Importanza di filogenesi in microbiologia

L'analisi filogenetica esplora le relazioni evolutive fra gli organismi ed è le fondamenta vitali per gli studi microbici. Lo sviluppo degli alberi filogenetici affidabili è un punto importante nella caratterizzazione degli agenti patogeni nuovi e nello sviluppare i nuovi trattamenti in biomedicina.

Piastra di agar dCredito di immagine: tinydevil/Shutterstock

Organismi Prokaryotic mutevoli intorno 3 miliardo anni fa, rappresentando un periodo che ha compreso la maggior parte di cronologia di vita evolutiva iniziale. Gli studi sulle relazioni evolutive prokaryotic sono importanti per la comprensione l'origine e della differenziazione di vita su terra.

La filogenesi combinata con tassonomia crea un linguaggio universale per la comprensione ché organismo è e dove ha andato d'accordo il vasto albero della vita. Tali informazioni possono essere usate per identificare gli agenti patogeni emergenti e per mettere a punto i nuovi metodi di trattamento delle infezioni.

Filogenesi microbica iniziale

Il raggruppamento affidabile dei microrganismi e delle loro relazioni è l'un l'altro un procedimento fondamentale per tutta la ricerca microbiologica successiva. Gli studi iniziali hanno sistemato gli organismi prokaryotic nei gruppi basati sulle caratteristiche morfologiche o biochimiche.

Le analisi fra i 18th ed il secoloth mid-20 non potevano produrre un sistema di classificazione definitivo per i microrganismi che hanno riflesso le loro genealogie basate su queste caratteristiche.

L'arrivo dell'analisi molecolare ha avanzato gli studi filogenetici, specialmente le caratteristiche di sequenza del RNA ribosomiale del piccolo sottounità (rRNA di SSU).

L'esistenza di entrambi altamente conservati e le regioni variabili della molecola, con la sua presenza universale, rimpicciolisce a RNA ribosomiale dell'sottounità uno strumento importante per la determinazione della relazione evolutiva fra gli organismi.

Questo metodo di produzione delle connessioni filogenetiche è stato usato come la base primaria per la classificazione degli organismi prokaryotic e gli alberi filogenetici indicano che la maggior parte di biodiversità è microbica.

L'analisi filogenetica è stata impiegata per studiare le comunità microbiche in un intervallo degli ecosistemi compreso le profondità dell'oceano ed in host quale il microbiome umano.

Limitazioni del phylogenetics del rRNA di SSU

Gli studi che impiegano il RNA ribosomiale del piccolo sottounità come indicatore filogenetico sono limitati a causa del loro ricorso ai microrganismi coltivati e dell'utilizzazione di singolo gene definire le similarità e le differenze.

Le sequenze relativamente brevi di meno di 500 nucleotidi di lunghezza usata spesso nell'analisi filogenetica rappresentano soltanto un terzo della lunghezza totale di rRNA 16S. Molti scienziati ritengono che questo numero dei nucleotidi fornisca informazioni comparative insufficienti per un albero filogenetico accurato.

I geni distanti evolutivi del rRNA di SSU con la simile composizione nel nucleotide sono stati collocati coerente insieme vicino in alberi filogenetici, un'indicazione chiara di un metodo che non è robusto. Tali studi contano su conferma da altri indicatori filogenetici per valutare l'accuratezza dell'albero filogenetico prodotto.

Metagenomes e filogenesi

I dati di Metagenomic, il materiale genetico collettivo derivato direttamente da un campione ambientale, possono essere usati per studiare il contesto filogenetico di diversità microbica. Il metodo può campionare una vasta gamma di geni immediatamente.

Una ricostruzione filogenetica è formata dall'omologia con i genoma ordinati degli sforzi isolati.

Il costo diminuente di ordinamento le tecnologie e della capacità migliorante ordinare le promesse microbiche complete dei genoma migliorare classificazione tassonomica ed il collocamento filogenetico dei dati metagenomic, prodotto dalle famiglie del gene multiplo.

Lo sviluppo dei database di riferimento egualmente aiuterà l'assegnazione filogenetica dei dati metagenomic come più genoma sono ordinati.

I dati di Metagenomic corrente stanno usandi per rivoluzionare la ricerca sui microbi intestinali umani. Questo esempio evidenzia l'importanza di filogenesi a microbiologia per l'identificazione delle attività eseguite da una riga evolutiva di specie.

Gli studi del microbiota colico umano precedentemente hanno evidenziato la produzione esclusiva del metano ad un piccolo numero di stirpi archaeal. Il collegamento della funzionalità a filogenesi ha implicazioni importanti per l'identificazione degli obiettivi terapeutici quando la funzione correla per ospitare la salubrità.

L'identificazione corretta delle specie è quindi critica per la scelta corretta degli antibiotici o per la produzione dell'occupazione novella come probiotics.

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Last Updated: Feb 26, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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