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6.8: Identificación de especies procariotas - Biología

6.8: Identificación de especies procariotas - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Explica cómo se identifican las especies procariotas.

Hasta este punto, hemos hablado de los dos amplios dominios de los procariotas: Archaea y Bacteria. Antes de continuar nuestro estudio de estos organismos, es importante abordar una pregunta básica: ¿Cómo se define una especie procariota?? Esta puede parecer una pregunta básica, pero es compleja e incluso controvertida si eres microbiólogo.

Para los eucariotas, la mayoría de los científicos definen una especie como un grupo de organismos que pueden cruzarse y tener descendencia fértil. Esta definición tiene sentido para las especies que se reproducen sexualmente, pero no funciona tan bien para organismos como las bacterias. Las bacterias se reproducen asexualmente para hacer clones de sí mismas, no se cruzan.

En cambio, los científicos clasifican las bacterias y las arqueas en grupos taxonómicos basándose en similitudes en apariencia, fisiología y genes.[1] A muchos se les da nombres utilizando la taxonomía tradicional de Linne, con un género y una especie. Aún así, la cuestión de cómo y si los procariotas deben agruparse en especies sigue siendo un tema de debate entre los científicos. El “concepto de especie” correcto para estos organismos es todavía un trabajo en progreso.[2]

Metagenómica: una nueva ventana a los microbios

Los científicos estiman que puede haber millones de especies procariotas (o grupos similares a especies), pero sabemos muy poco sobre la mayoría de ellos. Esto está comenzando a cambiar gracias a la secuenciación de ADN a gran escala.

La secuenciación del ADN hace posible que los científicos estudien comunidades procariotas enteras en su hábitat natural, incluidos los muchos procariotas que no se pueden cultivar y que anteriormente habrían sido "invisibles" para los investigadores.

El genoma colectivo de dicha comunidad se denomina metagenoma y el análisis de las secuencias del metagenoma se conoce como metagenómica. Por ejemplo, se puede tomar una muestra de ADN de un tapete microbiano de aguas termales, como los hermosos tapetes multicolores que se encuentran en el Parque Nacional Yellowstone. Incluso una pequeña muestra de esta rica comunidad incluye muchos, muchos individuos de diferentes especies.[3]

Al secuenciar y analizar muestras de ADN del metagenoma, los científicos a veces pueden reconstruir genomas completos de especies previamente desconocidas. En otros casos, utilizan información de secuencia de genes específicos para averiguar qué tipos de procariotas están presentes (y cómo se relacionan entre sí o con especies conocidas). Los genes que se encuentran en las muestras de ADN también pueden proporcionar pistas sobre las estrategias metabólicas de los organismos de la comunidad.[4]



CCMetagen: identificación completa y precisa de eucariotas y procariotas en datos metagenómicos

Existe una demanda creciente de clasificadores de metagenomas rápidos y precisos que no solo puedan identificar bacterias, sino a todos los miembros de una comunidad microbiana. Utilizamos un concepto desarrollado recientemente en el mapeo de lectura para desarrollar una tubería de clasificación metagenómica de alta precisión llamada CCMetagen. La tubería supera sustancialmente a otro software de uso común en la identificación de bacterias y hongos y puede usar de manera eficiente toda la colección de nucleótidos del NCBI como referencia para detectar especies con datos genómicos incompletos de todos los reinos biológicos. CCMetagen es fácil de usar y los resultados se pueden integrar fácilmente en el software de análisis de comunidades microbianas para estudios de microbiomas optimizados y automatizados.


Una comunidad oceánica sencilla

El esfuerzo de secuenciación metagenómica más extenso ha sido el intento de Venter et al. [4] para secuenciar los genomas procarióticos en el agua del mar de los Sargazos, una región bien caracterizada del Atlántico cerca de las Bermudas que tiene niveles de nutrientes inusualmente bajos, este estudio ya ha generado muchos otros metanálisis (por ejemplo, [8-11] ). Entre mil millones de nucleótidos de ADN secuenciado, Venter et al. [4] identificó más de 1.2 millones de marcos de lectura abiertos (ORF), incluidos 782 que tenían una similitud significativa con proteínas similares a la rodopsina. Esto fue una sorpresa porque anteriormente se pensaba que las rodopsinas estaban presentes solo en un pequeño grupo de organismos, y el estudio del Mar de los Sargazos amplió el espectro de especies que se sabe que las tienen. Un problema intrigante de la metagenómica es que la mayoría de los ORF no pueden asignarse a familias de genes de función conocida [2]. En las secuencias del Mar de los Sargazos, por ejemplo, el 69% de los ORF no tenían ninguna función conocida [4]. Este análisis apunta a una limitación importante en la anotación de secuencias de microorganismos no cultivados: si nunca se ha secuenciado ningún pariente del organismo que se está secuenciando, entonces la probabilidad de hacer coincidir cada uno de los genes recientemente identificados con genes de función conocida es baja. La elección de la base de datos utilizada para la comparación determina la respuesta, como lo demuestra la identificación de Venter et al. [4] de las secuencias de rRNA 16S del Mar de los Sargazos mediante la consulta de una base de datos que contiene sólo secuencias de genes de rRNA 16S de secuencias del genoma de Bacteria y Archaea. Como limitaron la base de datos comparativa a los microorganismos cultivados, no fue sorprendente que no identificaran ningún fragmento del gen del ARNr 16S de ningún phyla sin representantes cultivados. Una limitación adicional de este estudio fue presentada por Delong [12], quien señaló que los dos genomas que Venter et al. [4] pudieron completar fueron probablemente contaminantes en la muestra de agua de mar. Ejemplos obvios de error de ensamblaje (por ejemplo, contigs que contienen genes bacterianos de ARNr 5S y 23S adyacentes a un gen de ARNr 16S de archaeal) sugieren un problema de ensamblaje insidioso en toda la colección de secuencias [12]. Quizás la siguiente etapa del proyecto se beneficie de los errores de este intento de secuenciación "piloto" [4].


Taxonomía

La designación de especie se origina en la taxonomía, donde la especie es la unidad fundamental de clasificación reconocida por la Comisión Internacional de Nomenclatura Zoológica. A cada especie se le asigna un nombre estándar de dos partes de género y especie. El género es el nombre genérico que incluye especies estrechamente relacionadas, el lobo gris, por ejemplo, se clasifica como Canis lupus y es un pariente cercano del coyote que se encuentra en América del Norte y designado como Canis latrans, su relación sistemática indicada por compartir el mismo nombre de género, del perro. De manera similar, los géneros que tienen caracteres (o rasgos) compartidos se clasifican en la misma familia taxonómica, las familias relacionadas se colocan en el mismo orden, los pedidos relacionados se colocan en la misma clase y las clases relacionadas se colocan en el mismo filo. Este sistema de clasificación es una jerarquía aplicada a todos los animales y plantas, como lo estableció originalmente el naturalista sueco Carolus Linnaeus en el siglo XVIII.

