Culture-independent genomic approaches identify credibly distinct clusters,avoid cultivation bias, and provide true insights into microbial species
Luis M. Rodriguez-R and Konstantinos T. Konstantinidis
Whether bacterial species exist as a natural unit remains an unresolved issue, one with important practical challenges, including that of correctly identifying microorganisms and diagnosing the causative agents of microbial diseases. The current bacterial species defınition is based on genetic and phenotypic distinctiveness of organisms grouped under the same name.
Claudia Libertad Ramírez García Grupo: 5868
ReplyDeleteLa evolución de vida en la Tierra a dado como resultado una gran diversidad de organismos, el ser humano para poder tener una noción cuantitativa de la vida; desde tiempos muy remotos comenzó a clasificar por características fenotípicas pero en los microorganismos las cosas son más difíciles ya existe una gran diversidad, en la actualidad la definición de especie está basada en la claridad genética y fenotípica de organismos agrupados bajo el mismo nombre. En el laboratorio hay métodos que identifican la especie bacteriana; como el 16 rRNA, el análisis de secuencia génico, hibridaciones de ADN, que conducen a dos microbios ecológicamente y genéticamente distintos hacer asignados a la misma especie. Lo anterior hace que disminuya la credibilidad de la cultivación ya que un organismo se comporta diferente en un ambiente condicionado a uno natural donde se relaciona con una población. A diferencia, si se evalúan poblaciones naturales con enfoques genómicos independientes o simplemente se utiliza la metagenómica. Los resultados serían más creíbles.
Se realizó un estudio metagenómico, en cinco lagos de agua dulce en E.U., donde se descubrió que las comunidades microbianas predominantemente están organizadas en poblaciones de secuencia discreta. Estas se hacen evidentes después de la comparación de la secuencia del genoma de un miembro de la población contra todos los organismos que coexisten en aquella misma muestra o hábitat. Los miembros de una misma proporción de población alta identidad de secuencia, varían entre 94 y 100% de identidad de nucleótidos del genoma promedio (ANI). Pero este rango depende de la edad de la población, los más jóvenes tienen una diversidad secuencial menor, los pertenecientes a una población particular muestran menos identidad genética a otras poblaciones, al contrario los miembros de poblaciones diferentes, están estrechamente relacionados, muestran una diferente abundancia, indicando que ellos ecológicamente son diferenciados. La mayoría de comunidades naturales están constituidas por poblaciones de secuencia discreta. El análisis de poblaciones de secuencia discreta conducirá a un entendimiento más completo de cómo son mantenidas, actúan recíprocamente, y se desarrollan dentro de comunidades. El análisis de poblaciones discretas de secuencia nos ayuda a reconocer varias limitaciones en el acercamiento convencional a la definición de la especie bacterial. Los miembros de una población tienden a mostrar pequeñas diferencias génicas contenidas entre ellas.
Para hacer la descripción de una nueva especie se debe tener un diagnostico fenotípico basado en técnicas bioquímicas y fisiológicas de laboratorio, pero estas no están disponibles para las poblaciones de secuencia discreta; esto podría cambiar con el estado taxonómico Candidatus el cual proporciona un medio confiable de identificar y caracterizar poblaciones sin representantes ordenados, y los valores de ANI de estas poblaciones puede ser confiablemente calculado en función de las secuencias del genoma ensamblado a partir de la metagenómica.
La gran diversidad de vida microbiana en nuestro planeta es muy diverso y suena absurdo juntar o separar todo según la forma de interpretar del ser humano, de cualquier bacteria a la cual someta a cultivo, puesto que los microorganismos se comportan de diferente manera de acuerdo al ambiente en donde estén. Lo más natural es que se analice toda la interacción que ese microbio tiene con una población. Las comunidades naturales microbianas predominantemente están compuestas poblaciones discretas de secuencia que poseen atributos esperados para la especie. Esto crea una confusión al querer unir todo ya que tienen características similares; por ello, la metagenómica puede ayudar a revelar importantes diferencias como el gen contenido o adaptaciones genómicas entre las poblaciones de secuencia discreta. Estas diferencias podrían mejor la compresión de lo que es cada especie.
Miriam Elizabeth Muñoz Cinta
ReplyDelete"Bypassing Cultivation To Identify Bacterial Species"
Dando lectura a este interesante artículo podemos decir que la definición actual de especie bacteriana se basa en el carácter distintivo genético y fenotípico de los organismos agrupados bajo el mismo nombre.
Existen muchos métodos para identificar especiales; entre ellos se encuentran los métodos estándar, 16S rRNA análisis de secuencias de genes, hibridaciones DNA-DNA (comparación de DNA hermanas) y pruebas fenotípicas en condiciones de laboratorio. Todas ellas pueden dar lugar a dos microorganismos ecológicos y genéticos distintos. Están asignados a la misma especie. Por ejemplo, la Escherichia Coli, aisladas pueden diferir hasta en un tercio de sus genomas y representan importantes patógenos y no patógenos.
