- Yleispiirteet, yleiset piirteet
- fylogenia
- Luokittelu
- Clostridia-luokka
- Erysipelotrichia-luokka
- Basilli-luokka
- Ruoansulatuskanavan mikrobiota
- Viitteet
Firmicutes on yksi fyla, johon bakteerit luokitellaan. Tämä turvapaikka koostuu kolmesta luokasta (Bacilli, Clostridia ja Erysipelotrichia), 26 perheestä ja 223 suvusta, muodostaen siten tärkeimmän bakteerien turvapaikan.
Tähän turvapaikkaan luokitelluilla bakteereilla on yhteinen evoluutiohistoria. Niillä kaikilla on jäykkä soluseinämä, josta Firmicutes-nimi johdetaan (latinaksi firmus tarkoittaa kiinteää ja ihon tai soluseinän ihonväri).
Lactobacillus acidophilus. Kirjoittaja RNDr. Josef Reischig, CSc. (Kirjoittajan arkisto), Wikimedia Commonsin kautta
Kaikki turva-bakteerit sisältävät muraamihappoa soluseinämässä ja jotkut sisältävät teitohappoa. Suurin osa on gram-positiivisia lukuun ottamatta Veillonellaceae- ja Syntrophomonadaceae-perheitä, jotka ovat gram-negatiivisia.
Firmicutes-bakteerit ovat fenotyyppisesti erilaisia, ja ne voivat olla pallomaisia, suoria, kaarevia soluja, kierteisiä tankoja tai filamenteja, flagellan kanssa tai ilman, lämmönkestävien endospoorien kanssa tai ilman.
Ne voivat olla aerobisia, fakultatiivisia tai tiukasti anaerobisia. Jotkut ovat termofiilisiä ja / tai halofiilisiä. Jotkut heistä ovat kemoganotrofit ja toiset hapettomia fotoheterotrofeja. Suurin osa kasvaa neutraalissa pH: ssa, mutta jotkut ovat happofiilisiä tai alkalifiilisiä. Niiden DNA-pitoisuus on yleensä alle 50%.
Koeputkihahmoihin luokitellut bakteerit muodostavat tärkeän osan ihmisen suolistoflooraan yhdessä turvapaikkabakteriodeteihin luokiteltujen bakteerien kanssa. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että lihavien ihmisten ja eläinmalleiden suolistomikrobioottiin liittyy enemmän bakteereja myrkyllisiä bakteereja verrattuna.
Yleispiirteet, yleiset piirteet
fylogenia
Firmicutesin fylogeenia on jatkuvasti tarkistettu ja tutkittu uudelleen sisällyttämällä yhä enemmän dataa ja uusia menetelmiä, jotka mahdollistavat uusien evoluutiohypoteesien esittämisen.
Viimeaikaiset tutkimukset, jotka perustuvat ribosomaalisen RNA: n pienten nukleotidisekvenssien analysointiin, ovat luoneet fylogeneettisen kehyksen, jossa Firmicutes-turvapaikka koostuu kolmesta luokasta (Basilli, Clostridia ja Erysipelotrichia), 26 perheestä ja 223 suvusta.
Aikaisemmissa luokituksissa tämä turvapaikka sisälsi lisäluokan nimeltä Mollicutes, joka eroaa muista Firmicutes-bakteereista siinä mielessä, että siinä ei ole jäykkiä soluseinämiä, puuttuvat peptidoglykaanit tai muraamihappo, se on joustava ja erittäin voimakkaasti pleomorfisia soluja.
Tämä ryhmä on poistettu Firmicutesista uusimmissa tutkimuksissa, joissa on käytetty vaihtoehtoisia merkkejä. Seurauksena oli, että Mollicutes-luokka nousi Tenericute-reunaan.
Erysipelotrichaceae-perhe, aikaisemmin luokiteltu mollicuteiksi, joka muodostaa gram-positiivisen soluseinän, pysyy Firmicutesissa uudena luokana nimeltään Erysipelotrichia, yhdellä tilauksella (Erysipelotrichales), joka sisältää yhden perheen (Erysipelotrichaceae). Viimeaikaiset analyysit tukevat Basilli- ja Clostridia-luokkien erottelua.
Luokittelu
Clostridia-luokka
Clostridia-luokka on fenotyyppisesti, fysiologisesti ja ekologisesti monimuotoinen monofylaattinen klade. Se sisältää sekä gram-positiivisia että gram-negatiivisia bakteereja ja suurin osa suvuista muodostaa itiöitä, poikkeuksia kuten Clostridium.
Clostridia-luokka koostuu tilauksista Clostridiales, Halanaerobiales ja Thermoanaerobacterales. Clostridiales-luokkaan kuuluvat bakteerit ovat tiukkoja anaerobia, Halanaerobiales-luokan bakteerit ovat halogeenisiä ja Thermoanaerobacteriales-luokan bakteerit ovat termofiilisiä.
Joillakin Clostridia-lajeilla on suuri merkitys teollisuudelle, koska niitä käytetään liuottimien tuottamiseen käymisprosessin lopputuotteena.
Toiset tuottavat toksiineja, kuten Clostridium botulinum, joka tunnetaan myös nimellä BoTox, halvaamaan kasvojen lihakset vähentääksesi ihon ryppyjä.
