Introdução à Taxonomia em Microbiologia Veterinária

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Introdução
Microbiologia é o estudo dos microrganismos. Microrganismos são pequenos seres vivos, que antigamente só eram visto através de microscópio eletrônico. Este microrganismo são as bactérias, fungos, algas unicelulares, protozoários, viróides e príons.
Microbiologia Veterinária
A Microbiologia Veterinária é área que estuda alguns microrganismos que pode causar danos para o animal e/ou humanos. São estudadas as bactérias, fungos, protozoários e etc.
Antes de começar nossos estudados, precisamos fazer um breve resumo, com o intuito de saber como foram e quando foram classificados todos os microrganismos existentes no nosso Planeta Terra.
A partir da descoberta e do inicio dos estudos dos microrganismos, ficou claro que a divisão dos seres vivos em dois reinos, animal e vegetal, era insuficientes. O zoólogo E.H.Haeckel, em 1866, sugeriu a criação de um terceiro reino, denominado Protista, englobando as bactérias, algas, os fungos e protozoários. Essa classificação mostrou-se satisfatória, ate que estudos mais avançados sobre ultraestrutura celular demonstraram duas categorias de células: as procarióticas e as eucarióticas. Na primeira, o equivalente nuclear representada por único cromossomo não é circundado pela membrana celular e, nas eucarióticas, o núcleo é limitado pela membrana nuclear apresentando em seu interior vários cromossomos. Assim em 1969, R.H. Wittaker propôs a expansão da classificação sugerida por Haeckel, baseada não só na organização celular, como também na forma e se obter energia e alimentos em cincos reinos: Animais, Plantas, Fungos Protistas (microalgas e protozoários) e Monera (bactérias e algas azul-verdes ou cianobactérias).
Taxonomia em Microbiologia Veterinária
Taxonomia é a ciência que classifica todos os seres vivos. Ela estabelece critérios para se classificar um ser vivo, seja, uma planta ou um animal. Esses critérios são baseados nas características fisiológicas, evolutivas e anatômicas.
A nomenclatura de bactérias é regulamentada pelo “Código Internacional para a nomenclatura de procariontes” e compreendem as regras, princípios e as recomendações para a descrição de uma nova unidade de classificação (ou táxon, no plural taxa), ou seja, reino, filo, classe, ordem, família, gênero e espécie. Conforme essas regras, o nome de uma espécie bacteriana baseia-se no sistema binomial desenvolvido pelo taxonomista sueco Carl Von Linné para plantas e animais. Nesse sistema o nome de uma espécie bacteriana é sempre dado como uma combinação em latim constituída de duas partes, o nome do gênero e o nome especifico que se denota a espécie. Exemplo: uma das bactérias que habitam o intestino de mamíferos é chamada de Escherichia coli (nome de gênero e seguido de nome de espécie). Apenas a primeira letra do nome de gênero é escrita com a letra maiúscula e o nome completo deve ficar em itálico ou sublinhado. A raiz para o nome de uma espécie ou de outro táxon pode ser derivada de qualquer língua, mais a terminação de ser em latim, como no caso da bactéria Staphylococcus aureus o nome de gênero é derivado das palavras de origem gregas staphyle (significado de cachos de uvas) e coccus (que significa sementes), a terminação em us é oriunda do latim e corresponde a uma das terminações utilizadas para substantivos (Staphylococcus) e adjetivos (aureus) masculinos.
O nome especifico é estável e não pode ser alterado, já o nome de gênero pode ser renomado conforme novas descrições de características; Exemplo: Streptococcus pneumoniae era originalmente chamado de Diplococcus pneumoniae. O nome ainda por ser abreviado representando o gênero por uma letra maiúscula, ex: S. pneumoniae. 
A unidade taxonômica básico, em microbiologia, é a espécie, embora em algumas espécies possuam categorias de subespécies que são baseadas em variações fenotípicas menores, porem consistentes dentro das espécies ou em clusters geneticamente determinado de uma cepa dentro da espécie. 