Entre otras cosas que menciona el artículo se encuentra la evaluación de los organismos en su hábitat lo cual permite a uno observar patrones de diversidad naturales. La metagenómica puede proporcionar información valiosa sobre especies microbianas.
También se habla de las comunidades microbianas de secuencia discreta. A estas comunidades les hacen una comparación de la secuencia del genoma de uno de los miembros de la población frente a los de todos los organismos que coexisten en la misma muestra o hábitat y se obtiene que entre un 94 y 100% de identidad de nucleótidos del genoma media (ANI). Por lo tanto se puede decir que las poblaciones más jóvenes muestran una menor diversidad de secuencia con un 80 a 85% ANI
Pero también existen comunidades bacterianas que son semejantes entre ellos y se indica que son ecológicamente homogéneos. De lo anterior se concluye que los hábitats relacionados en condiciones similares, como los lagos de agua dulce en el sureste de Estados Unidos, no son efímeras amplificaciones, clónales de una o unas pocas células, si no que son entidades de larga duración que pueden abarcar la diversidad genética sustancial.
Además, las comunidades microbianas naturales están compuestos predominantemente de secuencia de poblaciones discretas, pero también estas comunidades tienen fluctuaciones (excepciones) .La identificación de estas excepciones ayudará a entender mejor los mecanismos ecológicos y moleculares que impulsan los patrones de diversidad de las poblaciones descritas anteriormente. Los mecanismos pueden incluir el intercambio genético entre los miembros de una población bacteriana que mantiene constante.
El análisis de las poblaciones de secuencia discreta nos ayuda a reconocer mejor varias limitaciones en el enfoque convencional para la definición de especies bacterianas como la E. coli. Pero también se encuentran varias especies nombradas que se encuentran aisladas de este análisis, como las cianobacterias y las archaeas; ya que estas no son intercambiables, a diferentes profundidades debido a las adaptaciones genómicas a intensidades en sus profundidades preferidas de luz y presiones hidrostáticas que encuentran en las profundidades.
En el artículo se dice que “esta manera más ecológica de definir las especies bacterianas que nuestro sistema actual permite, al mismo tiempo que sugiere que las técnicas analíticas modernas cultura independiente puede proporcionar una mejor manera de describir las especies.
Al describir las especies candidatas debería ser relativamente fácil para la mayoría de las poblaciones de secuencia discreta, ya que pueden ser identificados y rastreados basado en datos de la secuencia, que luego pueden proporcionar medios para el desarrollo de sondas con el que analizar la morfología celular y otras características.”
Una parte final del artículo que me gusto mucho dice que la metagenómica revela adaptaciones genómicas entre las poblaciones de secuencia discreta y pueden ayudar mejor a la hora de evaluar la actividad de las poblaciones microbianas naturales y, por tanto, en la definición de firmas especies o poblaciones de diagnóstico.
bien!
DeleteBypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
ReplyDeleteEs un problema la identificación de microorganismos causantes de enfermedades microbianas. La definición actual de especie bacteriana se basa en el carácter distintivo genético y fenotípico de los organismos. Cuando se evalúan en su hábitat permiten observar patrones de diversidad naturales y creíbles.
La meta genómica puede proporcionar información valiosa sobre especies microbianas.
Las comunidades microbianas se organizan principalmente en poblaciones de sequence- discrete. Sugiere que estas poblaciones microbianas son entidades de larga duración que abarcan la diversidad genética sustancial. Las poblaciones discrete no son raras es una mezcla de poblaciones distintas adaptadas en diferentes profundidades del mar.
Las comunidades microbianas naturales se componen predominantemente de poblaciones sequence-discrete, con excepciones. Las especies bacterianas mencionadas abarcan organismos que muestran 95% o más entre si ANI este nivel contiene la mayor diversidad de las poblaciones más antiguas recuperadas en meta genomas.
Varios patógenos codifican los mismos factores de patogenicidad y causan síntomas similares en seres humanos o adultos. Sin embargo se codifican dentro de diferentes orígenes genómicos como en el caso de varios linajes de E. Coli.
Desde el punto de vista taxonómico estas subpoblaciones de las especies marinas o las sub poblaciones de los agentes patógenos de origen animal deben asignarse a la misma especie porque se caracterizan por la misma fenotípica o propiedades metabólicas. Desde la perspectiva bacteriana no son intercambiables y cada uno ocupa nichos ecológicos diferentes.
Al describir las especies Candidatus debería ser fácil porque la mayoría de las poblaciones de sequence- discrete ser identificados y rastreados pueden proporcionar medios para el desarrollo de sondas con las que analizar la morfología celular y otras características.
Por otra parte las técnicas genómicas unicelulares podrían complementar ya que pueden recuperar la secuencia del genoma completo o casi completo de los microrganismos en estudio.
La especie Candidatus es quizá el único enfoque pragmático para la descripción de la diversidad bacteriana en la naturaleza si se amplía sistemáticamente a los microorganismos cultivados.
La meta genómica puede revelar datos importantes y diferencias gen-contenido o adaptaciones genómicas entre las poblaciones sequence-discrete. Estas diferencias podrían explicar por ejemplo el uso diferencial de los aminoácidos en las proteínas. Tales diferencias son imposibles de reproducir en el laboratorio.