Erysipelotrichia-luokka
Tämä luokka koostuu bakteereista, joilla on hieno, ohut, suora tai hieman kaareva sauva, jolla on taipumus muodostaa pitkiä säikeitä. Ne ovat liikkumattomia, gram-positiivisen soluseinämän kanssa, jotka eivät tuota endosporaa.
Ne ovat aerobisia, fakultatiivisia anaerobisia. Ne ovat kemoorganotrofisia. Heillä on käyvä hengitysmetabolia. Tähän ryhmään kuuluvat jotkut nisäkkäiden ja lintujen patogeeniset lajit, muun muassa Erysipelothrix rhusiopathiae ja Bulleidia extructa.
Basilli-luokka
Basilli-luokan bakteerit muodostavat yleensä gram-positiivisen soluseinän. Ne voivat muodostaa tai olla muodostamatta endosporaa. Suurin osa on aerobisia tai mikroaerofiilisiä, kun taas vain jotkut ovat fakultatiivisia anaerobia. Bacilli-luokka koostuu tilauksista Bacillales ja Lactobacillales.
Suurin osa Bacillales-luokan suvuista muodostaa endospoorit, vaikkakin on olemassa poikkeuksia. Lisäksi heillä on nuoren solun soluseinän gram-positiivinen värjäys. Suurimmassa osassa suvuista on menakinoni 7 (MK-7).
Pitkien ketjujen menakinoneja, MK-6: sta MK-11: ään, on raportoitu termoakinomycetaceae-perheessä. Menakinonit tunnetaan myös K-vitamiinia 2.
Sivuketjujen lukumäärä ilmoitetaan kunkin menakinonin nimen nimen kohdalla (esim. MK-6: lla on kuusi molekyyliyksikköä kiinnittyneinä kinonirenkaan muodostamaan molekyylin ytimeen).
Suvun bacillales sisältävät erittäin patogeeniset bakteerit, kuten Bacillus anthracis, joka aiheuttaa pernaruttoa. Toinen tärkeä laji on Bacillus subtilis, yksi organismeista, jota on käytetty mallina tutkimuksessa ymmärtää aiheita, jotka vaihtelevat solujen erilaistumisesta raudan varastointiin ja DNA: n replikaatioon.
Lactobacillales-luokan bakteerit voivat olla sauvan tai cockalin muotoisia, niillä voi olla gram-positiivisia soluseinämävärjäyksiä, ne eivät muodosta endospooreja ja ovat fakultatiivisia anaerobia ja ovat enimmäkseen katalaasinegatiivisia.
Tämä järjestys sisältää hyödyllisiä bakteereja, kuten Lactobacillus, ihmisten ja muiden eläinten maha-suolikanavan kasviston tärkeitä komponentteja, ja niitä käytetään käsityönä ja teollisesti jogurtin ja muiden käymistilanteiden valmistukseen.
Ruoansulatuskanavan mikrobiota
Ruoansulatuskanavan mikrobiotalla on tärkeä rooli ihmisen terveyden ylläpidossa tarjoamalla energiaa, ravinteita ja immuunisuojaa. Terveillä aikuisilla on tunnistettu yli 1250 bakteerilajia, jotka kuuluvat pääasiassa phyla-bakteroideteihin, Firmicutes- ja Actinobacteria-bakteereihin.
Yleisesti ottaen Firmicutes / Bacteroidetes -suhteen katsotaan olevan erittäin tärkeä ihmisen suolen mikrobioton koostumuksessa. Lihavilla ihmisillä on todettu suuri määrä mikrobilääkkeitä, kun taas vähäpainoisilla ihmisillä on ilmoitettu käänteinen suhde.
Tämän mikrobiotan koostumus kehittyy koko elämän ajan, varhaislapsuudesta vanhuuteen. Siksi Firmicutes / Bacteroidetes -suhde nousee syntymästä aikuisuuteen ja sitä muutetaan edelleen vanhemman iän myötä.
Ruokavaliolla on myös todettu olevan merkittävä vaikutus maha-suolikunnan mikrobiotaan. Firmicutes / Bacteroidetes -suhde on korkeampi ihmisillä, joiden ruokavalio perustuu eläinproteiineihin ja tyydyttyneisiin rasvoihin, kuin ihmisillä, joiden ruokavaliossa on runsaasti vihanneksia ja kuitua.
Viitteet
- Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotekniikan ja lääketieteen sovellukset. Saksa. Wiley-VCH.
- Conlon, MA & ja Bird. AR (2015). Ruokavalion ja elämäntavan vaikutus suolen mikrobiotaan ja ihmisen terveyteen Ravinteet, 7 (1), 17-44.
- Firmicutes. (2018, 30. tammikuuta). Wikipedia, ilmainen tietosanakirja. Kuulemispäivämäärä: 20.40, 27. syyskuuta 2018, es.wikipedia.org
- Firmicutes. (2018, 17. syyskuuta) Wikipediassa, Vapaa tietosanakirja. Haettu 20:41, 27. syyskuuta 2018, osoitteesta en.wikipedia.org
- Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G ja Furet JP. (2009). Ihmisen mikrobiston Firmicutes / Bacteroidetes-suhde muuttuu iän myötä. BMC Microbiology, 9: 123.
- Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergeyn systemaattisen bakteriologian käsikirja: Osa 3: Firmicutes. Käyttötapoja.