Classificação e Taxonomia Bacteriana

A classificação e taxonomia bacteriana é a disciplina de nomear bactérias e organizá-las em um sistema hierárquico que reflete suas relações. A sistemática bacteriana moderna é polifásica e filogenética: combina evidências fenotípicas, quimiotaxonômicas e genômicas, com comparações de RNA ribossômico e sequências de genoma completo fornecendo a espinha dorsal de uma classificação natural.

Definition

A taxonomia bacteriana é a classificação sistemática, nomenclatura e identificação de bactérias, na qual os organismos são agrupados em táxons hierárquicos com base na similaridade fenotípica, quimiotaxonômica e genômica e na relação evolutiva.

Scope

Este tópico abrange os princípios pelos quais os táxons bacterianos são definidos e nomeados, a mudança da classificação baseada em fenótipos para a molecular e genômica, os critérios usados para delinear espécies e os ranks padrão (domínio, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie). É uma visão geral de referência sobre como as bactérias são ordenadas, não um catálogo de táxons.

Core questions

• Com base em que evidências os táxons bacterianos são definidos e nomeados?
• Como uma espécie bacteriana é delimitada e por quais limiares genômicos?
• Como a filogenia molecular mudou a classificação das bactérias?

Key concepts

• Domínio, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie
• Taxonomia polifásica
• Filogenia de RNA ribossômico 16S
• Hibridização DNA-DNA
• Identidade nucleotídica média (ANI)
• Delimitação de espécies baseada no genoma
• Cepas-tipo e nomenclatura

Key theories

Classificação filogenética de três domínios

A comparação de sequências de RNA ribossômico divide a vida celular em Bactérias, Arqueias e Eucariotas e estabelece a filogenia molecular como base para uma classificação natural das bactérias.

Taxonomia polifásica

Os táxons bacterianos são circunscritos pela integração de múltiplas linhas independentes de evidência, fenotípicas, quimiotaxonômicas e genômicas, em vez de por qualquer característica única.

Mechanisms

A classificação hierarquiza as bactérias do domínio até a espécie, e a identificação posiciona um isolado desconhecido dentro dessa hierarquia. A classificação inicial baseava-se no fenótipo, fisiologia e quimiotaxonomia. A comparação de sequências de RNA ribossômico de subunidade pequena (16S) forneceu então uma filogenia molecular estável e reorganizou os táxons superiores. A delimitação de espécies, historicamente baseada na hibridização DNA-DNA e em uma combinação polifásica de caracteres, convergiu para medidas baseadas no genoma, como a identidade nucleotídica média, com dados de genoma completo agora sustentando grandes taxonomias padronizadas. Os nomes são regidos por regras formais de nomenclatura, com cada espécie ancorada a uma cepa-tipo designada.

Clinical relevance

A taxonomia fornece os nomes e agrupamentos que os laboratórios de diagnóstico usam para relatar isolados bacterianos e para relacionar um organismo ao que se sabe sobre seu grupo, e os métodos baseados no genoma informam cada vez mais como as espécies clinicamente relevantes são definidas e identificadas. Esta entrada descreve os princípios da classificação como material de referência e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A nomenclatura bacteriana segue regras internacionalmente acordadas e relatórios de comitês sobre sistemática, enquanto a espinha dorsal filogenética e os critérios de espécies baseiam-se na literatura primária de RNA ribossômico e comparação de genoma completo; bancos de dados curados agora distribuem taxonomias padronizadas baseadas no genoma.

History

A classificação bacteriana começou com o fenótipo, forma, coloração e fisiologia, e foi codificada em edições sucessivas de manuais sistemáticos. A filogenia molecular da década de 1970 e a proposta dos três domínios de 1990 mudaram sua base para a comparação de sequências, e a era genômica moveu a delimitação de espécies da hibridização DNA-DNA para métricas de genoma completo e taxonomias padronizadas baseadas no genoma.

Debates

Como uma espécie bacteriana deve ser definida?

O conceito operacional de espécie mudou da hibridização DNA-DNA e critérios fenotípicos polifásicos para limiares baseados no genoma, como a identidade nucleotídica média, e o quanto o fenótipo deve reter de peso permanece em debate.

Key figures

• Carl Woese
• Peter Vandamme
• Donovan Parks
• Philip Hugenholtz

Seminal works

• woese-1990
• wayne-1987
• goris-2007
• parks-2020

Frequently asked questions

O que significa taxonomia polifásica?

Significa que os táxons bacterianos são definidos pela integração de vários tipos independentes de evidências, fenotípicas, quimiotaxonômicas e genômicas, em vez de depender de uma única característica.

Como uma espécie bacteriana é definida hoje?

A delimitação de espécies passou da hibridização DNA-DNA para medidas baseadas no genoma, como a identidade nucleotídica média, com a comparação de genomas completos agora central para a definição e identificação de espécies.