PROTEOBAKTEERIT: OMINAISUUDET, ALAFILEET, PATOGENEESI - BIOLOGIA - 2026

Proteobakteerien ovat bakteeri- Mollusca suurempia, monimutkainen ja monipuolinen keskuudessa prokaryooteissa. Se käsittää noin 384 sukua ja 1 300 lajia gram-negatiivisia bakteereja, joiden soluseinä koostuu pääasiassa lipopolysakkarideista.

Ihmisillä proteobakteerit ovat suolen ja ulosteiden lisäksi iholla, suuontelossa, kielellä ja emättimessä. Proteobakteerit ovat yksi yleisimmistä fyloista ihmisen suoliston mikrobiotassa.

E. colin (gammaproteobakteerit) ryhmä. Kuva: Eric Erbe, digitaalinen väritys: Christopher Pooley, molemmat USDA, ARS, EMU., Wikimedia Commonsin kautta

Tämän turvapaikan bakteerien normaalien osuuksien lisääntyminen verrattuna muihin (bakteroideetit ja Firmicutit) liittyy suoliston ja suoliston ulkopuolisiin sairauksiin, pääasiassa tulehdukselliseen fenotyyppiin.

Proteobakteereihin sisältyy suuri joukko taudinaiheuttajia, kuten Alfaproteobakteeriluokkaan kuuluvat Brucella- ja Rickettsia-suvut, Betaproteobakteeriluokasta Bordetella ja Neisseria, Escherichia, Shigella, Salmonella ja Yersinia Gammaproteobacteria -luokasta ja lopulta Helicobacter. luokan Epsilonproteobakteerit.

Taudinaiheuttajien lisäksi turvapaikkaproteobakteerit sisältävät keskinäisiä lajeja, kuten hyönteisten pakollisia endosymbioneja, mukaan lukien sukut Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis ja Wigglesworthia.

Viimeaikaiset tutkimukset ovat tulleet siihen tulokseen, että symbioottiset proteobakteerit ovat kehittyneet useimmissa tapauksissa loisten esi-isistä, mikä on sopusoinnussa paradigman kanssa, jonka mukaan bakteerien keskinäiset edustajat kehittyvät usein taudinaiheuttajista.

ominaisuudet

Tämän turvapaikan bakteerit ovat monimuotoisia morfologisesti, fysiologisesti ja ekologisesti. Sen nimi on johdettu antiikin Kreikan merijumalasta Proteuksesta, jolla oli kyky omaksua monia erilaisia ​​muotoja, viitaten tähän taksoon kerättyjen bakteerien monimuotoisuuteen.

Solut voivat olla bacilli- tai cocci-muodossa, prostatan kanssa tai ilman, flagelloituneet tai ilman, ja vain jotkut lajit voivat muodostaa hedelmäkappaleita. Ne voivat olla ravitsemuksellisesti fototrofisia, heterotrofisia ja kemolitotrofisia.

Subphiles

16S-rRNA-geenin fylogeneettisen analyysin perusteella proteobakteerifarmi jaetaan 6 luokkaan: alfaproteobakteerit, Betaproteobakteerit, gammaproteobakteerit, Deltaproteobakteerit, Epsilonproteobakteerit ja Zetaproteobakteerit.

Kaikki luokat ovat monofiilisiä, paitsi gammaproteobakteerit, jotka ovat parafyleettisiä Betaproteobakteerien kanssa.

Alphaproteobacteria

Alfaproteobakteeriluokkaan kuuluu 13 bakteerikokousta. Ne voivat omaksua erilaisia ​​morfologioita, kuten piikki-, tähtikuvio- ja kierre. Ne voivat myös muodostaa varret ja silmut, mikä antaa heille mahdollisuuden kasvattaa pinta-ala-suhdettaan, jolloin he voivat selviytyä ympäristöissä, joissa on vähän ravintoaineita.

Alfaproteobakteerit osoittavat suurta monimuotoisuutta metabolisia strategioita, kuten fotosynteesi, typen kiinnitys, ammoniakin hapettuminen ja metylotrofia. Tähän ryhmään sisältyvät runsaimpia meren soluorganismeja.

Monilla tämän bakteeriluokan lajeilla on taipumus käyttää solunsisäistä elämäntapaa kasvien tai kasvien tai eläinten taudinaiheuttajien yhteisvaikuttajana, kuten Rhizobim, joka muodostuu joidenkin kasvilajien juurten kanssa tai Wolbachia, tavallisen hyttysen loinen.