Los organismos se agrupan en especies en parte de acuerdo con sus similitudes morfológicas o externas, pero lo más importante para clasificar los organismos que se reproducen sexualmente es la capacidad de los organismos para cruzarse con éxito. Los individuos de una sola especie pueden aparearse y producir descendencia viable entre sí, pero casi nunca con miembros de otras especies. Se sabe que especies separadas producen descendencia híbrida (por ejemplo, el caballo y el burro que producen la mula), pero, debido a que la descendencia casi siempre es inviable o estéril, el mestizaje no se considera exitoso.

El mestizaje solo dentro de la especie es de gran importancia para la evolución, ya que los individuos de una especie comparten un acervo genético común que los miembros de otras especies no tienen. Dentro de un solo grupo siempre hay una cierta cantidad de variación entre los individuos, y aquellos cuyas variaciones genéticas los dejan en desventaja en un ambiente particular tienden a ser eliminados en favor de aquellos con variaciones ventajosas. Este proceso de selección natural da como resultado que el acervo genético evolucione de tal manera que las variaciones ventajosas se conviertan en la norma. Debido a que las variaciones genéticas se originan en los individuos de una especie y debido a que esos individuos transmiten sus variaciones solo dentro de la especie, entonces es a nivel de especie donde tiene lugar la evolución. La evolución de una especie a otra se llama especiación.


Abstracto

Una identificación rápida y eficaz de las especies de hongos es esencial para numerosas aplicaciones, y se están proponiendo sistemas electrónicos de nariz como alternativas adecuadas a las técnicas de identificación de hongos actualmente disponibles. Por lo tanto, la presente revisión tiene como objetivo revelar toda la información publicada sobre la identificación de hongos mediante sistemas electrónicos de nariz.

Se realizó una revisión sistemática de la literatura de acuerdo con las guías PRISMA. Un total de 16 artículos cumplieron los criterios de inclusión y se incluyeron en el análisis. Los resultados de los estudios revisados ​​demostraron que la detección efectiva de hongos era posible a través de sistemas de nariz electrónicos basados ​​en sensores, que en realidad pueden funcionar como una herramienta de detección de micotoxinas para varias aplicaciones.

Los resultados obtenidos sugieren que los sistemas de nariz electrónicos basados ​​en sensores pueden no solo detectar diferentes géneros de hongos, sino también identificar las especies asociadas. Esta tecnología ya se ha experimentado en varios campos, desde la industria alimentaria hasta la práctica clínica.

Al resumir estos resultados, la presente revisión puede acelerar la estandarización de narices electrónicas en la detección y discriminación de hongos, permitiendo un cribado de muestras más rápido y eficiente.


16.4 Reinos y dominios

Mucho antes de Linneo, las plantas y los animales se consideraban reinos separados. Linneo usó esto como el rango superior, dividiendo el mundo físico en los reinos vegetal, animal y mineral. A medida que los avances en microscopía hicieron posible la clasificación de microorganismos, el número de reinos aumentó, siendo los sistemas de cinco y seis reinos los más comunes.

Cuando Carl Linnaeus introdujo el sistema de nomenclatura basado en rangos en la biología en 1735, el rango más alto recibió el nombre de “reino” y fue seguido por otros cuatro rangos principales o principales: clase, orden, género y especie. Más tarde se introdujeron dos rangos principales más, haciendo que la secuencia reino, filo o división, clase, orden, familia, género y especie. En 1990, se introdujo el rango de dominio por encima de reino.

Se pueden agregar prefijos, por lo que el subreino (subregnum) y el infrareino (también conocido como infraregno) son los dos rangos inmediatamente debajo del reino. El superreino puede considerarse como un equivalente de dominio o imperio o como un rango independiente entre reino y dominio o subdominio. En algunos sistemas de clasificación, la rama de rango adicional (latín: ramus) se puede insertar entre sub-reino e infra-reino, por ejemplo, Protostomia y Deuterostomia en la clasificación de Cavalier-Smith.

Algunas clasificaciones recientes basadas en cladística moderna han abandonado explícitamente el término "reino", señalando que los reinos tradicionales no son monofiléticos, es decir, no están formados por todos los descendientes de un antepasado común.

Por tradición, los nombres binomiales de las especies suelen estar escritos en cursiva, por ejemplo, Homo sapiens. Generalmente, el binomio debe imprimirse en un estilo de fuente diferente al que se usa en el texto normal, por ejemplo, “Varios más Homo sapiens se descubrieron fósiles ". Cuando se escribe a mano, un nombre binomial debe estar subrayado, por ejemplo, Homo sapiens.

La primera parte del binomio, el nombre del género, siempre se escribe con una letra inicial mayúscula. En el uso actual, la segunda parte nunca se escribe con mayúscula inicial. Las fuentes más antiguas, en particular las obras botánicas publicadas antes de la década de 1950, utilizan una convención diferente. Si la segunda parte del nombre se deriva de un nombre propio, p. Ej. el nombre de una persona o lugar, se utilizó una letra mayúscula. Así, la forma moderna Berberis darwinii se escribió como Berberis Darwinii. También se utilizó una mayúscula cuando el nombre está formado por dos sustantivos en aposición, p. Ej. Pantera Leo o Centaurea Cyanus.

Cuando se usa con un nombre común, el nombre científico a menudo sigue entre paréntesis, aunque esto varía con la publicación. Por ejemplo, "El gorrión común (Passer domesticus) está disminuyendo en Europa ".

Por lo general, el nombre binomial debe escribirse completo. La excepción a esto es cuando varias especies del mismo género se enumeran o analizan en el mismo documento o informe, o la misma especie se menciona repetidamente, en cuyo caso el género se escribe en su totalidad cuando se usa por primera vez, pero luego puede ser mencionado. abreviado a una inicial (y un punto / punto). Por ejemplo, una lista de miembros del género Canis podría escribirse como "Canis lupus, C. aureus, C. simensis". En casos raros, esta forma abreviada se ha extendido a un uso más general, por ejemplo, la bacteria Escherichia coli a menudo se denomina simplemente E. coli, y el Tyrannosaurus rex es quizás incluso mejor conocido simplemente como T.rex, estos dos a menudo aparecen en esta forma en la escritura popular incluso cuando no se ha dado ya el nombre completo del género.

16.4.1 El sistema de tres dominios

El sistema de tres dominios es una clasificación biológica propuesta por primera vez en 1977 por Carl Woese que divide las formas de vida celular en Archaea, Bacteria y Eukaryota. La diferencia clave con las clasificaciones anteriores es la división de arqueas y bacterias, previamente agrupadas en el reino único Bacteria (un reino también llamado a veces Monera).

El sistema de tres dominios agrega un nivel de clasificación (los dominios) "por encima" de los reinos presentes en los sistemas de cinco o seis reinos utilizados anteriormente. Este sistema de clasificación reconoce la división fundamental entre los dos grupos procariotas, en la medida en que las arqueas parecen estar más estrechamente relacionadas con los eucariotas que con otros procariotas: organismos similares a bacterias sin núcleo celular. El sistema actual clasifica los reinos previamente conocidos en estos tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya.