Las bacterias archeas parecen formar unidades biológicas discretas similares a las eucariontes.
muy bien
DeleteReyes Díaz Jorge Luis Grupo: 5868
ReplyDeleteHoy en día existen muchos enigmas sin resolver, entre ellos esta si existen especies bacterianas como una unidad natural, sin embargo esto presenta mucho e importantes desafíos prácticos como identificar a los microorganismos con ayuda de varios procesos entre ellos el 16s y algunas pruebas fenotípicas principalmente, sin embargo distinguir a la especie en condiciones aisladas en el laboratorio no es muy confiable porque se sabe que sus propiedades fenotípicas difieren en gran medida en condiciones naturales y en condiciones del laboratorio. Por lo tanto es posible que los organismos con distintas ecologías, hábitats y genotipos se agrupen incorrectamente.
La evaluación de los organismos en su hábitat permite observar patrones naturales de diversidad y evita el sesgo de cultivo por cultivo, los enfoques genómicos independientes; la metagenómica proporciona información valiosa en especies microbianas. Los resultados en los estudios de la metagenómica han revelado que las comunidades microbianas se organizan en poblaciones discretas. Los miembros de éstas poblaciones presentan la misma secuencia genómica que oscila entre el 94 y 100%. Éste rango depende de la edad de la población. Sin embargo cuando las poblaciones están dispersas en hábitats similares, es probable que sean indistinguibles, se puede concluir esto gracia a un estudio en el río Chattahoochee, Estados Unidos.
Los hallazgos encontrados en ésta investigación sugiere que las poblaciones microbianas no son efímeras o clones de una o varias células, sino que son entidades de larga duración que pueden abarcar una gran diversidad genética sustancial. Para concluir las comunidades microbianas naturales están compuestas predominantemente de poblaciones de secuencia discreta con algunas excepciones en hábitats con otros organismos con características ecológicas únicas.
El análisis de las poblaciones de secuencia discreta ayuda a reconocer varias limitaciones en el enfoque convencional para la definición de especies bacterianas. Los miembros de éstas poblaciones muestran pequeñas diferencias de genes por lo general de 5%.
Gracias a las tradiciones de laboratorio bioquímico y fisiológico se puede diagnosticar el tipo de fenotipo que tiene una especie y así poder determinar si es nueva o no. Estos fenotipos no están disponibles para poblaciones de secuencia discreta de organismos no cultivados. Para dar nombre a estas nuevas especies se usa la taxonomía. En algunos casos las diferencias reveladas por la genómica y la metagenómica se pueden tomar como diferencias fenotípicas, y estas son adecuadas para delimitar especie.
Finalmente se pueden concluir que las comunidades microbianas naturales están compuestas de poblaciones con secuencia discreta. La discrepancia es atribuible a sesgos introducidos por los humanos y sus cultivos para un análisis de la diversidad. La metagenómica proporciona un medio fiable para evaluar las poblaciones discretas y así determinar la diversidad genética inter poblacional.
bien
Deletevargas ramirez aldo uriel
ReplyDeletegrupo 5868
Bypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
En este artículo nos comienza diciendo sobre la correcta identificación de organismos y los problemas para la clasificación de una especie.
La genética y las características fenotípicas están basadas en la definición ordinaria de las especies que son agrupados bajo el mismo nombre. A si mismo los métodos utilizados para identificar especies bacterianas y con esto se incluye el gen rRNA , 16S, análisis de secuenciación y análisis fenotípicos se puede llevar a que dos distintos tipos de microorganismos uno ecológico y uno genético sean asignados a la misma especie.
Todo esto es muy conflictivo ya que plantea un problema con cualquier sistema con la intensión de asignarles a los microorganismos un grupo taxonómico. Ver su hábitat permite observar los patrones de diversidad y nos da información valiosa de las especies microbianas.
Algunos estudios confirmaron que las poblaciones microbacterianas se organizan en “poblaciones de secuencia discreta” ya que se descubrió que los miembros de una población comparten la secuencia de su genoma. Pero esto no significa que no sean efímeras, si no muy por lo contrario son entidades longevas y con una gran diversidad genética.
Gracias a la secuencia discreta nos ayuda a reconocer las limitaciones y definir las especies bacterianas.
Para la definición de una especie dependerá de un diagnostico fenotípico basado en temas de laboratorios bioquímicos y fisiológicos. Pero estos diagnósticos de fenotipos no pueden ser aplicados para las poblaciones de secuencia-discreta. El estatus taxonómico propone que las especies de secuencia-discreta podrían ser candidatos para dar nombre a las especies. Hasta que ecológicamente exista un aislamiento apropiado para las propiedades fenotípicas.
bien aunque corto
DeleteIdentificación de especies bacterianas
ReplyDeleteLa determinación de especies bacterianas, están limitadas por diferentes factores; se ocasiona una falla de la interpretación de la información que se obtiene. Para definir una especie de bacteria, es necesario recurrir a la genética y a la observación de características fenotípicas agrupadas. Sin embargo los métodos que se llevan a cabo en condiciones de laboratorio no son tan efectivos después de todo, ya que puede llevar a dos microorganismos distintos a ser asignados de la misma especie.