Alfaproteobakteereita on myös liitetty esi-isäryhmään, joka on aiheuttanut mitokondrioita, Rickettsiales. Muut suvut, kuten Rickettsia, ovat taudinaiheuttajia.

betaproteobacteria

Beetaproteobakteerit muodostuvat 14 bakteerikokoelmasta, joilla on monimuotoisia muotoja ja aineenvaihduntaa. Ne voivat olla tiukkoja tai fakultatiivisia aerobisia.

Jotkut lajit voivat olla kemoautotrofisia, kuten suku Nitrosomonas, joka on ammoniakin hapetin. Toiset ovat fototrofeja, kuten Rhodocyclus ja Rubrivivax, jotka käyttävät valoa energialähteenä.

Beetaproteobakteerit puuttuvat typen kiinnitykseen ammoniumin hapettumisen kautta tuottaen nitriittiä, joka on erittäin tärkeä yhdiste kasvien fysiologiassa.

Muut ryhmät voivat olla patogeenisiä tässä ryhmässä, kuten Neisseriaceae (joka aiheuttaa gonorrheaa ja aivokalvontulehdusta), Ralstonia, yöpahojen kasvien patogeeni (tomaatti, peruna) ja Burkholderia glumae, joka aiheuttaa vaurioita nieluun riisin viljely.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobakteerit ryhmä 7 gramman negatiivisia bakteereja. Ne ovat anaerobisia ja eristetään yleensä järvien, suiden ja merenpohjan sedimenteissä. Ne ovat sulfaattia vähentäviä ja osallistuvat luonnon rikkisykliin.

Tähän luokkaan kuuluvat bakteerit, jotka edeltävät muita bakteereja, kuten sukujen Bdellovibrio ja Myxococcus lajit. Myksobakteerit emittoivat itiöitä ja ryhmittyvät monisoluisissa hedelmäkappaleissa ruokarajoitetussa ympäristössä. Ne ovat monimutkaisin bakteeriryhmä

Epsilonproteobacteria

Epsilonproteobakteerit sisältävät vain yhden gramman negatiivisia bakteereja. Ne ovat muodoltaan ohuita kierteisiä tai kaarevia tankoja. Jotkut lajit ovat eläinten ruoansulatuskanavan symbiootteja, toiset ovat mahalaukun (Helicobacter spp.) Tai pohjukaissuolen (Campylobacter spp.) Loiset.

Tämän ryhmän bakteerit asuvat mikroaerofiilisissä tai anaerobisissa ympäristöissä, kuten syvänmeren hydrotermisissä tuuletusaukoissa. Ne ovat kemolytotrofisia, koska ne saavat energiansa pelkistyneen rikin tai vedyn hapettamisesta kytkettynä nitraatin tai hapen pelkistykseen. Toiset ovat autotrofisia ja käyttävät käänteistä Krebs-sykliä hiilidioksidin kiinnittämiseksi biomassaan.

patogenian

Koska proteobakteerit ovat bakteereja, joilla on eniten lajeja ja monimutkaisimpia ja monimuotoisimpia, se sisältää monenlaisia ​​patogeenejä.

Escherichia coli

Nämä bakteerit erittyvät tartunnan saaneiden eläinten ulosteisiin ja voivat elää ympäristössä jopa kolme päivää.

E. coli siirtää uuden isännän ulosteen ja suun kautta, syömällä raakaa ruokaa tai saastunutta vettä, tarttumalla suolisoluihin ja aiheuttamalla ripulia sairastuneille ihmisille.

Fekabakteerit voivat kolonisoida virtsaputken ja levitä virtsateiden kautta virtsarakoon ja munuaisiin tai eturauhakseen miehillä, aiheuttaen virtsateiden infektiota.

Kun tietty E. colin kanta, joka sisältää kapseliantigeeniä nimeltään K1, siirtää vastasyntyneen suoliston saastuneen äidin emättimen kautta, syntyy baktereemia, mikä johtaa vastasyntyneen meningiittiin.

Harvemmissa tapauksissa virulentit kannat ovat myös vastuussa hemolyyttis-ureemisesta oireyhtymästä, peritoniitista, mastiitista, septikemiasta ja keuhkokuumeesta.

salmonella

Kun S. enterica saapuu uuteen isäntään, se aloittaa infektiosyklin imukudoksen kautta. Bakteerit kiinnittyvät ileumin ja M-solujen suolen epiteelisoluihin aiheuttaen niissä sytoskeletonsa uudelleenjärjestelyn, joka laukaisee suurten väreiden muodostumisen pinnalle mahdollistaen ei-selektiivisen endosytoosin, jonka vuoksi bakteerit pääsevät soluun.