Woese argumentó, sobre la base de las diferencias en los genes de ARNr 16S, que las bacterias, arqueas y eucariotas surgieron por separado de un antepasado con una maquinaria genética poco desarrollada, a menudo llamado progenota. Para reflejar estas líneas primarias de descendencia, trató a cada uno como un dominio, dividido en varios reinos diferentes. Originalmente, su división de los procariotas estaba en Eubacteria (ahora Bacteria) y Archaebacteria (ahora Archaea). Woese usó inicialmente el término "reino" para referirse a las tres agrupaciones filogénicas primarias, y esta nomenclatura se usó ampliamente hasta que se adoptó el término "dominio" en 1990.

La aceptación de la validez de la clasificación filogenéticamente válida de Woese fue un proceso lento. Biólogos prominentes, incluidos Salvador Luria y Ernst Mayr, se opusieron a su división de los procariotas. No todas las críticas contra él se limitaron al nivel científico. Una década de catalogación de oligonucleótidos intensiva en mano de obra lo dejó con una reputación de "maniático", y Woese pasaría a ser apodado como "el revolucionario marcado de la microbiología" por un artículo de noticias impreso en la revista Science. La creciente cantidad de datos de apoyo llevó a la comunidad científica a aceptar Archaea a mediados de la década de 1980. Hoy, pocos científicos se aferran a la idea de un Prokarya unificado.


Taxonomía bacteriana: significado, importancia y niveles

La ciencia de la clasificación de bacterias se llama taxonomía bacteriana. La taxonomía bacteriana (G: taxis = disposición u orden, nomos = ley o nemein = distribuir o gobernar), en un sentido más amplio, consta de tres disciplinas separadas pero interrelacionadas: clasificación, nomenclatura e identificación.

La clasificación se refiere a las disposiciones de las bacterias en grupos o taxones (sing, taxon) sobre la base de su similitud mutua o relación evolutiva.

La nomenclatura es la disciplina que se ocupa de la asignación de nombres a grupos taxonómicos según las reglas publicadas. La identificación representa el lado práctico de la taxonomía, que es el proceso de determinar que un aislado en particular pertenece a un taxón reconocido. Cabe mencionar aquí que el término sistemática bacteriana se utiliza a menudo para la taxonomía bacteriana.

Pero la sistemática tiene un sentido más amplio que la taxonomía y muchos la definen como el estudio científico de organismos con el objetivo último de caracterizarlos y ordenarlos de manera ordenada. Por tanto, la sistemática abarca disciplinas como la morfología, la ecología, la epidemiología, la bioquímica, la biología molecular y la fisiología de las bacterias.

Importancia de la taxonomía bacteriana:

La taxonomía bacteriana, sin embargo, es importante por las siguientes razones:

1. La taxonomía bacteriana parece ser un catálogo de biblioteca que ayuda a acceder fácilmente a una gran cantidad de libros. Por lo tanto, la taxonomía ayuda a clasificar y ordenar la desconcertante diversidad de bacterias en grupos o taxones sobre la base de su similitud mutua o relación evolutiva.

2. La ciencia de la bacteriología no es posible sin la taxonomía porque esta última coloca a las bacterias en grupos útiles y significativos con nombres precisos para que los bacteriólogos puedan trabajar con ellas y comunicarse de manera eficiente.

3. La taxonomía bacteriana ayuda a los bacteriólogos a hacer predicciones y enmarcar hipótesis para futuras investigaciones basadas en el conocimiento de bacterias idénticas. Por conveniencia, el bacteriólogo puede predecir que una bacteria en cuestión poseería características similares a su bacteria relativa cuyas características ya son conocidas.

4. La contribución de la taxonomía bacteriana en la identificación precisa de bacterias es de importancia práctica. Por conveniencia, la taxonomía bacteriana contribuye particularmente en el área de la microbiología clínica. El tratamiento de la enfermedad bacteriana a menudo se vuelve excepcionalmente difícil si el patógeno no se identifica adecuadamente.

Rangos o niveles de taxonomía bacteriana:

En la taxonomía bacteriana, una bacteria se coloca dentro de un grupo pequeño pero homogéneo en un rango o nivel. Los grupos de este rango o nivel se unen creando un grupo de rango o nivel superior. En la taxonomía bacteriana, los rangos o niveles más comúnmente usados ​​en su orden ascendente son: especies, géneros, familias, órdenes, clases, phyla y dominio (Tabla 3.1).

La especie es el grupo taxonómico básico en la taxonomía bacteriana. Luego, los grupos de especies se recogen en géneros (sing, género). Los grupos de géneros se agrupan en familias (sing, family), familias en órdenes, órdenes en clases, clases en phyla (sing, phylum) y phyla en dominio (el rango o nivel más alto). Los grupos de bacterias en cada rango o nivel tienen nombres con terminaciones o sufijos característicos de ese rango o nivel.

Características utilizadas en la taxonomía bacteriana:

1. Características clásicas (taxonomía clásica):

Varias características fenotípicas (por ejemplo, morfológicas, fisiológicas y metabólicas, ecológicas) y análisis genéticos se han utilizado en la taxonomía bacteriana (microbiana) durante muchos años.

Estas características se evalúan y los datos se utilizan para agrupar bacterias hasta la escala taxonómica de especie a dominio. Las características clásicas son bastante útiles en la identificación rutinaria de bacterias y también proporcionan pistas sobre las relaciones filogénicas entre ellas y con otros organismos.

Características morfológicas:

Varias características morfológicas, por ejemplo, forma celular, tamaño celular, morfología colonial, disposición de los flagelos, mecanismo de motilidad celular, características ultraestructurales, comportamiento de tinción, formación de endosporas, morfología y ubicación de las esporas y color, se utilizan normalmente para clasificar e identificar microorganismos.

Las características morfológicas juegan un papel importante en la clasificación e identificación microbiana debido a las siguientes razones:

(i) Se estudian y analizan fácilmente, especialmente en microorganismos eucariotas y procariotas comparativamente complejos.

(ii) Normalmente no varían mucho con los cambios ambientales, ya que son el resultado de la expresión de muchos genes y, por lo tanto, generalmente son genéticamente estables.

(iii) La similitud morfológica entre microorganismos a menudo es una buena indicación de la relación filogenética.

Algunas características morfológicas taxonómicamente útiles y sus variaciones se muestran en la Tabla 3.2.

Características fisiológicas y metabólicas:

Algunas características fisiológicas y metabólicas son muy útiles para clasificar e identificar microorganismos porque están directamente relacionadas con la naturaleza y actividad de las enzimas microbianas y las proteínas de transporte.

