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La microbiología sistemática es la rama de la microbiología que se encarga de la clasificación, identificación y nomenclatura de los microorganismos.

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La microbiología sistemática y aplicada se ocupa de diversos aspectos de la diversidad microbiana y la sistemática de los procariotas . Se centra en las bacterias y las arqueas; los microorganismos eucariotas solo se considerarán en casos excepcionales.

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Taxonomía: La taxonomía microbiana se ocupa de la clasificación y ordenamiento de los microorganismos. Los seres vivos son clasificados según su semejanza y proximidad filogenética en grupos y se encuentran en una estructura de jerarquía de inclusión, que se refiere a cómo una categoría abarca otras.

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Estudia características fisiológicas que surgen en condiciones ambientales estandarizadas. Los métodos fenotípicos permiten, usualmente, identificar aislados microbianos hasta nivel de género y, en algunos casos, hasta nivel de especie en función del número de observaciones macro y microscópicas, sumado a pruebas bioquímicas.

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Análisis filogénico: La filogenética microbiana es el estudio de la relación evolutiva entre diversos grupos de microorganismos. Un análisis filogenético indica las relaciones evolutivas entre las secuencias o especies, cuales descienden de ancestros comunes, además de las distancias entre ellas.

Análisis genotípico: comparación de la homología entre el ADN de distintas bacterias por métodos de hibridación cromosómica.

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Especie: La especie es el grupo taxonómico más elemental y puede definirse como una colección de cepas bacterianas que comparten muchas características fisiológicas y genéticas, y como grupo difieren de manera notable de otras especies bacterianas, estas son capaces de reproducirse entre si y producir una descendencia fértil y en muchos casos los organismos se separan de su población original y se aísla del resto lo cual puede causar suficiente diferenciación hasta convertirse en una especie diferente.

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Cada especie de organismo o microorganismo recibe un nombre de dos términos de los cuales el primero identifica el género al que pertenece y el segundo la especie misma.