Aula 2 Classificação dos Microrganismos 2017 2 rschwan

Prévia do material em texto

Aula 2
Classificação dos Microrganismos
rfschwan@gmail.com
1
SISTEMÁTICA
Ramo da Biologia que descreve, analisa e 
interpreta a diversidade biológica dos seres vivos
A- Taxonomia: Ciência da descoberta, que descreve e nomeia
organismos.
Classificação: Agrupamento de organismos baseada em relações
evolutivas hipotéticas resultantes de análises filogenéticas.
B- Análise filogenética: Definição do relacionamento evolutivo
entre indivíduos ou grupos de espécies, baseada em estudos
taxonômicos.
2
3
Taxonomia
 Organiza, classifica e nomeia organismos
 Sistema formal sugerido por Carl von 
Linné (1701-1778)
 Identificação e classificação de 
organismos de acordo com critérios
específicos
 Cada organismo classificado dentro de 
um sistema
• Aristóteles: duas categorias apenas (plantas ou
animais)
• Carolus Linnaeus (1753): 2 Reinos
• 1857 – Carl von Nägeli: propôs que as bactérias e os
fungos fossem colocados no reino das plantas
Seres Vivos
Reino Animal Reino Vegetal
4
Ernest Haeckel (1865): Reino Protista
proposta para incluir os organismos sem núcleo 
(bactérias) e alguns organismos nucleados 
(protozoários, algas e fungos) discordâncias
5
3 Reinos
6
7
www.pixton.com
Reinos
➢1937 – Edward Chatton: introduziu o termo
procarioto para distinguir células que não
possuem núcleo das células nucleadas de
plantas e animais
➢1961 – Roger Stanier: apresentou a
definição atual de procariotos
➢ células cujo material nuclear não é
envolto por uma membrana nuclear
➢1968 – R.G.E. Murray: Reino Procaryotae
8
Célula procariota e eucariota
9
BACTÉRIAS 
ARQUEBACTÉRIAS ANIMAIS, FUNGOS, 
ALGAS, PROTOZOÁRIOS
10
Dois Dominios Cinco Reinos
•Robert Harding 
Whittaker (1920–
1980) – fungos pela 
primeira vez em um 
reino - 1969
Robert Whittaker (1969): 5 Reinos
11
Diferenciação de acordo com as necessidades
nutricionais, padrões de desenvolvimento,
diferenciação de tecidos e presença de
flagelos “9+2” (eucariotos)
 Procariotos são ancestrais de todos os
eucariotos
Teoria Endossimbiótica
Os 5 Reinos
12
13
Teoria 
Endossimbiótica
Teoria Endossimbiótica
As similaridades entre as células procarióticas e
as organelas eucarióticas fornecem evidências
surpreendentes dessa relação endossimbiótica
14
Os Três Domínios – Carl R. Woese 
 Propôs elevar os três tipos de células (eucarioto e
dois tipos distintos de procariotos) para um nível
acima de Reino  Domínio
Os três diferentes Domínios são diferenciados
quanto às diferenças nas sequências de nucleotídeos
do rRNA, na estrutura da membrana lipídica, nas
moléculas de tRNA e sensibilidade a antibióticos
O primeiro a reconhecer o rRNA como uma 
ferramenta útil na construção de relações 
filogenéticas
15
Cronômetro Evolutivo
• Requisitos para que uma molécula possa representar relações
evolutivas verdadeiras entre os organismos
1- A molécula deve ser de distribuição universal no grupo escolhido 
para o estudo
2- Deve ser funcionalmente homóloga em cada organismo
3- Deve apresentar uma seqüência relativamente bem conservada
4- Molécula antiga (início da vida) 
• RNA RIBOSSOMAL
16
Ribossomos
17
18
Estrutura secundária do rRNA de 
representantes dos 3 domínios
Bacteria Archaea Eukarya
Sequenciamento do rDNA
20
Preparo de uma árvore filogenética a partir de seqüências de rRNA 16s
21
22
Cinco reinos agrupados em Tres 
Dominios
• Carl Woese (1928 - 2012 ) definiu Archae e TRES 
Dominios de classificação:
• Eubacteria (Bacteria) inclue a maioria das bacterias e 
cianobacterias 
• Archaea (Archaebacteria) unicelulares e presente em 
ambientes de condições extremas ( aguas quentes, 
vulcanicas, sulfurosas ou concentrações extremas de 
sal).