Principais características utilizadas em Taxonomia Bacteriana
São utilizadas diversas características fenotípicas e moleculares para classificar e identificar microrganismo.
Características Fenotípicas
AS principais características utilizadas em taxonomia são morfológicas, fisiológicas e metabólicas, pois estão relacionadas com expressões de muitos genes que codificam proteínas estruturais, transportadoras e enzimas. E os genes são estáveis e normalmente não sofrem grandes variações com mudanças ambientais.
Características ecológicas também são importantes uma vez que também podem afetar a relação microrganismo-habitat. Microrganismo que vivem dentro do corpo do hospedeiro se difere com aqueles que vivem em ambiente aquático, terrestre ou marítimo. As características taxonomicamente relevantes são, por exemplo, o padrão do ciclo de vida, relações de simbiose, capacidade de causar doenças no hospedeiro e habitats preferencias de acordo com temperatura, PH, oxigênio e concentração osmótica. 
Características Moleculares
A sequência de aminoácidos de uma proteína reflete a sequencia de ácidos nucleicos do gene, desta forma a comparação de proteínas de diferentes microrganismos torna-se muito útil na taxonomia. Uma abordagem direta é a determinação da sequência de aminoácidos da proteína com a mesma função. Porem, o sequenciamento de proteínas é caro e demorado, mas existem outros métodos bastante utilizados como: analise da mobilidade eletroforética muito utilizada na determinação de relações genéticas de espécies e subespécies e técnicas imunológicas para comparar proteínas de microrganismo diferentes, pois os anticorpos podem descriminar proteínas similares.
Composição dos Ácidos Nucléicos 
A determinação da composição de ácidos nucleicos refere-se á quantidade de guanina e citosina em relação ao total de bases (guanina, citosina, adenina e timina) no DNA, e é calculado pela formula:
	Mol%G+C=moles (G+C) /moles (G+C+A+T)x100
Varios métodos são usados para determinar o teor GC a partir do DNA purificado, alguns utilizados são:
Centrifugação: A centrifugação em gradientes de densidade baseia-se no fato de que a densidade do DNA é dependente da quantidade de parâmetros de bases GC e AT. Quanto maior a quantidade de GC, maior é a densidade do DNA, havendo uma relação direta entre densidade e a concentração em mol% de GC.
Desnaturação: A desnaturação térmica do DNA é um dos métodos mais utilizados para determinar o conteúdo em G+C e baseia-se também na quantidade de pontes de hidrogênio na formação do par de bases. O aquecimento do DNA provoca a separação das duas cadeias de DNA e, consequentemente, há um aumento na absorbância a um comprimento de onda de 260nm. O ponto de fusão do DNA, Tm (do inglês melting temperature) corresponde à temperatura que provoca a separação das fitas do DNA em 50% entre o estado não desnaturado e o desnaturado. O conteúdo G+C pode variar entre 24% a 76% dependendo dos grupos de microrganismos. Deve-se lembrar de que o conteúdo em G+C apenas revela a composição nucleotídicas de um microrganismo e não oferece informações a respeito dos genes adquiridos. Porem, duas bactérias bem diferentes podem apresentar conteúdos de GC idênticos. Nas linhagens da mesma espécie bacteriana não diferem mais de 3% no conteúdo em G+C, podendo apresentar uma maior variação entre diferentes espécies de um mesmo gênero.
Reassociação ou Hibridização DNA
Nos procedimentos de hibridização, o DNA de duas amostras distintas são desnaturado pelo aquecimento, são misturados e a temperatura é diminuída para permitir a reassociação das fitas. Essa reassociação ocorrerá entre as fitas de DNA da mesma espécie e entre as fitas das espécies em comparação. O grau de reassociação é dependente do grau de similaridades das moléculas de DNA.