Algunas de las características fisiológicas y metabólicas más importantes utilizadas en la taxonomía microbiana son los tipos nutricionales, los componentes de la pared celular, las fuentes de carbono y nitrógeno, el metabolismo energético, la tolerancia osmótica, las relaciones de oxígeno, las relaciones de temperatura, los requisitos de sal y la tolerancia, los metabolitos secundarios, las inclusiones de almacenamiento, etc.

En la Tabla 3.3 se dan algunas características fisiológicas y metabólicas taxonómicamente útiles y sus variaciones.

Caracteristicas ecologicas:

Las características ecológicas, es decir, las características de relación de los microorganismos con su entorno contribuyen significativamente en la taxonomía microbiana. Esto se debe a que incluso los microorganismos estrechamente relacionados pueden variar considerablemente con respecto a sus características ecológicas.

Por conveniencia, los microorganismos que habitan en ambientes de agua dulce, marinos, terrestres y del cuerpo humano difieren entre sí y de los que viven en diferentes ambientes.

Sin embargo, algunas de las características ecológicas más importantes utilizadas en la taxonomía microbiana son los patrones del ciclo de vida, la naturaleza de la relación simbiótica, la naturaleza patógena y las variaciones en los requisitos de temperatura, pH, oxígeno y concentraciones osmóticas.

Análisis genético:

El análisis genético se utiliza principalmente en la clasificación de microorganismos eucariotas porque la especie se define en estos organismos en términos de la reproducción sexual que ocurre en ellos. Este análisis se emplea a veces en la clasificación de microorganismos procarióticos, particularmente aquellos que utilizan los procesos de conjugación y transformación para el intercambio de genes.

Por ejemplo, los miembros del género Escherichia pueden conjugarse con los miembros de los géneros Shigella y Salmonella pero no con los de los géneros Enterobacter y Proteus. Esto muestra que los miembros de los tres primeros géneros están más estrechamente relacionados entre sí que con Enterobacter y Proteus.

Los estudios de transformación con géneros como Bacillus, Haemophilus Micrococcus, Rhizobium, etc. revelan que la transformación tiene lugar entre diferentes especies bacterianas, pero rara vez entre géneros.

Esto proporciona evidencia de una estrecha relación entre especies, ya que se producirán colas de transformación a menos que los genomas sean muy similares. Los plásmidos bacterianos que portan genes que codifican rasgos fenotípicos sin duda contribuyen en la taxonomía microbiana como ocurren en la mayoría de los géneros.

2. Características moleculares:

Algunos enfoques moleculares recientes, como las proporciones de GC de ADN genómico, la hibridación de ácidos nucleicos, la secuenciación de ácidos nucleicos, el ribotipado y la comparación de proteínas, se han vuelto cada vez más importantes y se utilizan de forma rutinaria para determinar las características de los microorganismos que se utilizarán en la taxonomía microbiana.

Relaciones de GC de ADN genómico (contenido de G + C):

La proporción de GC de ADN genómico (G + C) es el primer enfoque molecular, y posiblemente el más simple, que se utiliza en la taxonomía microbiana. La proporción de GC se define como el porcentaje de guanina más citosina en el ADN de un organismo.

La relación de GC con la secuencia de bases y varía con la secuencia cambia de la siguiente manera:

La proporción de GC de ADN de animales y plantas superiores promedia alrededor del 40% y varía entre 30 y 50%. Contrariamente a esto, la proporción de GC de los microorganismos eucariotas y procariotas varía mucho. La proporción de GC procariotas es la más variable, oscilando entre alrededor del 20% y casi el 80%. A pesar de un rango de variación tan amplio, la proporción de GC de las cepas dentro de una especie en particular es constante.

Se han determinado las proporciones de GC de ADN genómico de una amplia variedad de microorganismos, y el conocimiento de esta proporción puede ser útil en taxonomía microbiana, dependiendo de la situación. Por conveniencia, dos microorganismos pueden poseer proporciones de GC idénticas y, sin embargo, resultar no tener ninguna relación taxonómica y filogenética porque es posible una variedad de secuencias de bases con ADN de una composición de una sola base.

En este caso, las proporciones de GC idénticas no sirven de nada desde el punto de vista de la taxonomía microbiana. Por el contrario, si la proporción de GC de dos microorganismos difiere en más de aproximadamente un 10%, compartirán pocas secuencias de ADN en común y, por lo tanto, es poco probable que estén estrechamente relacionados.

Los datos de la proporción de GC son valiosos en la taxonomía microbiana en al menos dos de las siguientes formas:

(i) Pueden confirmar un esquema de clasificación de microorganismos desarrollado utilizando otros datos. Si los microorganismos del mismo taxón varían mucho en sus proporciones de GC, el taxón merece ser dividido.

(ii) La proporción de GC parece ser útil para caracterizar los géneros bacterianos, ya que la variación dentro de un género suele ser inferior al 10%, aunque el contenido puede variar mucho entre los géneros.

Por conveniencia, Staphylococcus y Micrococcus son los géneros de cocos grampositivos que tienen muchas características en común pero difieren en su proporción de GC en más del 10%. El primero tiene una proporción de GC del 30-38%, mientras que el segundo del 64-75%.

Hibridación de ácidos nucleicos (hibridación genómica):

La hibridación de ácidos nucleicos o hibridación genómica mide el grado de similitud entre dos genomas (ácidos nucleicos) y es útil para diferenciar dos bacterias (microorganismos). La hibridación ADN-ADN es útil para estudiar solo bacterias estrechamente relacionadas, mientras que la hibridación ADN-ARN ayuda a comparar bacterias relacionadas lejanamente.

1. Hibridación ADN-ADN:

El ADN de doble hebra aislado de una bacteria se disocia en hebras simples a la temperatura adecuada que se vuelven radiactivas con 32 P, 3 H o 14 C.

De manera similar, el ADN de doble hebra aislado de otra bacteria se disocia en hebras simples que no se vuelven radiactivas. En primer lugar, se permite que las moléculas de ADN monocatenario no radiactivo se unan a un filtro de nitrocelulosa y las cadenas no unidas se eliminan mediante lavado.

Ahora, el filtro con hebras de ADN unidas se incuba con el ADN monocatenario radiactivo en condiciones óptimas de hibridación. El recocido es una característica interesante del ADN monocatenario en el que las cadenas, al enfriarse, tienden a volver a asociarse para formar una estructura de doble hélice automáticamente.

El recocido ocurre de manera óptima cuando la temperatura se lleva a aproximadamente 25 ° C por debajo de la temperatura de fusión (Tm) en una solución de alta concentración iónica.

Sin embargo, durante la incubación, las hebras simples radiactivas de ADN se hibridan con las hebras simples no radiactivas de ADN dependiendo de su homología en la secuencia de bases. Luego, el relleno se lava para eliminar las moléculas de ADN radiactivo no unidas y se mide la radiactividad de las moléculas de ADN radiactivo hibridado.

A continuación, la cantidad de radiactividad en las moléculas de ADN radiactivo hibridado se compara con el control que se toma como 100%, y esta comparación da una medida cuantitativa del grado de complementariedad de las dos especies de ADN, es decir, homología entre las dos. ADN. El procedimiento se muestra esquemáticamente en la Fig. 3.1.

