Klasifikasi pertama mikroorganisme atau taksonomi klasik memperhatikan reproduksi dan bentuknya, dan menurut klasifikasi yang sama mereka disebut kokus, basil, spirili, spirochetes, filamen, dll. Dengan perkembangan pewarnaan Gram, faktor biokimia ditambahkan, dan sel dapat dibagi menjadi dua jenis, berdasarkan warna pewarnaan: Gram positif berwarna ungu dan Gram negatif berwarna kemerahan. Pewarnaan ini didasarkan pada perbedaan antara dinding sel. Kriteria imunologis juga ditambahkan: antibodi apa yang mereka hasilkan, antigen permukaan, dll.
Di sisi lain, sel bisa menjadi prokariotik atau eukariotik. Semua prokariota adalah mikroorganisme, dan beberapa eukariota seperti protozoa dan jamur tertentu juga. Namun, struktur sel tidak selalu menyiratkan hubungan evolusioner.
Jenis klasifikasi lainnya adalah taksonomi numerik , yang mempelajari semua karakter dan memberi bobot statistik dan kemudian menerapkan rumus. Di sisi lain, taksonomi molekuler mengikuti kriteria berikut:
– Mencari molekul yang ada di semua organisme yang dianggap dari kelompok yang sama.
– Molekul ini harus relatif kompleks. Misalnya, protein empat asam amino dapat hadir dalam sangat banyak organisme dan tidak berfungsi sebagai kriteria.
Salah satu metode yang paling sering digunakan adalah kronometer evolusioner : studi tentang frekuensi monomer dalam molekul pembawa informasi tertentu telah menunjukkan bahwa jarak evolusioner antara dua spesies dapat diukur dengan perbedaan urutan asam amino atau nukleotida antara makromolekul homolog dari kedua spesies. Penting untuk memilih kronometer yang sesuai, yang memiliki karakteristik berikut:
– Molekul didistribusikan ke seluruh kelompok mikroorganisme yang akan dipelajari.
– Ini melakukan fungsi homolog di semua mikroorganisme.
– Itu harus memiliki ukuran tertentu, sehingga dapat membedakan antara molekul dua organisme.
The RNA ribosom telah menjadi yang paling banyak digunakan sebagai suatu molekul stopwatch, karena itu adalah yang terbaik memenuhi kondisi ini. Pada awalnya 5S RNA digunakan, tetapi molekulnya terlalu kecil. Sekarang RNA 16S digunakan pada prokariota dan RNA 18S pada eukariota. Mereka berisi beberapa daerah dengan urutan yang sangat baik yang berguna untuk pengurutan dan perbandingan. Dengan hasil tersebut dapat dikembangkan suatu pohon filogenetik, selain itu diperlukan metode klasifikasi yang cukup objektif. Filogeni molekuler telah menunjukkan keberadaan tiga cabang evolusi: Bakteri dan Archaea, yang merupakan prokariota, dan garis eukariotik yang disebut Eukarya.