Importância da filogenia na microbiologia

A análise filogenética explora os relacionamentos evolucionários entre organismos e é uma fundação vital para estudos microbianos. A revelação de árvores filogenéticas seguras é uma etapa importante em caracterizar os micróbios patogénicos novos e em desenvolver tratamentos novos na biomedicina.

Placa de ágar de exame do microbiologista das bactérias cor-de-rosaCrédito de imagem: tinydevil/Shutterstock

Organismos Prokaryotic evoluídos ao redor 3 bilhão anos há, representando uma época que incluísse a maioria da história de vida evolucionária adiantada. Os estudos de relacionamentos evolucionários prokaryotic são importantes para compreender a origem e a diversificação da vida na terra.

A filogenia combinada com a taxonomia cria uma língua universal para compreender que organismo é e onde cabe na árvore de vida larga. Tal informação pode ser usada para identificar os micróbios patogénicos emergentes e para desenvolver métodos novos de tratar infecções.

Filogenia microbiana adiantada

O agrupamento seguro dos micro-organismos e dos seus relacionamentos é entre si um processo fundamental para toda a pesquisa microbiológica mais atrasada. Os estudos adiantados arranjaram organismos prokaryotic nos grupos baseados em características morfológicas ou bioquímicas.

As análises entre os 18th e o séculoth mid-20 eram incapazes de produzir um sistema de classificação definitivo para os micro-organismos que reflectiram suas árvore genealógicas baseadas nestas características.

O advento da análise molecular avançou estudos filogenéticas, particularmente as características da seqüência do RNA ribosomal da subunidade pequena (rRNA de SSU).

A existência de ambos conservados altamente e as regiões variáveis da molécula, junto com sua presença universal, fazem a RNA ribosomal da subunidade pequena uma ferramenta importante para determinar o relacionamento evolucionário entre organismos.

Este método de produzir conexões filogenéticas foi usado como a base preliminar classificando organismos prokaryotic e as árvores filogenéticas mostram que a maioria da biodiversidade é microbiana.

A análise filogenética foi empregada para estudar as comunidades microbianas em uma escala dos ecossistemas que incluem profundidades do oceano e nos anfitriões tais como o microbiome humano.

Limitações do phylogenetics do rRNA de SSU

Os estudos que empregam o RNA ribosomal da subunidade pequena como um marcador filogenética são limitados devido a sua confiança em micro-organismos cultivados e à utilização de um único gene definir similaridades e diferenças.

As seqüências relativamente curtos de menos de 500 nucleotides de comprimento usados frequentemente na análise filogenética representam somente um terço do comprimento total do rRNA 16S. Muitos cientistas acreditam que este número de nucleotides fornece a insuficiente informação comparativa para uma árvore filogenética exacta.

Os genes distantes evolucionários do rRNA de SSU com composição similar do nucleotide foram colocados consistentemente perto junto nas árvores filogenéticas, uma clara indicação de um método que não fosse robusto. Tais estudos confiam na corroboração de outros marcadores filogenéticas para avaliar a precisão da árvore filogenética produzida.

Metagenomes e filogenia

Os dados de Metagenomic, o material genético colectivo derivado directamente de uma amostra ambiental, podem ser usados para estudar o contexto filogenética da diversidade microbiana. O método pode provar uma vasta gama de genes imediatamente.

Uma reconstrução filogenética é formada da homologia com genomas arranjados em seqüência de tensões isoladas.

O custo de diminuição de arranjar em seqüência tecnologias e a capacidade de melhoramento arranjar em seqüência promessas microbianas completas dos genomas de aumentar a classificação taxonomic e a colocação filogenética de dados metagenomic, produzida das famílias do gene múltiplo.

A revelação de bases de dados de referência igualmente ajudará à atribuição filogenética de dados metagenomic como mais genomas são arranjados em seqüência.

Os dados de Metagenomic estão sendo usados actualmente para revolucionar a pesquisa em micróbios intestinais humanos. Este exemplo destaca a importância da filogenia à microbiologia para identificar as actividades executadas por uma linha evolucionária de espécie.

Os estudos do microbiota relativo ao cólon humano têm destacado previamente a produção exclusiva do metano a um pequeno número de linhagens archaeal. O ligamento da funcionalidade à filogenia tem implicações importantes para a identificação de alvos terapêuticos quando a função correlaciona para hospedar a saúde.

A identificação correcta da espécie é conseqüentemente crítica para a escolha correcta dos antibióticos ou para produzir o emprego novo como o probiotics.

Fontes:

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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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