СИСТЕМАТИКА БАКТЕРИЙ o o Систематика (таксономия) – это наука о многообразии и взаимосвязях между организмами. Задача систематики – это разделение множества организмов на группы – таксоны. При этом для характеристики микроорганизмов используют разнообразные признаки: морфологические, строение клеток, культуральные, физиологобиохимические, иммунологические, молекулярно-генетические и другие.
Основные таксономические единицы Виды роды семейства классы отделы царство Вид неоднороден. Внутри вида существуют варианты: морфоварианты или морфовары отличаются по некоторым морфологическим свойствам, биовары - по биологическим свойствам, хемовары – по ферментативной активности, серовары – по антигенной структуре, фаговары – по чувствительности к фагам. Для названия прокариот применяется общепринятая бинарная номенклатура. В микробиологии используют также термины «штамм» и «клон» . Под штаммом понимают бактериологические культуры одного вида, выделенные из разных мест обитания. Клон – это культура, выделенная из одной клетки.
Типы систематических построений o o В биологии систематические построения бывают двух типов: естественные и искусственные. В естественной систематике объединение организмов в таксоны происходит на основе общности происхождения и родства. Такие системы называют еще филогенетическими (от слова филогенез – эволюция). Существующие ныне систематики растений и животных – это естественные систематики. Искусственные системы основаны на принципах, отличных от принципов эволюционного родства. Существующая ныне систематика бактерий является искусственной и направлена на выявление степени сходства между организмами и их быструю идентификацию. В настоящее время лишь развиваются эволюционные подходы в систематике бактерий.
Развитие систематики o Проблема систематики бактерий остро назрела в конце 19 и начале 20 веков в связи с накоплением огромного материала о свойствах прокариот, расширения списка бактерий. Традиционно первые классификации базировались на морфологических признаках, позже к ним добавились физиологические признаки. Первые схемы классификации бактерий были очень субъективны. Такой подход породил множество разнообразных классификаций. Поэтому в дальнейшем микробиологи, пытаясь уйти от субъективизма, стали использовать нумерический подход Адансона.
Нумерическая систематика Адансона o o При таком подходе все признаки объекта считаются равноценными. При описании объекта используют максимально возможное количество признаков. Степень сходства устанавливается на основе количества совпадающих свойств и выражается в виде коэффициента сходства. Коэффициент сходства – это число совпадающих признаков, отнесенное к общему числу сравниваемых признаков. Максимальное значение коэффициента сходства равняется единице. Преимущество такой классификации заключается в устранении субъективности, а недостаток – в том, что в настоящее время вся совокупность используемых признаков (≈ 100) составляет лишь 10 % от общего количества признаков, определяющих бактериальный фенотип. Следовательно, учитывается незначительная часть признаков.
Определитель бактерий Берги o o o Наиболее полный определитель, предназначенный для быстрой идентификации бактерий, был выпущен в 1923 г группой американских микробиологов под руководством Д. Х. Берги (1860 - 1937). С 1980 г для прокариотов принята единая международная классификация, в основе которой лежит система Берги. Девятое издание в 4 -х томах вышло в 1984 и 1989 гг. Бактерии в определителе разделены на 33 группы на основании легко определяемых признаков: морфологических (форма клетки; наличие или отсутствие жгутиков; капсулы; способность к спорообразованию; отношение к окраске по Граму), культуральных, физиолого-биохимических (способы получения энергии; отношение к факторам внешней среды; потребности в питательных веществах; нуклеотидный состав и последовательность нуклеотидов в молекулах ДНК и рибосомальных РНК). Эти же признаки вынесены в названия групп. Например, группа 4 называется грамотрицательные аэробные палочки и кокки, группа 8 – анаэробные грамотрицательные кокки и т. д.
Классификация на высшие таксоны по системе Берги Царство Отделы Классы Gracillicutes Scotobacteria Грамотрицательные бактерии Anoxyphotobacteria Oxyphotobacteria Prokariotae Firmicutes Firmibacteria Грамположительные бактерии Thallobacteria Tenericutes Mollicutes Бактерии без клеточной стенки Mendosicutes Археи, имеющие древнее происхождение Archaebacteria
Классификация на высшие таксоны по системе Берги
Эволюционные подходы в систематике бактерий o o Вместе с тем, по мере развития науки, в систематике бактерий стали использовать методы молекулярной биологии и именно они позволили наметить эволюционные связи между микроорганизмами. 1. Первоначально для таксономических целей стали определять в геномах процентное содержание суммы гуанина и цитозина от общего количества оснований ДНК у разных объектов (ГЦ показатель). У прокариотов он лежит в диапазоне от 25 до 75 %. ГЦ-показатель применим только для грубого сравнения геномов, так как свойства организмов определяется не только количеством разных оснований в ДНК, но и их последовательностью. 2. Для выяснения одинаковых последовательностей в молекулах ДНК разных организмов стали применять метод гибридизации ДНК. Чем больше гомологичных участков в молекулах ДНК двух организмов, тем больше родство между ними. Этот метод информативен только на уровне мелких таксонов. 3. Далее стали сравнивать продукты отдельных генов, например 16 S р. РНК (входит в состав малой субъединицы рибосом). В настоящее время расшифрована последовательность 16 S р. РНК у 400 прокариотных и эукариотных организмов и на основании этих исследований получены новые данные.
По устаревшим представлениям все живые организмы делили на две большие ветви по типу строения клетки ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ ПРОКАРИОТЫ ЭУКАРИОТЫ В свете новых данных выявлены не две, а три группы организмов ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ ЭУБАКТЕРИИ АРХЕБАКТЕРИИ ЭУКАРИОТЫ
o o o 1. Эукариоты (растения, животные, грибы), а именно их ядерно-цитоплазматический материал. Сюда не входят органеллы эукариот митохондрии и хлоропласты. 2. Истинные бактерии или эубактерии. К ним относятся подавляющее большинство прокариот. В эту же группу попали на основании гомологии р. РНК хлоропласты и митохондрии эукариот. 3. Археи – малочисленная и слабоизученная группа бактерий, обитающих в экстремальных условиях. Сюда входят метанобразующие бактерии, экстремальные галофилы, термоацидофилы. Клетки архебактерий по типу организации относятся к прокариотам, но состоят из уникальных макромолекул, не встречающихся ни у эубактерий, ни у эукариот. Вероятно архебактерии – одни из древнейших на Земле.
Новая схема клеточной эволюции Уркариоты
Скачать презентацию СИСТЕМАТИКА БАКТЕРИЙ o o Систематика таксономия это
Систематика бактерий.ppt