Otro límite importante para poder clasificar a las bacterias es que dichas pruebas en laboratorio puede variar notoriamente a las condiciones naturales de los microorganismos.
Durante los últimos cinco años, con estudios de metagenóma se ha logrado observar que las bacterias se organizan en una secuencia de población discreta. Los miembros de una población tienden a mostrar abundancias similares entre sí mismos (de acuerdo a la lectura metagenómica) esto indica que son ecológicamente similares; se logran mantener las poblaciones que se dispersan en hábitats parecidos.
Las poblaciones microbianas naturales están constituidas por secuencias discretas, que se encuentran en hábitats que experimentan fluctuaciones frecuentemente o con organismos con características ecológicas únicas. Esto ayuda a entender mejor los mecanismos moleculares que conducen a la diversidad de las poblaciones, estos mecanismos pueden ser la reproducción bacteriana y el intercambio de material genético, por otro lado está el papel ecológico.
El análisis de la secuencias discreta de población ayuda a reconocer mejor varias limitaciones para definir a las distintas clases de microorganismos ya que diferentes miembros de una misma población pueden presentar variaciones en el contenido genético. Mientras tanto algunas especies nombradas están adaptadas a vivir en diferentes hábitats como el Procholoroccus fotosintética marina (cianobacterias), es probable que realice el mismo metabolismo en las diferentes profundidades en las que habita (basado en el estudio de metagenoma). Sin embargo sus poblaciones son de secuencias discretas y por lo tanto no intercambiables a diferentes profundidades debido a adaptaciones la intensidad de luz y presión hidrostática.
Para describir a una nueva especie depende en parte de tener un fenotipo diagnosticado en técnicas de laboratorio bioquímico y fisiológico. Estos fenotipos no están disponibles para las poblaciones discretas de organismos sin cultivar.
Los datos de metagenómica pueden revelar importantes diferencias en el contenido genético o adaptaciones entre las poblaciones de secuencia discreta; esto puede explicar las variaciones fenotípicas.
bien
DeleteMontserrat Vázquez Trejo Grupo: 5868
ReplyDeleteBypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
El artículo comienza explicando que, uno de los problemas a los cuales se ha enfrentado la ciencia es a la identificación de los microorganismos y el diagnóstico de los agentes causantes de enfermedades microbianas. Se han utilizado métodos la secuencia del gen 16S, hibridaciones ADN-ADN y pruebas fenotípicas para poder identificar las diferentes especies; el problema es que puede conducir a dos microorganismos ecológica y geneticamente distintos que se asignan a una misma especie.
Científicos se dieron cuenta de que las comunidades microbianas se organizan principalmente en las poblaciones de secuencia discreta; y que los miembros de un mismo hábitat podían llegar a compartir un material genético de 94 a 100%. Es difícil imaginar que varias bacterias puedan tener un mismo material genético; y que además, otros descubrimientos sugirieron que estas colonias llegan a tener una larga vida que puede abarcar una variedad de genes. También habla sobre las comunidades microbianas que están compuestas por poblaciones discretas, con excepciones en los hábitats que se someten a frecuentes cambios o para los organismos con características ecológicas únicas. La identificación de estas excepciones ayudará a entender mejor los mecanismos ecológicos y moleculares que provocan la diversidad de las poblaciones.
Con ayuda de la metagenómica, se puede tomar una muestra extraer el DNA requerido y secuenciarlo para que en bases de datos sea identificado. El problema se presenta al momento de clasificar ya que para la taxonomía estas subpoblaciones, deben ser asignadas a la misma especie, debido a su misma fenotípica o propiedades metabólicas. Pero en las bacterias cada una ocupa un lugar ecológico diferente.
Finalmente podemos concluir que a través de la metagenónica y la ANI (identidad de nucleótidos promedio) proporcionan un medio fiable para la evaluación de poblaciones discretas y determinar el nivel de diversidad genética.
bien!
DeleteBypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
ReplyDeleteIbarra Madrigal Stephanie Karina Grupo 5868
Este artículo nos habla acerca de los microorganismos con una diversidad importante porque aunque a veces a simple vista no lo vemos la vida desde una vista microscópica conlleva una gran importancia y abundancia porque gracias a estos pequeños microorganismos la vida es posible
Para comenzar nos dice que aproximadamente más del 88% de los aislamientos microbianos corresponden a 4 tipos siendo las Firmicutes, Bactetoides, Protobacterias y Actinobacterias.
También se resalta él porque es imposible cultivar filos de bacterias en un medio como un laboratorio, por lo cual se utiliza la genómica unicelular para estudiar a la materia oscura. Gran parte de estos microorganismos no se obtuvieron de un cultivo puro, las comunidades microbianas naturales se componen predominantemente de poblaciones sequence-discrete, con excepciones. Las especies bacterianas mencionadas abarcan organismos que muestran 95% o más entre si ANI este nivel contiene la mayor diversidad de las poblaciones más antiguas recuperadas en meta genomas.
