ozônio ajuda a filtrar a luz ultravioleta que é altamente mutagênica e a presença de oxigênio permite a implantação de uma respiração mais produtiva, dando início ao processo de evolução. 
A primeira forma auto replicante supõem-se ser o RNA que atuava como agente catalítico e como codificador genético, ele teria entrado em uma vesícula lipídica que foi se especializando criando áreas com funções até chegar nas células. 
Teoria endossimbiótica
Baseada na hipótese de que as células eucarióticas evoluíram de células procarióticas do domínio bactéria a partir de eventos de função celular.
- Mitocôndrias: Provavelmente proteoblacterias (gram-negativas) que tornaram-se endosimbiontes numa célula hospedeira.
- Cloroplastos: Resultante do engolfamento de bactérias capazes de realizar fotossíntese oxigênica (cianobactérias). 
Classificação de Micro-organismo
- Nomenclatura científica 
Sistema binomial: Gênero + epíteto específico (espécie). O nome do gênero é sempre em maiúsculo e o epíteto específico com letra minúscula, sendo ambas sublinhadas.
Ex: Escherichia coli ; Strptococcus pyogenes
- Espécie Bacteriana
População de células com característica similares. Similaridade da sequencia de rRNA 16s maior ou igualem 97% e a taxa de hibridização do DNA tem que ser maior ou igual a 70%.
- Classificação de Bactérias
Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology 
- Hierarquia Taxonomia
Espécie → Gênero → Família → Ordem → Classe → Divisão/Filo → Reino → Domínio
Métodos de Classificação e identificação de micro-organismos.
- Taxonomia Clássica:
Baseado em características fenotípicas. 
» Características morfológicas (estruturais) servem para a identificação como forma, arranjo, presença de flagelo, endósporo e etc. 
» Coloração diferencial oferece a classificação e a identificação, como bactérias Gram-positivas e Gram Negativas e bactérias álcool resistentes. 
» Características metabólicas: serve para identificação 
» Características antigênicas permite a classificação e a identificação.
» Fagotipagem serve para a identificação da bactérias, se acordo com a sensibilidade a diferentes fagos
-Taxonomia Molecular
Baseado na sequencia de moléculas
» Sequenciamento de aminoácido serve para a classificação.
» Perfil de ácidos graxos serve para a identificação. Os ácidos graxos são extraídos de uma cultura e ele passa por cromatografia gasosa podemos identificar o micro-organismos.
» Fingerprinting de DNA serve para a identificação. O DNA é extraído e clivado com uma enzima de restrição, cada pedaço é codificado em bandas que definem cada bactéria.
» PCR e Sequenciamento do RNA ribossomal permite a classificação e a identificação. O DNA é isolado, separado em fitas e sequenciado.
» Sequencias assinatura de rRNA permite apenas a identificação, pois certas sequencias só existem em uma determinado domínio. 
»Hibridizacao de Ácidos Nucleicos, permite a classificação ou identificação (por sonda de DNA), se houver hibridização eles são relacionados.
 
Chaves Dicotômicas permitem a identificação
Cladogramas que são analises filogenéticas