• Eukarya (Eukaryota) – inclue unicelulares (fungos 
limosos, ciliados, trypanosomas e outros) e três grupos 
de multicelulares (fungi, plantas e animais).
Carl Woese (1977): 3 domínios (rRNA)
23
Microrganismos Procarióticos 
Domínio Bacteria
Árvore filogenética do Domínio Bacteria 24
Microrganismos Procarióticos 
Domínio Archaea
Árvore filogenética do Domínio Archaea
Metanogênicos, halófilos extremos 
acidófilos
Hipertermófilos
25
Microrganismos Eucarióticos 
Árvore filogenética do Domínio Eukarya 26
• Microrganismos Procarióticos – Domínio Bacteria
 Proteobacteria 
maior filo
 Escherichia coli 
organismo modelo para 
estudo), Pseudomonas, 
Azotobacter (fixadora 
de N),
 Gram +: Bacillus, 
Streptomyces 
(produtora de 
antibióticos)
 Cianobactérias 
(fototróficos)
 Planctomyces
(aquáticas)
 Espiroquetas (sífilis)
Árvore filogenética do Domínio Bacteria
• Microrganismos Procarióticos – Domínio Archae
 Halobacterium (pode
utilizar a luz para
sintetizar ATP)
 Metanobacterium
(obtêm energia a a
partir do metano
biodegradação da
matéria orgânica)
 Halófilos (altas [ ] de
sais para seu
metabolismo e
reprodução
 Thermoplasma
(desprovidos de PC;
apresentam ótimo
crescimento em pHs
extremamente ácido
Árvore filogenética do Domínio Archae
Metanogênicos, halófilos 
extremos e os acidófilos
Hipertermófilos
28
• Microrganismos Eucarióticos 
 Algas (fototróficos; 
cloroplastos –
organelas ricas em 
clorofila)
 Fungos (leveduras –
unicelulares; fungos 
filamentosos) 
principais agentes de 
reciclagem de MO na 
natureza
 Protozoários (não 
possuem PC; móveis; 
algumas espécies 
patogênicas) 
dispersos em Eukarya
Árvore filogenética do Domínio Eukarya
Células matebolicamente deficentes
29
Thomas Cavalier-Smith
Quantos Reinos? 
5, 6, 8, 9, 14, 19??
 1981, Cavalier-Smith dividiu o dominio
Eukaryota em NOVE Reinos.
 1993, reduziu para SEIS. 
 Eubacteria e Archaebacteria como
Reinos, então = OITO Reinos:
 Plantae, Animalia, Protozoa, Fungi, Eubacteria, 
Archaebacteria, Chromista, and Archezoa
 Nem todos taxonomistas concordaram.
Seis Reinos da Vida
Império Prokaryota
Reino Bacteria
Império Eukaryota
Reinos: Protozoa
Animalia
Fungi
Plantae
Chromista/Straminipila
32
Eubacteria
Archaebacteria
• Thomas Cavalier-Smith
– Departamento de Zoologia/ Universidade de Oxford (Reino 
Unido)
Cavalier-Smith, T. A revised six-kingdom system of life. Biol. 
Rev., 73, pp. 203-266, 1998. 
Cavalier-Smith, T. Only six kingdoms of life. Proc. R. Soc. 
Lond., 271, pp. 1251-1262, 2004.
34
Seis Reinos da Vida
Império Prokaryota
Reino Bacteria
Império Eukaryota
Reinos: Protozoa
Animalia
Fungi
Plantae
Chromista/Straminipila
35
Eubacteria
Archaebacteria
Sistema autor Baseado em
2 Reinos Linnaeus Parede celular
3 Reinos Ernst Haeckel Nivel celular
4 Reinos Copeland Compartimentalização das 
organelas celulares
5 Reinos R.H. Whittaker Tipo de célula, parede
celular, modo de nutrição, 
motilidade
3 Dominios Carl Woese 16S RNA gene
6 Reinos Cavalier-Smith Metodologia polifasica
Conclusões
Sistema Examplo Baseado em:
Artificial Linnaeus Caracteres visiveis e 
expressos
Natural Bentham and Hooker similaridades naturais
Numerica Sokal and Sneath Expressao de caracteres em
valores numericos
Quimiotaxonomia John Vaughan Caracteristicas bioquimicas
Polifásica Carl Woese and Cavalier -
Smith
Caracteristicas bioquimicas, 
fisiologicas e geneticas
Conclusões • Milhares de espécies novas ainda 
precisam ser descritas corretamente