Del mismo modo existen especies aisladas como las archaeas y las cianobacterias debido a que a distintas profundidades varean debido a sus adaptaciones genómicas.
En conclusión la vida microbiana es de suma importancia para la tierra debido a su gran diversidad y aunque quizá el humano no le da la importancia adecuada es importante el estudio de los microorganismos, siendo la metagenómica que ayuda a entender mejor las adaptaciones de las poblaciones con secuencia discreta, la diversidad de cultivos, la diversidad genética, entre otras.
no muy profundo...leer con mas cuidado
DeleteNombre: Castellanos Montiel María José
ReplyDeleteGrupo: 5868
Ensayo
Rodriguez, Luis and Konstantinos. Bypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
En este texto se explica como la metagenómica se enfoca en la identificación de distintos racimos bacterianos, evitando los errores característicos de la identificación por medios de cultivo y nos provee de ideas más certeras acerca de las especies microbianas.
La identificación de microorganismos así como el diagnóstico de los agentes causantes de enfermedades microbianas es aun un problema en la actualidad. La definición actual de especie bacteriana se encuentra basada en distintivos genéticos y fenotípicos de organismos agrupados bajo el mismo nombre. Sin embargo, los métodos de identificación de especies bacterianas, incluyendo el análisis de la secuencia del gen 16S rRNA, las hibridaciones DNA-DNA y las pruebas fenotípicas hechas bajo condiciones específicas en el laboratorio nos pueden conducir hacia dos organismos que, ecológica y genéticamente diferentes, pueden ser asignados a la misma especie.
Otra limitación importante al momento de intentar identificar una bacteria es que las condiciones recreadas en los laboratorios pueden diferir de las condiciones naturales en las que ésta se encuentra. Afortunadamente, después de ciertas investigaciones, se encontró que la evaluación de microorganismos en su hábitat permite una observación de sus patrones de diversidad de una forma más creíble. Por todo lo anterior, los metagenomas son una excelente opción capaz de proveer ideas más certeras acerca de las especies microbianas.
Con la utilización de los metagenomas se descubrió que las comunidades microbianas se hallaban organizadas en secuencias poblacionales discretas, es decir, que miembros de la misma población comparten un alto porcentaje de parecido entre sus genomas; entre el 90 y el 100% de ANI (identidad promedio de nucleótidos). También, existen excepciones (secuencias poblacionales no discretas), aunque son muy pocas, que se relacionan con poblaciones sujetas a fluctuaciones constantes que las hacen mezclarse con otras o con organismos que tienen características ecológicas únicas.
Estoy convencida de que los metagenomas son un método excelente para identificar a las especies microbianas porque las bacterias viven en nichos ecológicos que las definen y no viven aisladas unas de otras. Por lo anterior, es lógico pensar que al tomar en cuenta a un microorganismo por separado, asilado de su comunidad, se formen ideas erróneas sobre éste. Me parece indispensable tratar de clasificar a los organismos que no son capaces de cultivarse en un laboratorio, aunque la clasificación sea temporal hasta que puedan generarse las condiciones que permitan un estudio más directo. Sin embargo, me parece que el metagenoma es un método por demás certero.
muy bien!!!
DeleteMartínez Palestino Andrea
ReplyDeleteBiología de Procariontes
Grupo: 5868
Rodeando cultivos de bacterias para identificar especies
Existe un gran problema en la identificación correcta de microorganismos y el diagnóstico de enfermedades microbianas, ahora lo hacemos genéticamente y fenotípicamente. Lo que conocemos ahora de las bacterias es mediante pruebas de laboratorio y estas cambian drásticamente fuera de su ambiente y condiciones naturales. Así que no podemos tener representaciones verdaderas de poblaciones naturales, esto causa que se agrupen incorrectamente bacterias con distintas ecologías.
Los estudios metagenómicos nos muestran que las comunidades microbianas están organizadas principalmente en poblaciones discretas. Las mismas poblaciones tienen una alta secuencia de identidad genómica de un 94 a 100% a esto se le conoce como promedio de identidad de nucleótidos, este rango depende de la edad de la población. Si es joven disminuye la diversidad, poblaciones particulares tienen menos identidad genética con otras poblaciones coocurriendo. Cuando poblaciones están siendo dispersas en hábitats similares permanecen indistintas,
Las comunidades microbianas naturales están compuestas de poblaciones con secuencias discretas salvo los organismos que tienen ecologías únicas. Al identificar esas excepciones es más fácil comprender los patrones de la ecología, mecanismos moleculares como el intercambio genético entre miembros de ciertas poblaciones bacterianas así como entender como se mantienen, interactúan y evolucionan.
Miembros de una población tienden a mostrar un menor diferencias genéticas entre ellos, en cambio muchas especies clasificadas se han nombrado por sus adaptaciones para vivir en distintos hábitats sin embargo, existen organismos de diferentes unidades biológicas con el mismo metabolismo pero sus genes no son intercambiables, por ejemplo las Procholorococus marinus (Cianobacteria) y la Thaumarchaeota (Archaea).
