Систематика бактерий СПб ГУ 2012 План n

Систематика бактерий СПб. ГУ 2012

План n 1. Классические критерии систематизации прокариот n 2. Главный современный критерий систематизации прокариот n 3. Три домена живой природы

Этапы формирования теории существования прокариот n 1925 г. n термин "прокариоты" (рrokaryota) для объединения различных форм неядерных микроорганизмов. n 1962 г. n Р. Стейннер и К. Ван Ниль n сформировали теорию существования прокариот

Систематика (классификация) бактерий n Разделение на группы с учетом ряда признаков: морфологических, биохимических, физиологических и т. д. . n Пример: прокариоты и эукариоты – дихотомическое ветвление эволюционного дерева

Классические критерии систематизации прокариот n Критерии сравнительно-морфологического n n n подхода: 1. Морфологические свойства: форма и размеры бактерий (кокки, палочки, вибрионы, извитые формы). 2. Характер взаимного расположения клеток (диплококки, цепочки, группы, пакеты, хаотично). К концу XIX века появились новые критерии: 3. Биохимические свойства. 4. Физиологические свойства.

Идентификация бактерий по Д. Берги D. Bergey n 1923 г. - новый определитель бактерий Д. Берги. n Точное описание бактерий и порядок проведения исследований для их идентификации. n В 1948 г. - номенклатурный кодекс бактерий, в основе - бинарная номенклатура Карла Линнея (1707 -1778 «Система природы» ). n 9 выпусков определителя Д. Берги. n не содержится ключей для определения филогенетического, т. е. эволюционного родства бактерий!!!

Схема идентификации бактерий n Основана на совокупности признаков, которыми обладают все представители данной группы. n Для построения схемы идентификации выбирают признаки, которые легко определить: n Напр. фенотипические признаки.

Главный современный критерий систематизации прокариот n Главный критерий, определяющий таксономическое положение бактерий эволюционное родство. n Источник информации об эволюционном происхождении бактерий последовательность нуклеотидов в 16 S р. РНК – малой субъединице рибосомы бактерий. n Молекулярный маркер предложен Карлом Возом (K. Woese).

Бактериальная рибосома 70 S n Состоит из малой субъединицы 30 S и большой n n субъединицы 50 S. Включает 55 белков и 3 разновидности р. РНК: 5 S, 16 S, 23 S. К. Воз выбрал участки р. РНК наиболее оптимальной длины: 16 S р. РНК =~1500 нуклеотидов (не очень большой и не очень короткий). n (S - единица Сведберга или константа седиментации) n В 16 S р. РНК жеcткие консервативные участки перемежаются с вариабельными. n Сравнивая количество несоответствий, высчитывают коэффициент соответствия и строят диаграмму.

Экстремофильные прокариоты n. Карл Воз: n создал базы данных по строению 16 S р. РНК для n n бактерий и экстремофилов: термофильные бактерии – при высоких температурах, психрофильные бактерии –при низких температурах, галофильные бактерии – при высоким содержании Na. Cl, ацидофильные бактерии – при низких значениях р. Н.

Археи n. Карл Воз: n отметил, что у микроорганизмов, обитающих в экстремальных условиях, очень незначительное родство с большинством бактерий. n предложил выделить экстремофильных прокариот в отдельную группу и ввести термин «археи» n Таким образом эволюционное дерево из дихотомического стало трихотомическим.

Три домена живой природы 3 основные эволюционные ветви назвали доменами Археи (архебактерии) Эубактерии Эукариоты (водоросли, простейшие, грибы)

Отличие археев от бактерий (архебактерий от эубактерий) n 1. По строению клеточной стенки (нет муреина – n n n устойчивость к АБ). 2. Особый жгутик. 3. Комплекс транскрипции (РНК-pol) эукариотического типа. 4. У археев в геноме есть гистоноподобные белки. 5. Никогда не вызывают заболеваний. 6. В настоящее время стали известны археи, приспособленные к существованию в организме человека.

Теория симбиогенеза n Первичные клетки (проклетка – прогенот) n Пурпурные бактерии Формирование митохондрий n Цианобактерии Формирование пластид

Схема эволюции органического мира на основе теории симбиогенеза Первичные клетки (проклетка - прогенот) Пурпурные бактерии Цианобактерии Формирование эукариотической клетки Эндосимбиоз с ядерными клетками Одноклеточные грибы Одноклеточные простейшие Многоклеточные животные Многоклеточные грибы Одноклеточные водоросли (зелёные, красные) Многоклеточные водоросли Беспозвоночные Высшие растения Позвоночные Царство Грибы Царство Животные Царство Растения

Современная систематика бактерий Три домена: 1 - эукариоты и 2 и 3 - прокариоты: 2 - археи и 3 - эубактерии Филы (группы микроорганизмов, объединенных общим родством) секции субсекции рода кластеры виды штаммы

Серологические свойства бактерий n Огромное значение для идентификации МО при постановке диагноза: n Реакция агглютинации на стекле n Иммунофлуоресцентные методики n высоко специфичны n Для классификации имеют ограниченное значение