¿Qué hace que una E.coli sea una E.coli, genotipo o fenotipo?

El contexto para identificar E. coli es principalmente la microbiología clínica, y en el laboratorio clínico la identificación es principalmente fenotípica, basada en varias propiedades, como el crecimiento y la morfología en medios selectivos, la apariencia de la tinción de Gram, las características bioquímicas, etc. pruebas genéticas realizadas. Este último es problemático debido a la extrema diversidad genética dentro de la especie y algunas se superponen con otras (incluso con otros géneros).

Los problemas con la noción de "especie" en E. coli en el contexto de la secuenciación 16s, la transferencia horizontal de genes, los elementos genéticos móviles, los plásmidos, etc. se analizan con cierto detalle en el libro reciente de Quammen The Tangled Tree .

Por ahora, la identificación de especies fenotípicas es la norma, como lo ilustra la guía de "Nomenclatura" para autores del Journal of Bacteriology , una publicación de la Sociedad Estadounidense de Microbiología.

Seguramente ambos. Hoy en día, con las técnicas moleculares disponibles con poco esfuerzo, la tipificación se realiza principalmente con genotipificación. Esto se puede hacer usando el gen 16S rRNA, que está compuesto por regiones hipervariables, como se muestra en la imagen. Esta elección se justifica porque este gen está altamente conservado en el filo bacteriano, lo que quizás da una variación en algunas regiones debido a la evolución. Este concepto se explica por el término "reloj molecular" en biología evolutiva.

Al diseñar cebadores específicos (ya existen para más especies) podría obtener solo amplificación por células de E.coli. Este es solo un ejemplo, exportable también a otras especies bacterianas: analizando otros fenotipos conservados para cada cepa de esta especie, es posible hacer también PCR en tiempo real usando otras regiones del genoma. Recuerde siempre que se requiere aislamiento y, por lo tanto, fenotipado mientras se realiza la identificación bacteriana; el genotipado es la forma más rápida y precisa para el primer paso de reconocimiento.

Me encontré con un problema relacionado recientemente al responder una pregunta sobre un documento sobre la clasificación de virus . No soy microbiólogo, por lo que esta respuesta puede ser defectuosa, sin embargo, plantea un punto que no creo que se haya mencionado en las otras respuestas. Acepto correcciones.

Primero, sin embargo, es obvio que las bacterias se identificaron muchos, muchos años antes de que sus secuencias estuvieran disponibles y, como se indica en la respuesta de @Argalatyr, la clasificación solo podría basarse en características fenotípicas. La imprecisión de esto se reconoce en una declaración en un artículo de revisión de 2000 de Dijkshoorn et al. 'Cepa, clon y especie: comentarios sobre tres conceptos básicos de bacteriología' :

“Una especie consiste en cepas de origen común que son más similares entre sí que con cualquier otra cepa”.

El artículo que encontré anteriormente fue de Bobay y Ochman (2018) en el que afirman:

“Los miembros de una especie biológica se definen por su capacidad de intercambiar material genético ”

Esta definición, por su naturaleza genotípica , es claramente anterior a la era de la secuenciación del ADN. (En organismos asexuales como las bacterias, el intercambio de material genético puede ocurrir por recombinación de ADN).

También se debe mencionar que esta definición aplicada a las bacterias no requiere que los miembros de la misma especie tengan la misma cantidad de genes (la preocupación de la pregunta), solo que pueden recombinarse.

En su artículo Dijkshoorn et al. Continúe discutiendo los esfuerzos actuales para correlacionar lo que, supongo, es esta definición aceptada con comparaciones basadas en ADN: secuenciación de ARNr 16S e identidad de porcentaje general de ADN.

“Recientemente, una comparación de datos de emparejamiento ADN-ADN y datos de similitud de ARNr 16S mostró que las cepas con una similitud de ARNr inferior a c. El 97% generalmente no mostró una reasociación significativa de ADN-ADN y, por lo tanto, pertenecen a diferentes especies. La similitud >97% puede o no indicar una relación cercana. El uso de este porcentaje como regla general ha hecho que, en muchos casos, la secuenciación del ARNr reemplace la técnica más engorrosa de emparejamiento ADN-ADN para la creación de nuevas especies. En la actualidad, la regla del 70 % o del 97 % se utiliza para sustentar la mayoría de las propuestas de nuevas especies”.

La moraleja parecería ser que hemos llegado a una etapa en la que es más barato y fácil tratar de definir especies a partir de la secuenciación del ADN que ir al laboratorio y realizar experimentos para ver si pueden intercambiar material genético.