Taxonomie prokaryot
| Stránky: | Moodle Veterinární univerzita Brno |
| Kurz: | Mikrobiologie potravin a mikrobiologické laboratorní metody 1 |
| Kniha: | Taxonomie prokaryot |
| Vytiskl(a): | Nepřihlášený host |
| Datum: | pondělí, 13. května 2024, 21.45 |
Popis
Kapitola popisuje základní pravidla taxonomie prokaryot.
Taxonomie - úvod
Taxonomie je věda zabývající se charakterizací a zařazením organismů do jednotlivých taxonomických jednotek (tzv. taxonů), a to na základě jejich vlastností a vzájemného příbuzenského vztahu. V případě taxonomie prokaryot jsou oblastní studia organismy z domén Archaea a Bacteria.
Taxonomie se skládá ze tří vzájemně propojených oblastí:
- klasifikace (uspořádání organismů do skupin na základě jejich podobnosti a příbuznosti),
- nomenklatury (přiřazování jmen taxonomickým skupinám podle mezinárodních pravidel),
- identifikace (zařazování nových izolátů do již ustavených a pojmenovaných taxonů).
- identifikovat a popisovat základní taxonomické jednotky (druhy),
- a navrhovat vhodný způsob zařazování a katalogizace těchto jednotek.
Taxonomie je tedy dynamický subjekt, který se neustále mění na základě dostupných údajů.
Taxonomická hierarchie prokaryot
Nejvyšší postavení v taxonomii prokaryot má doména, následují nižší podskupiny – kmen, třída, řád, čeleď, rod, druh a podruh.
Na rozdíl od taxonomie eukaryot se nepoužívají termíny říše a oddělení.
Obecně vžité pojmy jako spirochéty, methan oxidující bakterie, atd. nemají oficiální postavení.
Druh
Prokaryota nejsou schopna pohlavního rozmnožování a jejich fenotypové a genotypové vlastnosti mohu být velmi proměnlivé, proto je zde vymezení druhu velmi obtížné.
- jasně vymezená skupina navzájem příbuzných kmenů, zahrnujících typový kmen
- sdílející 70% a vyšší DNA-DNA homologii komplementárních párů bází
vykazující, až na výjimky, shodné fenotypové znaky a současně mající některé odlišné znaky od jiných skupin.
Nižší taxonomické jednotky - poddruh
Nižší taxonomické jednotky pod úrovní druhu představují poddruhy (lat. subspecies, zkratka subsp. nebo ssp.), které se od dalších poddruhů liší určitou fenotypovou (např. fyziologickou nebo biochemickou) vlastností, přičemž zůstává zachována vysoká DNA homologie v rámci daného druhu.
Poddruh má v nomenklatuře prokaryot oficiální postavení a je fylogeneticky validní.
Příkladem může být druh Salmonella enterica, který se dělí do šesti poddruhů.
Nižší jednotky s oficiálním postavením v taxonomii - příklad:
Nižší taxonomické jednotky - varieta
V mikrobiologické praxi se velmi často používá další typ vnitrodruhového třídění, tzv. variety. Jednotlivé variety jsou založeny pouze na vybraných „užitečných“ znacích, avšak neprokazatelných pomocí příbuznosti DNA. Variety jsou tedy skupiny kmenů daného druhu, které se rozlišují na základě speciálních charakteristik.
Variety, narozdíl od poddruhů, nemají v taxonomii oficiální postavení a jsou užitečné pouze z praktického hlediska.
Názvy variet obsahují příponu –var nebo –typ (používanější, ale méně správné označení). Třídění na úrovni variet má velký význam při epidemiologických analýzách.
Příklady variet:
- sérovar – odlišení na základě antigenních vlastností (rod Salmonella, L. monocytogenes);
- biovar – odlišení na základě biochemické či fyziologické vlastnosti;
- fagovar – odlišení na základě schopnosti kmenů být lyzovány různými bakteriofágy (rod Salmonella, Listeria monocytogenes);
- patovar – odlišení na základě patogenních vlastností pro různé hostitele.