Aunque no existe una convención fija sobre cuánta hibridación entre dos ADN es necesaria para asignar dos bacterias al mismo rango taxonómico, se recomienda un 70% o más de grado de complementariedad de los dos ADN para considerar las dos bacterias que pertenecen a la misma especie.

Por el contrario, se requiere un grado de al menos el 25% para argumentar que las dos bacterias deben residir en el mismo género. El grado de complementariedad en el rango del 10% o menos denota que las dos bacterias están relacionadas taxonómicamente de manera más distante.

La hibridación ADN-ADN es un método sensible para revelar diferencias sutiles en los genes de dos bacterias (también otros microbios) y, por lo tanto, es útil para diferenciar bacterias estrechamente relacionadas.

Se han realizado estudios de homología de ADN en más de 10,000 bacterias pertenecientes a aproximadamente 2,000 especies y varios cientos de géneros. Ha demostrado ser una herramienta poderosa para resolver muchos problemas de taxonomía bacteriana, particularmente a nivel de especie.

2. Hibridación ADN-ARN:

La hibridación de ADN-ARN ayuda a comparar, a diferencia de la hibridación de ADN-ADN, bacterias (microorganismos) con parentesco lejano que utilizan ARN ribosómico radioactivo (ARNr) o ARN de transferencia (ARNt).

Es posible porque los segmentos de ADN (genes) que transcriben el ARNr y el ARNt representan solo una pequeña porción del genoma total del ADN y no han evolucionado tan rápidamente como la mayoría de los otros genes que codifican proteínas (es decir, están más conservados en comparación con los genes que codifican proteínas). .

Entre los diferentes rRNA, se ha encontrado que el rRNA 16S de procariotas y el rRNA 18S análogo de organismos eucariotas son los más adecuados para la comparación de sus secuencias en estudios taxonómicos. Uno de los principales impactos de los estudios de ARNr sobre la taxonomía, por conveniencia, es el reconocimiento de tres dominios principales: Archaea, Bacteria y Eukarya por Woese y colegas en 1990.

La técnica de hibridación ADN-ARN es similar a la empleada para la hibridación ADN-ADN. El ssDNA no radiactivo unido al filtro se incuba con rRNA radiactivo, se lava y se cuenta.

Se obtiene una medición aún más precisa de la complementariedad al encontrar la temperatura requerida para disociar y eliminar la mitad del ARNr radiactivo del filtro. Cuanto mayor sea esta temperatura, más fuerte será el complejo ADN-ARNr y más similares serán las secuencias de bases.

Sin embargo, la hibridación de ADN-ARN se ha realizado con miles de bacterias para mantener sus relaciones taxonómicas. Estos estudios se realizaron con cultivos puros de bacterias hasta 1997-98, pero desde entonces se han desarrollado técnicas para recuperar genes de ARNr directamente de hábitats naturales. A esto se le ha dado el nombre de análisis comunitario del ARNr de la comunidad bacteriana natural.

Secuenciación de ácidos nucleicos:

La secuenciación de ácidos nucleicos (ADN y ARN) es otra característica molecular que ayuda a comparar directamente las estructuras genómicas. Se ha prestado mayor atención a la secuenciación de los ARNr 5S y 16S aislados de las subunidades 50S y 30S del ribosoma procariótico 70S, respectivamente.

Como se mencionó en la hibridación ADN-ARN, los ARNr son casi ideales para los estudios de evolución y parentesco bacteriano (microbiano) porque:

(i) Son esenciales para los ribosomas que se encuentran en todas las bacterias,

(ii) Sus funciones son las mismas en todos los ribosomas, y

(iii) Su estructura cambia muy lentamente con el tiempo, es decir, se conservan más.

El procedimiento de secuenciación del ARNr implica los siguientes pasos:

(i) el ARNr se aísla del ribosoma y se purifica,

(ii) La enzima transcriptasa inversa se usa para producir ADN complementario (ADNc) usando cebadores que son complementarios a las secuencias de ARNr conservadas,

(iii) El ADNc se amplifica mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y finalmente,

(iv) Se secuencia el ADNc y se deduce la secuencia del ARNr a partir de los resultados.

La secuenciación por escopeta y otras técnicas de secuenciación del genoma han llevado a la caracterización de muchos genomas procarióticos (aproximadamente 100) en muy poco tiempo y muchos más están en proceso de secuenciación. La comparación directa de secuencias genómicas completas sin duda se convertirá en una herramienta importante para determinar las categorías clasificatorias de procariotas.

La ribotipificación es una técnica que mide el patrón único que se genera cuando el ADN de una bacteria (todos los demás organismos también) es digerido por una enzima de restricción y los fragmentos se separan y sondean con una sonda de ARNr.

La técnica no implica la secuenciación de ácidos nucleicos. Ribotyping has proven useful for bacterial identification and has found many applications in clinical diagnostics and for the microbial analyses of food, water, and beverages.

Ribotyping is a rapid and specific method for bacterial identification it is so specific that it has been given the nickname ‘molecular fingerprinting’ because a unique series of bands appears for virtually any bacterium (any organism).

In ribotyping, first the DNA is isolated from a colony or liquid culture of the bacterium to be identified. Using polymerase chain reaction (PCR), genes of DNA for rRNA (preferably 16S rRNA) and related molecules are amplified, treated with one or more restriction enzymes, separated by electrophoresis, and then probed with rRNA genes.

The pattern generated from the fragments of DNA on the gel is then digitized and a computer used to make comparison of this pattern with patterns from other bacteria available from a database.

Comparison of proteins:

The amino acid sequences of proteins are direct reflections of mRNA sequences and therefore closely related to the structures of the genes coding for their synthesis. In the light of this, the comparisons of proteins from different bacteria prove very useful taxonomically.

Although there are many methods to compare proteins, the most direct approach is to determine the amino acid sequences of proteins with the same function.

When the sequences of proteins of the same functions in two bacteria are similar, the bacteria possessing them are considered to be closely related. However, the sequences of cytochromes and other electron transport proteins, histones, heat-sock proteins, and a variety of enzymes have been used in taxonomic studies.


Species Concept: 4 Important Species Concept (With Criticism)

The following points highlight the four important species concept. The important species concept are: 1. Typological or Essentialist Species Concept 2. Nominalistic Species Concept 3. Biological Species Concept 4. Evolutionary Species Concept.

1. Typological Species Concept:

According to this concept, there are a number of diversities on the surface of the earth that exist as a limited number of universals or types. These types do not bear any relationship to each other. The universals or types are called species. Variation is con­sidered as trifling and irrelevant phenomenon.

This concept, was in the philosophies of Plato and Aristotle and was the species concept of Linnaeus and his followers. Cain (1954, 1956) regarded the above concept as the morpho-species concept. Another group of scientists refer to this as essentialist spe­cies concept because the members of a taxon or the species can be recognised by their essential characters.