Sequenciamento de Ácidos Nucléicos 
O sequenciamento de RNA ou DNA é o método mais direto para comparar a estrutura genômica de diferente microrganismo. Algumas moléculas como RNA ribossômico, alguns componentes de parede celular bem como alguns lipídeos e proteínas, que sofreramuma variabilidade pequena durante a evolução, são utilizados como marcadores taxonômicos.
Sistema de classificação
A classificação é responsável pelo agrupamento de bactérias que compartilham certas características comuns em grupos taxonômicos denominadas taxa (singular: táxon). Existem dois sistemas de classificação: a classificação natural ou frenético; e a classificação artificial ou filético. O sistema de classificação natural baseia-se em classificação fenitipicas, principalmente morfológicas e fisiológicas dos microrganismos. Por outro lado, o sistema de classificação artificial baseia-se nas relações filogenéticas das bactérias por meio de comparação de sequencias de varias macromoléculas ou genes que as codificam.
Filogenia Bacteriana
A partir da década de 1970, com o advento das técnicas em biologia molecular e sua utilização em estudos filogenéticos, possibilitou-se a reconstrução da filogenia dos maiores grupos bacterianos. No entanto, apesar do impacto da filogenia molecular, atualmente as classificações bacterinas são hibridas e utilizam-se métodos artificiais e filogenéticos, especialmente nos níveis de gênero e família.
Identificação
A identificação consiste na determinação da espécie ou de outra unidade taxonômica de uma bactéria recém-isolada. Por exemplo, os bacteriologistas clínicos frequentemente tem que verificar se uma bactéria patogênica especifica esta presente em um determinado material clinico, de modo que se possa diagnosticar uma doença. Da mesma, os microbiologistas de alimentos necessitam determinar a presença ou não de bactérias como a Salmonella, Listeria ou de outras bactérias patogênicas em alimentos. 
Para que possa ser identificadas, as bactérias precisam já esta classificada. As características usadas para identificação bacterianas são as fenotípicas baseada no emprego de uma serie de testes bioquímico e genotípicas especificas baseada na detecção de sequências genética especificas pelas sondas genéticas ou PCR.
Algumas espécies bacterianas somente podem ser identificadas mediante o emprego de grande numero de testes bioquímicos. Para a identificação destas espécies, o bacteriologista é obrigado a recorrer a laboratórios especializados, geralmente chamados de Centro de Referência. Quando se tem algumas culturas suspeitas pertencentes a estas espécies são isoladas em laboratórios de diagnostico, o bacteriologista geralmente interrompe a identificação em gênero.
Em bacteriologia medica, muitas vezes a identificação em espécies não satisfaz, sendo importante à identificação além de categoria, isto porque muitas espécies englobam variedade que diferem quanto patogenicidade ou características epidemiológicas.
Espécie
A definição de uma espécie bacteriana difere da qual é empregada para os eucariontes. Esta definição é muito subjetiva e tem sido interpretada de formas diferentes pelos bacteriologistas. Devido a isso, alguns tem grupados bactérias bem diferentes em uma espécie ou gênero.
Embora não haja uma definição universal de espécie em bacteriologia, foi proposta de definição menos arbitraria baseadas nos valores de homologia de DNA. De acordo com essa proposta, duas amostras da mesma espécie devem apresentar um percentual em moles de guanina mais citosina (mol%C+C) similar e devem exibir 70% ou mais de homologia DNA DNA.
Gênero
A aplicação da técnica de hibridização DNA/DNA para determinar se uma espécie bacteriana pertence a um gênero é limitada e, em alguns casos, espécies do mesmo gênero apresentam pouca ou nenhuma reassociação. No momento, não existe uma definição uniforme do que constitui um gênero bacteriano e na maioria deles a definição baseia-se em uma ou mais características fenotípica. 
Taxas Superiores
Esta cada vez mais aparente que os níveis taxonômicos superiores têm algum significado e podem ser distinguidos através da comparação das sequências de certas moléculas.