Nižší jednotky bez oficiální postavení v taxonomii - příklad:
Vyšší taxonomické jednotky
Nejbližší vyšší taxonomickou jednotkou druhu je rod (lat. genus). Rod je obvykle dobře definovaná skupina taxonů (druhů, příp. i poddruhů), která je jasně odlišitelná od jiných rodů. Druhy a rody jsou v mikrobiologické praxi nejpoužívanější taxonomické jednotky.
Vyšší taxonomické jednotky - příklad:
Klasifikace
Cílem klasifikace je uspořádání organismů na základě jejich vzájemných vztahů a podobností do jednotlivých taxonů.
Prvním krokem klasifikace je experimentální stanovení vlastností mikroorganismu. Na základě výsledků analýzy jsou potom mikroorganismy zařazovány do jednotlivých skupin. Abychom tedy mohli mikroorganismy klasifikovat, musíme nejdříve znát jejich významné morfologické, biochemické, fyziologické, chemické, molekulárně-biologické a genetické charakteristiky.
Běžně používanou klasifikační metodou je numerická taxonomie, která díky využití počítačové analýzy umožňuje zpracování velkého množství dat z různých zdrojů (morfologické, biochemické, fyziologické, antigenní, atd.). Prvním krokem je shromažďování údajů pro klasifikované kmeny, jednotlivé charakteristiky jsou následně zakódovány a je vypočítána podobnost mezi kmeny. Zjištěná podobnost je závěrem analyzována za účelem vytvoření taxonomických struktur.
Klasifikační znaky mikroorganismů
Znaky (vlastnosti) sloužící ke klasifikaci bakterií:
- morfologické (tvar a velikost buněk, přítomnost bičíků, barvitelnost, vzhled kolonií, atd.)
- fyziologické (schopnost využívat různé zdroje živin a energie, vztah ke kyslíku, složení a funkce buněčné stěny, tvorba nebo štěpení různých sloučenin, schopnost vyvolat onemocnění jistého hostitele či schopnost existence v různých typech prostředí, atd.)
- sérologické a chemické (antigenní struktura, chemické složení buněčné stěny či buněčných struktur – peptidoglykan, kyselina teichoová, polární lipidy cytoplasmatické membrány, mastné kyseliny, atd.)
- molekulární (složení bazí nukleových kyselin, tj. poměr cytosinu a guaninu k adeninu a thyminu vyjadřovaný v procentech jako obsah C+G, primární struktura DNA, atd.)
- genetické (schopnost výměny genů transformací, transdukcí nebo konjugací)
Existuje oficiální klasifikace bakterií?
Poměrně velká část mikrobiologů používá jako „klasifikační příručku“ Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Jedná se o několikasvazkovou publikaci, poprvé vydanou v roce 1923, která je neustále aktualizována.
Každý svazek má jiný kolektiv autorů a každý rod zpracovává přední světový odborník pro uvedený rod. Manuál popisuje všechny známé bakterie a uvádí tabulky vlastností jednotlivých druhů potřebné pro jejich identifikaci.
Bakterie jsou zde do jisté míry uspořádány z taxonomického hlediska, toto rozdělení však není úplné a řada bakteriálních rodů je zařazena za nejpříbuznějšími čeleděmi.
Bergeyho manuál se dělí na jednotlivé kapitoly neboli sekce, z nichž každá zahrnuje určitou skupinu bakterií vymezenou na základě fenotypových charakteristik – barvitelnosti podle Grama, morfologie, tvorby spor, atd. Jednotlivé sekce (celkem 33) potom tvoří např. grampozitivní koky, fakultativně anaerobní gramnegativní tyčinky, spirochety, atd.