This is why essentialist ideology is also referred to as typology. Again morpho-species or morphological species concept states that one species can be segre­gated from another species by physical fea­tures and can be recognised by their mor­phological features. This is also called mor­phological species concept.

Simpson (1961), Mayr (1969) and recent scientists have not accepted the above con­cept totally though it has some positive points:

(i) Due to several phenomena such as sexual dimorphism, polymorphism, and age differences, the same species develop strikingly morphological differences.

(ii) This concept is not applicable in case of sibling species because sibling species are alike but belong to differ­ent species.

2. Nominalistic Species Concept:

Occan, the proponent of this concept and his followers (Buffon, Bessey, Lamarck, etc.) believed that only individuals exist but do not believe in the existence of species.

Spe­cies are man’s own creations and have no actual existence in nature. They are mental concept and nothing more. Therefore, such mental concept (i.e., species) of man has no value. This concept was popular in France in 18 th century and still now is used among some botanists.

Simpson (1961), Rollins (1965) and Mayr (1969) stated that no biologists can agree with the idea that man cannot produce species and it is the established fact that the species are the products of evolution.

3. Biological Species Concept:

Due to some incompleteness in the above mentioned concepts and continuous pressure from the naturalists, a new concept the bio­logical species concept emerged in the mid­dle of 18 century. The concept took a number of years to get its foot in the soil of biology.

K. Jordan (1905) first gave the definition of biological species concept. Later Mayr proposed the biological species concept in 1940, 1942, 1949. According to this concept, “a species is a group of interbreeding natu­ral population that is reproductively iso­lated from other such groups”. Mayr ex­plained that a species has three following properties.

1. Reproductive community:

The indi­viduals of a species seek each other as potential mates for the purpose of re­production and the members form a reproductive community.

The members of a species differ each other for many features but all members together form a unit, interact as a unit with other species in any environment.

The members freely interbreed consisting of an intercom­municating gene pool, whereas the individual is merely a temporary ves­sel holding a small portion of the contents of gene pool.

This definition of biological species con­cept has accepted by Dobzhansky (1951) and Hanson (1981) especially for two reasons— gene pool and reproductive isolation.

Dobzhansky, Ayala, Stebbins and Valentine (1977), have postulated more or less same definition. According to them, a species as a single or more Mendelian populations be­tween which the gene exchange is limited or prevented by reproductive isolating mechanisms.

Most modern taxonomists and evolution­ists consider the biological species concept as the widely accepted species concept because the maximum workers apply this concept during their work. This concept has no fixity, and always changeable and has the potenti­ality for modifications required by the evo­lution.

Paterson (1985) has proposed a definition which can overcome some defects present in the biological species concept. According to him, “a species is a population of biparental organisms, the members of which share a common fertilization system”. Mayr (1988) has remarked that Paterson’s species concept is not error-free and is based on the misinter­pretation of the biological species concept.

Though Mayr’s biological species concept is widely accepted to the zoologists but the- shortcomings of the concept are criticised by the evolutionists when applied to certain groups:

(i) Lack of information:

Due to lack of proper information systematists face some problems when applied to some cases.

(a) The morphological differences are observed due to sexual dimorphism, age differences and genetical polymor­phism and individual variation can be unmasked through the study of life history and through the popula­tion analysis. The taxonomists mostly work on preserved museum speci­mens. So reproductive isolation is not verified in the preserved specimens. Again biological species concept is not applicable in fossil specimens.

(b) The closely related two populations live in a continuous area but show preferences for different habitats. In this case, two populations fail to in­terbreed due to living in different habitats. So it is difficult to apply the biological species concept on these populations because these popula­tions are either distinct species or failure of interbreeding due to living in different habitat.

An example of drongo birds is recorded in central Africa. Species A, Dicrurus ludwigii are found in the evergreen rainy forest areas and species B, D. adsimilis are found in the open grassy land areas. They live in two eco­logical niches with a distance of 50 m apart and do not interbreed.

(ii) Apomictic or asexual groups:

Bio­logical species concept is not applicable in apomictic species (i.e., asexually reproduc­ing groups) that do not fulfil interbreeding criterion which is the most important char­acteristic feature in biological species con­cept. Apomictic groups show uniparental re­production by parthenogenesis, apomixes and budding, etc.

Uniparental reproduction is seen in lower invertebrates and lower ver­tebrates. The descendents of apomictic groups are termed agamospecies or binoms, paraspecies but Ghiselin (1987), Mayr (1988a) stated that these are not considered as ‘species’.

To solve this dilemma, Simpson (1961), Mayr (1963, 1969) and M.J.D. White (1978) discussed the problem on the basis of discus­sion of Dougherty (1955) and Stebbins (1966).

Attempts to define agamospecies or asexual species with or without using the word popu­lation have not been successful. There are well defined morphological discontinuity among the uniparentally reproductive organ­isms. These discontinuities are produced by natural selection among the various mutants which occur in asexual clones.

Sibling or Cryptic species:

Biological species concept is not applica­ble in sibling or cryptic species because members of sibling or cryptic species are all alike, not separated morphologically but reproductively isolated populations.

Incompleteness of speciation:

Evolution is a gradual and continuous process. To attain a new species, especially three attributes are necessary, such as repro­ductive isolation, ecological difference and morphological differentiation. There are many species which represents an incomplete stage during speciation. To apply the bio­logical species concept in these cases becomes difficult.

According to biological species concept, two good species fail to interbreed. If the reproduction isolation breaks down, the two good species interbreed and produce fertile hybrid.

4. Evolutionary Species Concept:

Not all taxonomists specially palaeontolo­gists are not satisfied with the biological species concept. They preferred a definition of species which are related to the evolution.

Simpson (1961) has proposed a definition with many modifications that is “an evolu­tionary species is a lineage (an ancestral- descendant sequence of populations) evolv­ing separately from others and with its own unitary evolutionary role and tendencies”.

Simpson has stated that the above defi­nition not only is consistent with biological or genetical concept of species but it helps to clarify and to remove some limitations of the biological species concept. Mayr (1982) has stated that the above definition is related to the phyletic lineage, not indicates a species concept.

The evolutionary concept is appli­cable only to the isolated population and incipient species but not applicable to a sin­gle species. Simpson tried to solve the spe­cies definition by adding the time dimension in this species definition. Reif (1984) and Mayr (1987) have stated that there are many demerits in evolutionary species concept.

Wiley (1978) has provided a revised defi­nition of evolutionary species concept. He stated that “an evolutionary species is a sin­gle lineage of ancestral-descendant popu­lations which maintains its identity from other such lineages and which has its own evolutionary tendencies and historical fate”.

Mayr and Ashlock (1991) stated that the concept has developed on the basis of a species taxon, not of the species category.

Christoffersen (1995) proposed the ontological species concept that is “a species is a sin­gle lineage of ancestral descendant sexual populations genetically integrated by his­torically contingent events of interbreed­ing”. This definition of Christoffersen has given stress on the interbreeding nature of a species.