Para describir nuevas especies se toma en cuenta el fenotipo y el genotipo. Los diagnósticos fenotípicos no están disponibles para poblaciones con secuencias discretas de organismos no cultivados, es en esos casos cuando se utiliza el termino Candidatus para facilitar la comunicación entre científicos sobre las especies que siguen esperando un nombre hasta que se les encuentren características relevantes.
bien!!
DeleteEnsayo a partir de la lectura del artículo: Luis M. Rodríguez y Konstantinos T. Konstantinidis, Bypassing Cultivation To Identify Bacterial Species Microbe, Vol. 9, Num. 3, 2014, p. 111-118.
ReplyDeleteEl planteamiento de este artículo tiene que ver con la pregunta de, ¿cómo volver más precisa la identificación de las bacterias en cuanto a sus características filogenéticas, fenotipos (contenido y expresión de sus genes), pero sobretodo saber acerca de su función e interacción con otros microorganismos en el medio donde se encuentran?.
Este artículo es una disertación de las ventajas de preferir hacer un análisis metagenómico “in situ” utilizando la técnica de ANI (average nucleotide identity), cuando se está trabajando con procariontes, en lugar de las técnicas tradicionales de cultivo en laboratorio, aún con las técnicas más utilizadas como hibridación de DNA-DNA, análisis de la secuencia 16S rRNA y pruebas fenotípicas.
Una ventaja de hacer pruebas y análisis metagenómicos a los microorganismos en su habitat “in situ” es que se pueden observar diferencias en los genes y los patrones de diversidad. Por ejemplo, en la taxonomía actual los microorganismos de la especie Thaumarchaeota, se los tiene agrupados con el mismo nombre, aún siendo diferentes en el uso de los aminoácidos para sobrellevar la presión hidrostática. El análisis metagenómico permitiría observar las diferencias.
Los argumentos que dan los autores, están sustentados, sobretodo en estudios que hicieron por cinco años, de metagenomas de comunidades de microorganismos que están organizados en poblaciones con secuencias diferenciadas, de lagos del sureste de E.U. que se conectan por el río Chattahoochee. Verificaron que comparten entre el 94 al 100% de identidad de nucleótidos. Las poblaciones más jóvenes tienen menos diversidad en su secuencia. Cuando las condiciones ambientales son similares, en habitats conectados, se encuentra el mismo tipo de poblaciones. Encontraron que esas poblaciones no son efímeras, si no que llevan largo tiempo en ese medio con intercambio genético, con lo que han alcanzado gran diversidad genética. En el caso de que las poblaciones no tengan secuencias diferenciadas notaron que son comunidades efímeras que se han creado por perturbaciones ambientales.
Los autores apoyan la idea de que la clasificación taxonómica de las bacterias, hoy día, no es precisa a la hora de nombrar una especie, porque los científicos se están basando sólo en los fenotipos y en las propiedades metabólicas de los microorganismos. Con que las bacterias compartan estas características les basta para nombrarlas igual, sin importar que a las bacterias no les da lo mismo vivir en un nicho que en otro; describen el ejemplo de las cianobacterias, con el mismo nombre Prochlorococcus, que viven en diferentes profundidades del mar, las cuales no intercambiarían su ubicación, las que viven a mayor profundidad, no irían a vivir a la superficie. Entonces, para ellos, lo que hoy se define como una misma especie, encuentran que debido a su vida en un nicho ecológico diferente, podrían resultar ser varias y diferentes especies.
Otra desventaja de los cultivos en laboratorio es que no todas las bacterias son cultivables, además no se pueden imitar las condiciones reales físicas, químicas, de interrelaciones y las bacterias presentan un comportamiento inexacto, con sesgo en los resultados por los cambios causados por la intervención humana que todavía desconoce como crearles su ambiente.
bien!!
DeleteBypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
ReplyDeleteValadez Ibarra Rocío Samantha 5868
En éste artículo nos hablan sobre la correcta identificación de microorganismos, los problemas a los que se enfrentar para clasificar a una especie. La definición ordinaria de las especies está basada en la genética y las características fenotípicas de los organismos que son agrupados bajo el mismo nombre. Sin embargo, los métodos estándares utilizados para identificar especies bacterianas, incluyendo el gen del rRNA 16S, análisis de la secuencia, hibridaciones ADN-DNA, y análisis fenotípicos bajo condiciones de laboratorio, puede llevar a que dos distintos tipos de microorganismos uno ecológico y uno genético sean asignados a la misma especie.
Todo esto plantea un gran problema para cualquier sistema con la intensión de asignar a los microorganismos un grupo taxonómico. En cambio evaluar en su hábitat permite observar los patrones de diversidad que nos puede proporcionar información valiosa de las especies microbianas.
Estudios demostraron que las comunidades microbacterianas se organizan en “poblaciones de secuencia-discreta”. Ya que se descubrió que miembros de la misma población, comparten en gran parte la secuencia de su genoma. Esto no significa que dichas poblaciones microbacterianas sean efímeras, ni mucho menos clonaciones amplificadas de una a o varias células, muy por el contrario, son entidades longevas y con gran diversidad genética.