O método de analise que fornece mais informações é o sequenciamento de nucleotídeos, sendo demonstrado em algumas regiões são mais conservadas e permitem comparar bactérias mais distantes, enquanto as próximas e relacionadas. Outro método para avaliar similaridade em nível de gênero ou em nível superior é a hibridização RNA/DNA (ribotipagem), um procedimento semelhante ao da reassociação DNA/DNA.
Formas e arranjos (estrutura da célula bacteriana)
Depois da classificação sistema taxonômico feito por Wittaker, às bactérias pode ser classificado como microrganismos unicelulares.
Podem apresentar formas esféricas, comumente chamadas de cocos, cilíndricas ou bacilos e de espiral.
Os cocos são redondos, mas podem ser ovais, alongados ou achatados em uma das extremidades. Quando as bactérias em forma de cocos se dividem, as células podem permanecer unidas umas as outras, surgindo em decorrência cocos aos pares (diplococos), cadeias (estreptococos), e cachos (estafilococos). Menos frequentes são aqueles que se dividem em dois ou três planos e permanecem unidos em grupos cúbicos de oito indivíduos (sarcina).
Os bacilos, ao contrario dos cocos, só se dividem no plano sobre seu eixo menor de tal forma que são poucos os arranjos ou agrupamentos: os diplobacilos aparecem aos pares e estreptobacilos ocorrem em cadeia. Alguns bacilos assemelham-se a lança, outros têm extremidades arredondadas, ou, então, retas.
Tipos de bactérias estudadas na área da Medicina Veterinária:
Staphylococcus (estafilococos)
A Staphylococcus ou Estafilococos em português é um gênero de bactéria comum na área clinica, já que habita na pele e seres humanos. Esse gênero de bactéria possui mais de 33 espécies; Dentro desse grupo, existe bactéria inofensiva e bactéria capaz de causar doenças.
O Staphylococcus epidermiditis á espécie, pertencente á categoria dos estafilococos coagulase-negativos (coagulase-negative Staphylococcus, CNS), mais frequentemente encontrados na microbiota anfibiôntica ou como causa de infecções em seres humanos. Em cães, pode estar relacionada com otite.
Staphylococcus aureus é a bactéria mais nociva. É conhecida como um patógeno oportunista e frequentemente esta associado em infecções adquiridas em ambiente hospitalar. E é capaz de causar infecções de longa duração. Na Medicina Veterinária foi detectada em rebanhos leiteiros, causando mastite subclínica, uma infecção altamente prejudicial, com baixa taxa de cura.
Streptococcus (Estreptococos)
A bactéria do gênero Streptococcus ou estreptococos são bactérias heterogêneos de cocos que se dividem num só plano, agrupando-se em cadeias de tamanhos variáveis. Embora esses microrganismos façam parte da microbiota normal, alguns deles são responsáveis por uma variedade de manifestações clinicas e são considerados importantes agentes infecciosos tanto para o homem, quanto para os animais. 
Streptococcus Dos Grupos C e G: As amostras de estreptococos β-hemolítico dos grupos C e G isoladas de seres humanos e que formam colônias grandes, geralmente, pertencem às espécies Streptococcus dysgalactiae subsp. Equisimiis ou Streptococcus equi subsp. zooepidemicus e são semelhantes ao S. pyogenes, com relação a alguns fatores de virulência. Causam infecções graves, como bacteremias, endocardites, meningites, artrites sépticas, infecções respiratórias e infecções cutâneas.
O Streptococcus suis é uma bactéria de distribuição mundial, frequente na população de animais como: suínos, equinos, cães, gatos, caprinos, ovinos e pássaros. Em suínos costuma causar meningites, septicemia, endocardite, artrite e morte subida. Em animais sadios a Streptococcus é localizada no trato respiratório, no trato digestório e trato genital.
Corynebacterium 
A bactéria do gênero Corynebacterium pertence à classe Actinobacteria. São bactérias estão no solo, na superfície das plantas e esgotos, mas também algumas espécies podem causar doenças para homens e animais.