2 respuestas 2

I can't decide if it's a eukaryote or a prokaryote.

Well, that's certainly an eukaryote. We can clearly see the nuclei in the cells of your fist picture, as well as in the cells of your second one (not so clearly, though):

In the image above, the arrow starts right on one of the nucleus of that group of (apparently) three cells.

Besides that, despite some cyanobacteria being very long, 10µm is a lot for a prokaryote. The mean size of cyanobacteria is way less than that.

. a prokaryote o a cyanobacteria (that can combine both characteristics)

Doesn't make much sense, because cyanobacteria están prokaryotes. More precisely, they are Eubacteria prokaryotes.

Finally, what eukaryoyte is this? I can't tell. It's most probably a kind of Chlorophyta, but I'm not able to go to the Class level. If you're interested in identifying it, you can try a taxonomic key. This one is for British freshwater algal flora, I don't know how different French algae are from the british ones: The Freshwater Algal Flora of the British Isles: An Identification Guide to Freshwater and Terrestrial Algae.

If I'd guess (and this is a wild guess), I'd say that this is a Chlorellales, as the famous Clorella:

Also, have in mind that saying "that's an alga" doesn't help as well: worse than paraphyletic, algas is a polyphyletic group and, in biology, polyphyletic groups mean almost nothing.


6.8: Prokaryotic Species Identification - Biology

The UniPROBE (Universal PBM Resource for Oligonucleotide Binding Evaluation) database hosts data generated by universal protein binding microarray (PBM) technology on the in vitro DNA binding specificities of proteins. This initial release of the UniPROBE database provides a centralized resource for accessing comprehensive data on the preferences of proteins for all possible sequence variants ('words') of length k ('k-mers'), as well as position weight matrix (PWM) and graphical sequence logo representations of the k-mer data. In total, the database currently hosts DNA binding data for 712 nonredundant proteins and complexes from a diverse collection of organisms, including the prokaryote Vibrio harveyi, the eukaryotic malarial parasite Plasmodium falciparum, the parasitic Apicomplexan Cryptosporidium parvum, the yeast Saccharomyces cerevisiae, the worm Caenorhabditis elegans, mouse, and human. The database's web tools (on the right) include a text-based search, a function for assessing motif similarity between user-entered data and database PWMs, and a function for locating putative binding sites along user-entered nucleotide sequences. Please click on each tool's "help" link for more information.

Do you have PBM data you'd like to deposit into UniPROBE? You can navigate to our staging area, where you can use our deposition pipeline and explore how your data will look once published.

A paper containing a summary of several recent updates to UniPROBE has been published in Investigación de ácidos nucleicos under the following citation:
Hume MA, Barrera LA, Gisselbrecht SS, Bulyk ML. UniPROBE, update 2015: new tools and content for the online database of protein-binding microarray data on protein-DNA interactions. Nucleic Acids Research 2014 doi: 10.1093/nar/gku1045
It can be found here: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25378322

If you encounter any problems or issues with this site, please email [email protected]

Other Bulyk Lab resources

The NF-κB PBM dataset contains the data from the following publication (not currently in UniPROBE):

*Siggers T, *Chang AB, Teixeira A, Wong D, Williams KJ, Ahmed B, Ragoussis J, Udalova IA, Smale ST, Bulyk ML. Principles of dimer-specific gene regulation revealed by a comprehensive characterization of NF-kB family DNA binding.Nature Immunology (in press) Epub Nov 20,2011. (*co-1st authors)

The TF-8mer glossary and GENRE software are as discussed in the publication by Mariani et al. that appear in UniPROBE under publication accession id MAR17A.