Analizar las poblaciones de secuencia-discreta nos ayuda a reconocer mejor varias limitaciones en el tema de definir las especies bacterianas.
Describir una nueva especie depende en gran parte de tener un diagnostico fenotípico basado en temas tradicionales de laboratorio bioquímicos y fisiológicos, así como una genética de carácter distintivo. Por lo tanto, estos diagnósticos típicos de fenotipos, no puedes ser aplicados para las poblaciones de secuencia-disceta. El estatus taxonómico “Candidatus” da una solución a este asunto. Proponiendo que las poblaciones de secuencia-discreta, podrían ser los candidatos adecuados para dar nombres a las especies hasta que ecológicamente exista un aislamiento apropiado para las propiedades fenotípicas.
La descripción de especies nuevas deben ir acompañadas por sus valores de conexidad ANI o AAI y abundancia relativa de la población y la persistencia con el tiempo in situ, evaluada por metagenómica u otra técnica independiente de la cultura.
Los datos metagenómicos pueden revelar las diferentes adaptaciones genómicas que tienen las poblaciones de secuencia-discreta y así explicar la importancia de los diferentes fenotipos que hay en un sitio determinado.
bien!!
DeleteEn la actualidad, se tienen varios problemas con la identificación de microorganismos y de gentes patógenos. La clasificación bacteriana se basa en características genéticas y fenotípicas, agrupados con nombres iguales, a pesar de los métodos de identificación como el análisis de secuencia del 16s, análisis de ADN, pruebas fenotípicas, etc., se puede llegar a tener organismos ecológica y genéticamente distintos asignados a una misma especie.
ReplyDeleteOtra limitante para para la distinción de especies bacterianas es que en los aislamientos bacterianos se difiere mucho en las condiciones naturales en las que se encuentran las especies. Una evaluación de los organismos en su habitad permite observar los patrones de diversidad natural, y estos resultados serán más creíbles.
Gracias a un estudio metagenómico de gran escala se descubrió que las comunidades microbianas predominantes están organizadas en secuencias poblacionales discretas. Los miembros que están dentro de una misma población con alta identidad de secuencia, comparten una identidad de nucleótidos en el genoma (ANI) que oscila entre el 94 y 100%. Este rango depende de la edad que tenga la población, puesto que las poblaciones más jóvenes muestran una menor diversidad de secuencia. Las únicas que no tienen una secuencia poblacional discreta son aquellas que tienen ecologías particulares.
La clasificación de bacterias debería basarse en los estudios metagenómicos como en ANI y no en los estudios típicos, los cuales nos llevan a clasificaciones erróneas, en cambio los estudios metagenómicos nos llevan a resultados más precisos y nos reduce el margen de error.
Chávez Gómez Francisco
Grupo 5868
bien
DeleteBypassing cultivation to identify bacterial species
ReplyDeleteLa evolución de la vida a dado como resultado una mayor diversidad de organismos, el ser humano para poder tener una noción de la vida, desde los tiempos remotos comenzó a clasificar por características fenotípicas, sin embargo en el micro organismos es más difícil, por la existencia de una mayor diversidad. En la actualidad la palabra “especie” está basada en la claridad genética y fenotípica de organismos agrupados bajo el mismo nombre.
En los laboratorios hay métodos que identifican la especie bacteriana, por ejemplo; el 16 rRNA, el análisis de secuencia génico, hibridaciones de ADN, estos conducen a dos microbios ecológicamente y genéticamente distintos hacer asignados a la misma especie. Por lo que hace que disminuya la credibilidad de la cultivación ya que un organismo se comporta diferente en un ambiente determinad a donde se relaciona con su población, se evalúan poblaciones naturales con enfoques genómicos independientes, en los que se utiliza la metagenómica.
Las comunidades microbianas naturales están compuestos de secuencia de poblaciones discretas, pero también estas comunidades tienen fluctuaciones .La identificación de estas excepciones ayudará a entender mejor los mecanismos ecológicos y moleculares que impulsan los patrones de diversidad de las poblaciones, sus mecanismos pueden incluir el intercambio genético entre los miembros de una población bacteriana que se mantiene constante.
El análisis de las poblaciones (de secuencia directa) ayuda a reconocer limitaciones desde un enfoque para la definición de bacterias (como la E. coli), a la vez se pueden encontrar varias especies que se encuentran aisladas (cianobacterias y las archeas), ya que no son intercambiables en diferentes profundidades debido a sus adaptaciones y a la presión hidrostática. Por otra parte las técnicas genómicas unicelulares se podrían complementar, ya que pueden recuperar la secuencia del genoma completo o casi completo de los microrganismos en estudio para su mejor aprovechamiento.
La genómica puede revelar datos importantes y diferencias gen-contenido o adaptaciones genómicas entre las poblaciones. Estas diferencias podrían explicar el uso diferencial de los aminoácidos en las proteínas. Puesto que la ciencia ha ido avanzando lo más probable es que tarde o temprano la genómica encuentre un punto donde lo desconocido ya no lo sea.