Nomenklatura
Vědecké názvy
Nomenklatura může obsahovat dvě části:
- informační či neplatné jméno (např. bacil tuberkulózy),
- vědecké jméno (Mycobacterium tuberculosis).
Vědecká jména taxonů prokaryot regulovaná nomenklatorickým kódem mají společné dvě věci:
- pocházejí z latiny nebo řečtiny, nebo jsou latinizována v té formě, aby byla snadno rozpoznatelná jako vědecké jméno;
- umožňují definovat pozici v taxonomické hierarchii.
- podstatným jménem rodu (lat. genus)
- přídavným jménem druhu (lat. species)
Vědecké názvy
V psaném textu se vědecké názvy druhu píší vždy kurzívou a s velkým počátečním písmenem v označení rodu, např. Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Lactobacillus casei, Staphylococcus aureus.
Přídavné jméno druhu začíná vždy malým písmenem, a to i v případě zkrácení rodového jména, např. Escherichia coli – E. coli, Salmonella enterica – S. enterica.
Název poddruhu se píše opět kurzívou a malými písmeny, a to mimo zkratky pro poddruh (subsp.), která se píše běžným písmem (ne kurzívou) – Salmonella enterica subsp. enterica.
Pokud v textu označujeme pouze příslušný rod bakterií, píše se za rodové jméno zkratka pro rod (spp.), která se opět píše běžným písmem (ne kurzívou) – Streptococcus spp., Vibrio spp.
Všechny názvy vyšších taxonomických jednotek než rod se píší kurzívou s velkým počátečním písmenem – např. čeleď Enterobacteriaceae, řád Methanobacteriales.
Některé bakterie, např. salmonely, jsou běžně klasifikovány až na úroveň serovarů (zkratka sv.), které se píší běžným písmem (ne kurzívou) a s velkým počátečním písmenem – např. Salmonella enterica subsp. enterica sv. Enteritidis. Mezinárodně vžitou praxí je zkracování názvů salmonel pouze na název rodu a sérotypu – např. Salmonella Enteritidis, S. Typhi.
Vědecké názvy
Vědecké názvy bakterií jsou nesklonné a vyslovují se podle pravidel středověké latiny:
- c před a, o, u, souhláskou a na konci slova se čte jako k (Leuconostoc dextranicum),
- c před e, ae, oe, i a y se vyslovuje jako c (Bacillus cereus),
- s před samohláskou uprostřed slova (uprostřed kmene slova) se čte jako z (Lactobacillus casei, Yersinia pestis), v ostatních případech se čte jako s (Saccharomyces),
- ae a oe se čte jako é (Enterobacteriaceae),
- ti, po němž následuje samohláska se čte jako ci (Serratia spp.),
- di, ti, ni se čte jako dy, ty, ny (Salmonella Enteritidis, Chlamydia spp.),
- ph se čte jako f (Staphylococcus aureus).
Informační (triviální) názvy
Triviálními (počeštěnými) názvy se obvykle označují rody a vyšší taxonomické jednotky. Tyto názvy se píší malými písmeny, běžným písmem (ne kurzívou) a mohou se skloňovat.
Mezi běžně používané patří např. salmonely, stafylokoky, streptokoky, listerie, bacily. Triviální názvy se nikdy nepoužívají s názvem druhu.
U názvů odvozených od vlastního jména osoby nebo místa se i v počeštěné formě ponechává vlastní jméno v původní podobě, ale vyslovuje se podle zvyklostí příslušného jazyka.
Příklady:
- escherichie – „ešerichie“ jsou pojmenovány po objeviteli Escherichia coli rakouském lékaři Theodoru Escherichovi
- shigely – „šigely“ po objeviteli Shigella dysenteriae japonském lékaři Kiyoshi Shigovi
- yersinie – „jersinie“ po objeviteli původce dýmějového moru Yersinia pestis francouzsko-švýcarském lékaři Alexandre E. J. Yersinovi