News and Updates

2019-03-03 Nuevo Homo sapiens PBM data for natural and chimerical forkhead TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Bispecific Forkhead transcription factor FoxN3 recognizes two distinct motifs with different DNA shapes, which is published in Molecular Cell.
2019-03-03 Nuevo Drosophila melanogaster PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in A comprehensive Drosophila melanogaster Transcription Factor Interactome, which is in press for Cell Reports.
2018-11-20 New PBM data for Homeobox TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Ancient mechanisms for the evolution of the bicoid homeodomain's function in fly development, which is in press for eLife.
2018-03-05 New Homo sapiens PBM data for BCL11A and BCL11B domain TFs have been integrated into UniPROBE. These data will be described in "Direct promoter repression by BCL11A controls the fetal to adult hemoglobin switch", which will be published in Cell.
2017-05-14 New Plasmodium falciparum PBM data for transcription factor PF3D7_1007700 have been integrated into UniPROBE. These data will be described in "Red blood cell invasion by the malaria parasite is coordinated by the PfAP2-I transcription factor", which will be published in Cell Host Microbe in June 2017.
2017-05-12 New PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data will be described in an upcoming manuscript by Mariani et al. (citation pending), and are available under the publication accession id MAR17A.
2016-06-01 We have corrected numerous minor inaccuracies and omissions in the readme.txt files available for download along with each data set. If you have any questions about the changes, or any other questions about the readme files or the datasets in general, please contact us at [email protected]
2016-03-24 New human PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in "Survey of variation in human transcription factors reveals prevalent DNA binding changes", which is in press for Science.
2016-03-08 New Toxoplasma gondii PBM data for AP2 TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in ApiAP2 transcription factor restricts development of the Toxoplasma tissue cyst., which has been published in PNAS.
2016-02-06 New Arabidopsis thaliana PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in A DNA-binding-site landscape and regulatory network analysis for NAC transcription factors in Arabidopsis thaliana., which has been published in Nucleic Acids Res..
2015-06-24 Publications are now assigned unique, searchable accession ids. You can search for all a publication's data using its id, in the quick search, or the text search using the "All" or "By Pub" options. The accession id for each reference can be found on the References page.
2015-06-22 New PBM data for AP2 TFs in Arabidopsis thaliana y Arabidopsis lyrata have been integrated into UniPROBE. These data are described in "Molecular evidence for functional divergence and decay of a transcription factor derived from whole genome duplication in Arabidopsis thaliana.", which is in press for Plant Physiology.
2014-10-03 An upgrade to the TFBS search tool has been posted, allowing a restriction to one or more specific species. Predefined categories of species are also defined for convenience. Click on "Advanced Options" in the toolbox on the right side of the page to see more.
2014-09-25 BEEML-PBM motifs are now online for almost all publications in UniPROBE. The only exceptions are Pompeani et al. (2008) and De Silva et al. (2008).
2014-09-10 A link for our data deposition pipeline is now publicly available on the toolbar at the top of the page. If you have PBM data from a published paper that you wish to deposit in UniPROBE, click on the link and follow the instructions.
2014-09-09 New Caenorhabditis elegans PBM data for bHLH TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Using a structural and logics systems approach to infer bHLH DNA binding specificity determinants, which has been published in Nucleic Acids Research.
2014-09-09 New Drosophila melanogaster PBM data for the zf-H2C2_2 TF CLAMP have been integrated into UniPROBE. These data are described in The CLAMP protein links the MSL complex to the X-chromosome during Drosophila dosage compensation., which has been published in Genes & Development.
2014-09-09 New Drosophila melanogaster PBM data for the Zinc Finger C2H2 TF Lame duck (Lmd) have been integrated into UniPROBE. These data are described in Integrative analysis of the zinc finger transcription factor Lame duck in the Drosophila myogenic gene regulatory network., which has been published in PNAS.
2014-09-09 New Mus musculus PBM data for zf-H2C2_2 TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Neural specific Sox2 input and differential Gli binding affinity provide context and positional information in Shh-directed neural patterning., which has been published in Genes & Development.
2014-09-09 New Arabidopsis thaliana PBM data for the TF LUX (LUX ARRHYTHMO) have been integrated into UniPROBE. These data are described in LUX ARRHYTHMO Encodes a night time repressor of circadian gene expression in the Arabidopsis core clock., which has been published in Current Biology.
2014-09-02 New PBM data for Fork_head TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in DNA binding specificity changes in the evolution of forkhead transcription factors., which has been published in Proc Natl Acad Sci USA..
2014-09-02 We now introduce a more comprehensive negative control sequence generator tool. Instead of appearing on protein details pages and being restricted to that page's protein as before, now it appears as a standard tool throughout the site, and the user can select any number of proteins, clones, or protein complexes - from one to the entire contents of the database - as input. The generated sequence is predicted to have no residual binding by any of the chosen proteins. See the "Help" link in the upper right corner of the tool's dialog box (on the lower right of the screen) for more details.
2014-08-24 The protein details pages from some of the publications posted here now display sequence logos which were built with PWMs derived from the raw PBM signal data using BEEML-PBM (Zhao and Stormo, 2011), as an alternative to our Seed-and-Wobble algorithm. You can also download these BEEML-derived PWMs as frequency matrices from the relevant links on the downloads page. The raw BEEML-PBM output for all of this data can be found here.
2014-08-18 A new and improved version of the negative sequence control generator tool is coming soon. It will be displayed with the rest of the tools throughout the site, and will allow the user to input a customizable list of proteins from the database to generate a nonbinding sequence. In the meantime, some bugs have been found in the old tool, and it has been removed from all protein details pages. All bugs will be fixed in the new version once posted, and we recommend waiting until then to generate any negative control sequence you need, if you happened to use the old tool already. Gracias por su paciencia.
2014-08-05 New Drosophila melanogaster PBM data for Homeobox TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Molecular mechanism underlying the regulatory specificity of a Drosophila homeodomain protein that specifies myoblast identity., which has been published in Development. (NOTE: The published data analysis was performed using the Universal PBM Analysis Suite with a keep fraction (kf) parameter of 0.9, meaning that 90% of foreground and background features were kept while calculating enrichment scores, as opposed to the default of 50%. However, the data files from the analysis using the default parameter of 0.5 are available for this publication on the Downloads page.)
2014-08-05 New Homo sapiens PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Notch and MAML-1 complexation do not detectably alter the DNA binding specificity of the transcription factor CSL., which has been published in PLoS ONE.
2014-07-30 Our blastp seach feature now includes a visualization of the alignment between query and hit in the search results.
2014-07-29 The details pages for proteins from certain publications now have a negative control sequence generation feature. This will produce a DNA sequence within a user-specified length interval which, based on our PBM data, is virtually guaranteed not to be bound by the protein in question. Note: Not all publications have this feature integrated yet, but we are working on making sure that happens soon.
2014-07-28 New PBM data for T-box TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Modular evolution of DNA binding preference of a Tbrain transcription factor provides a mechanism for modifying gene regulatory networks., which has been published in Molecular Biology and Evolution.
2014-07-25 New Saccharomyces cerevisiae PBM data for various TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Curated collection of yeast transcription factor DNA binding specificity data reveals novel structural and gene regulatory insights., which has been published in Genome Biology.
2014-07-25 New Plasmodium falciparum PBM data for AP2 TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Identification and genome-wide prediction of DNA binding specificities for the ApiAP2 family of regulators from the malaria parasite., which has been published in PLoS Pathog.
2014-07-17 Our protein pages now link to TFBSshape, a database from Remo Rohs's lab at USC which provides information about the shape of DNA at transcription factor binding sites. (Only those proteins from publications listed in that site have links.)
2014-07-03 Added new data from the paper Using protein design algorithms to understand the molecular basis of disease caused by protein-DNA interactions: the Pax6 example, which has been published in Nucleic Acids Research.
2013-12-12 Now user can download multiple files in a single zip file! More updates coming soon.
2010-08-14 New mouse PBM data for ETS domain TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Genome-wide analysis of ETS family DNA-binding in vitro and in vivo, which has been published in The EMBO Journal.
2009-07-24 New worm PBM data for bHLH domain TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in A multi-parameter network reveals extensive divergence between C. elegans bHLH transcription factors, which has been published in Cell.
2009-07-17 New Homo sapiens PBM data for Mtf2_C domain TFs have been integrated into UniPROBE. These data will be described in "Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands", which is in press for Nature.
2009-05-25 Data have been added for the Nsy-7 TF (Caenorhabditis elegans) as described in Transcriptional regulation and stabilization of left-right neuronal identity in C. elegans, and published in Genes and Development.
2009-04-14 New mouse PBM data for 104 TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in Diversity and Complexity in DNA Recognition by Transcription Factors, which have been accepted for publication in Science.
2009-01-17 Due to an oversight made during the addition of the 89 yeast TFs to UniPROBE, these data were not incorporated into the .zip files in the "All Data" section of the downloads page. The .zip files are now fully up to date, and we apologize for this inconvenience.
2009-01-15 New yeast PBM data for 89 TFs have been integrated into UniPROBE. These data are described in High-Resolution DNA Binding Specificity Analysis of Yeast Transcription Factors, which is in press at Genome Research. Please click here to visit the supplementary materials website for this publication.
2008-10-11 A bug in the Search for TF Binding Sites tool has been corrected. Previously, the tool was incorrectly generating the reverse complement of the user entered sequence, which prevented it from finding reverse complement matches. Although the problem did not give rise to any false positive matches, many true positives may have been missed. We apologize for the inconvenience.
2008-09-14 The Downloads section now contains zip files holding data for every protein in the database (whereas before the files were segregated by publication), and it now contains a zip file holding documentation and SQL code for generating many of the database's tables.
2008-08-16 The PBM Database has been updated, renamed, and relocated! This current version of the database is now called the UniPROBE (Universal PBM Resource for Oligonucleotide Binding Evaluation) Database, and the "Search for Similar Motifs" and "Search for TF Binding Sites" tools are fully implemented.
2008-05-16 The PBM database is now public for the mouse homeodomains data! Questions, comments, and suggestions are most welcome at the database help address ([email protected])


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