Las bacterias en su ambiente natural son difíciles de clasificar, actualmente las clasificaciones se basan en genética fenotípica pero esto conduce a dos diferencias, genéticas y ecológicas. Es decir que a pesar de ser la misma especie son diferentes las del laboratorio y las del ambiente natural. Se analizará entonces el porqué de la diversidad en bacterias en vida libre y su semejanza con las conocidas.
ReplyDeleteExiste un límite importante al determinar los patrones en común de diversas poblaciones, lo cual es difícil si no que imposible, dado que sus características son diferentes respecto de cada ambiente. Se puede contrastar esto con el uso de técnicas moleculares como la metagenómica que proporciona una valiosa información de los patrones de diversidad.
Sin embargo en las poblaciones bacterianas se mantienen una relación de secuencia discreta de entre el 94 a 100% de identidad en nucleótidos. Pero por otra parte se ha demostrado menor diversidad de secuencia entre poblaciones jóvenes, menores de 80-85% Sin embargo se mantienen diferencias abundantes, lo que indica que son ecológicamente diferenciables.
En poblaciones separadas se observan mismos patrones, si están en medios similares. Si las comunidades microbianas se componen de poblaciones discretas, exceptuando los hábitats sometidos a fluctuaciones constantes, como el mar, esto ayuda a entender los mecanismos ecológicos y moleculares que impulsan los patrones de diversidad, que aunados al intercambio genético, podrían explicar cómo se mantienen, interactúan, y evolucionan, las comunidades bacterianas
Las identificaciones poblacionales por metagenómica y las especies convencionales muestran un 95% de identidad en promedio. Los integrantes de las poblaciones muestran pequeñas diferencias de genes entre sí, menos del 5%. Por lo contrario dos especies de diferentes hábitats que son semejantes en metabolismo no pueden ser intercambiadas de medio debido a las adaptaciones genómicas.
La metagenómica nos ayuda a conocer cómo viven las bacterias, es decir las interacciones internas en un ecosistema. Se demuestra que existe un intercambio genético que puede ocasionar diversidad en la población, pero que además significa una evolución conjunta. Y eso explica el porqué de las diferencias en las bacterias aisladas de su medio natural, el porqué de que sean tan diversas y de que aprendan mecanismos nuevos para sobrevivir; y sigan siendo muy semejantes a los del medio natural.
Bypassing Cultivation To Identify Bacterial Species
ReplyDeleteEl articulo aborda los temas de la importancia de clasificación en las bacterias, existen métodos en los cuales es importante incluir el 16 rRNA para poder obtener el análisis de su secuencia genética, hibridaciones de ADN DE ADN, y pruebas fenotípicas.
La mayor parte del tiempo la clasificación de las especies microbianas se ha basado en los caracteres distintivos genéticos y fenotípicos, esto provoca muchas veces errores al querer identificar cuáles son las causantes patógenos de las enfermedades.
La Metagenomica ayuda a proporcionar confiablemente fragmentos y ANI para evaluar la secuencia en las poblaciones discretas y determinar el nivel de diversidad genética. Nuevas descripciones de especie debería ser comparadas por medio de este método, por su ANI conocerán los valores relacionados, y la abundancia demográfica.
El estudio metagenómico, que se realizo en los 5 lagos de agua dulce que se unen el Río Chattahoochee, logro revelar que las comunidades microbianas predominantemente están organizadas en poblaciones de secuencia discreta. Estas se hacen evidentes después de la comparación de la secuencia del genoma de un miembro de la población contra todos los organismos que coexisten en aquella misma muestra o hábitat. El volumen de microbio 9, número 3, 2014 • 111 y el genoma del 100 % hace un promedio de la identidad de nucleótido (ANI). Esto solo depende de la edad de la población, los más jóvenes tienen una diversidad secuencial menor, los pertenecientes a una población particular muestran menos identidad genética a otras poblaciones.El propósito de realizar esto es obtener un acercamiento a la definición de la especie, basada en la claridad genética y fenotípica. El acercamiento se da mediante la evitación de la cultivación evaluando poblaciones.las comunidades que se encuentran al natural normalmente predominan una población de secuencia discreta a comparación de otras encontradas en habitas construidos.
Algunos de los patógenos que ya han sido observados, han visto que codifican los mismos factores patógenos que algunas veces causan síntomas en los seres humanos. El problema es que se codifican dentro de diferentes orígenes genómicos como E. Coli ya que se piensa que taxonómicamente es muy similar a las que se encuentran en el fondo marino, ya que se clasifican por su metabolismo o el fenotipo.
Para ayudar a mejorar las diferencias entre poblaciones y especies la taxonomía da nombre a las especies de secuencia discreta para de esta manera tener un orden, pero realmente se deberían de basar en nombrarlas por medio de un aislamiento ecológico natural y de esta manera quizás la metagenómica daría a conocer las adaptaciones que existe entre poblaciones.
Arelhy Méndez Osorio 5868
bien!!
DeleteBien
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