A Corynebacterium diphtheriae causa a difteria no humanos;
A Corynebacterium renale, Corynebacterium bovis (comensal ou não de úbere bovino), Corynebacterium pseudotubercolis (causa linfadelite caseosaem caprinos, linfangites ulcerativa em equinos).
Rhodococcus. Equi
O gênero Rhodococcus. equi pertencia ao Corynebacterium equi e foi transferido de gênero tendo como base, os estudos da taxonomia, definidos pela perfil genético, químico e ecológico. É uma bactéria que se localiza no solo. A Rhodococcus. Equi causa lesões nos animais, incluindo a pneumonia purulenta, artrite nos potros e lesões tuberculóides em linfonodos cervicais em bovinos e suínos.
Actinomyces 
É uma bactéria do gênero Actinobacteria. Algumas espécies são responsáveis pelo cheiro da terra e da planta, principalmente quando se corta a grama.
Essa bactéria causa a doença conhecida como actinomicose. Espécies suscetíveis a Actinomyces são: os bovinos, suínos e humanos. É considerada uma grave doença provocada por varias espécies de Actinomyces, como, A.bovis, A. israeli, A. suis, A.baudetti.
A Actinomyces bovis, esta localizada na boca do bovino, presumindo que a infecções através de feridas nas mucosas orais causados por objetos cortantes ou alvéolos dentários.
Nocardia
Nocardia é um gênero de bactéria bacilares. A doença causada pela bactéria é conhecida por nocardiose.
A maioria das infecções por Nocardia são através de perfurações por plantas e animais, ou por inalação. 
Nocardiose é uma infecção que começa nos pulmões, podendo se espalhar pela pele e cérebro.
Listeria 
A Listeria monocytogenes 	é uma bactéria do gênero Listeria, e causa a listeriose, que é adquirida através de ingestão de alimentos contaminados e manifesta-se como gastroenterite, meningite, encefalite, infecções materno-fetal e septicemia, resultando em uma taxa de mortalidade que ultrapassa a 20%.
Na Medicina Veterinária, tem-se relatos de listeriose em ovinos. Mas é considerada muito raro.
Erisipela Suína
A Erisipela suína é causada pela bactéria Erysipelothrix, que causa lesões cutâneas, articulares, cardíacas ou septicemia, e também causa abortos. Sua contaminação ocorre por ingestão de alimentos e aguas contaminados ou por feridas na pele.
Resiste algumas semanas no solo e meses em matéria orgânica em putrefação.
Erisipela em perus
É uma doença causada pela bactéria Erysipelotrix rhusiopathiae. Causa Septicemia, artrite e endocardite.
Erisipela em ovinos
É uma doença causada pela bactéria Erysipelotrix rhusiopathiae. Causa poliartrite em ovinos.
Bacillus- Carbúnculos Hemáticos (ou Bacilos Antracis)
É uma bactéria da família Antracis, do gênero Bacillus, contendo 90 espécies. 
O Bacilo Carbúnculos Hemáticos, ou Antraz, tanto pode ser patogênico para homens quanto para animais, ou seja, causar uma zoonoses, foi descrita em 1887 por Robert Koch. As formas clinicas comuns são: cutânea, a respiratórias e a gastrointestinal.
Em animais bovinos, equinos e ovinos são mais contaminados em relação aos animais caninos, felinos, caprinos e suínos e nas aves é raro a contaminação.
Em 2001, foi utilizada como arma biológica nos EUA.
Referencia
Livro: Microbiologia, 5ª edição. 
Autores: Luiz Rachid Trabulsi e Flavio Alterthum; ano 2008.
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0102-09352007000300005&script=sci_arttext
http://www.ufrgs.br/labacvet/files/G%C3%AAnero%20Coryne-Rhodo-Trueperella%204-2013-1.pdf
www3.fmvz.usp.br:8080/index.../Carbunculo%20Hemático%20(1).pdf
www.ufsm.br/labac/index.php?option=com_docman&task