Samoin Salmonella tuottaa sytotoksisia vaikutuksia, jotka tuhoavat M-solut ja indusoivat apoptoosin aktivoiduissa makrofageissa ja fagosytoosin aktivoimattomissa makrofageissa, joita varten ne kuljetetaan maksaan ja pernaan, missä ne lisääntyvät.

Ihmisillä S. enterica voi aiheuttaa kaksi sairautta: lavantauti, jonka on aiheuttanut S. enterica sub. enterica Paratyphin serotyypit tai muiden serotyyppien aiheuttama salmonelloosi.

Vibrio

Useimpiin Vibrio-infektioihin liittyy gastroenteriitti, mutta ne voivat myös tartuttaa avoimia haavoja ja aiheuttaa septikemia. Nämä bakteerit voivat kuljettaa merieläimet ja niiden nauttiminen aiheuttaa ihmisille kuolemaan johtavia infektioita.

Y. kolera (koleran aiheuttaja) leviää yleensä saastuneella vedellä. Muita patogeenisiä lajeja, kuten V. parahaemolyticus ja V. vulnificus, leviävät saastuneet ruuat, jotka yleensä liittyvät alikeitetyn äyriäisten kulutukseen.

V. vulnificuksen taudinpurkaukset ovat tappavia ja esiintyy yleisesti kuumissa ilmastoissa. New Orleansissa, Katrinan hirmumyrskyn jälkeen, esiintyi tämän lajin puhkeamista.

Helicobacter

Jotkut Helicobacter-lajit elävät nisäkkäiden ja joidenkin lintujen maha-suolikanavan yläosassa ja maksassa. Jotkut näiden bakteerien kannat ovat patogeenisiä ihmisille ja liittyvät voimakkaasti mahahaavoihin, krooniseen gastriittiin, pohjukaissuolitulehdukseen ja mahalaukun syöpään.

Helicobacter-suvun lajit voivat menestyä nisäkkään vatsassa tuottaen suuria määriä ureaasia, joka nostaa paikallisesti pH: n 2 - 6 tai 7, mikä tekee siitä sopivamman väliaineen.

Y. pylori tartuttaa jopa 50% ihmiskannasta. Sitä löytyy limasta, epiteelin sisäpinnalta ja toisinaan mahalaukun epiteelisoluista.

Mahan kolonisaatio H. pylorin avulla voi johtaa krooniseen gastriittiin, mahalaukun limakalvon tulehdukseen tartuntapaikassa.

Yersinia

Yersinia-sukuun kuuluu 11 lajia, joista vain Y. pestis, Y. pseudotuberculosis ja tietyillä Y. enterokolitica -kannoilla on patogeeninen merkitys ihmisille ja joillekin lämminverisille eläimille.

Y. pestis on syy-aiheinen keuhkokuumeen, septikemiseen ja buboniseen ruttoon. Rutto tyyppi riippuu tartunnan muodosta joko tartunnan saaneiden kirppujen pureman (kupla- ja septinen rutto) kautta tai henkilöiden välillä yskimällä, oksentamalla ja aivastelemalla, kun sairaus on edennyt keuhkokuumeeseen. (keuhko- tai keuhkoputto).

Pneumonis-katto esiintyy, kun bakteerit tartuttavat keuhkoihin, kun taas bubonic-rutto esiintyy, kun bakteerit kulkeutuvat kehoon ihon läpi kirppuista ja kulkevat imusolujen läpi imusolmukkeeseen aiheuttaen tulehduksia. Lopuksi septinen rutto esiintyy veri-infektion takia tartunnan saaneiden kirppujen pureman jälkeen

Y. pseudotuberkuloosi saadaan kosketuksessa tartunnan saaneisiin eläimiin tai kuluttamalla saastunutta ruokaa ja vettä. Se on tuberkuloosiin samanlainen sairaus, nimeltään scarlet-kuume, joka vaikuttaa imusolmukkeisiin. Se voi aiheuttaa paikallista kudosnekroosia, granuloomia pernassa, maksassa ja imusolmukkeissa.

Y. enterokolitica-tartunnat esiintyvät yleensä alikeitetyn sianlihan kulutuksesta tai saastuneesta vedestä, lihasta tai maidosta. Akuutit infektiot johtavat yleensä itsenäisesti rajoittuneeseen enterokoliittiin tai terminaaliseen ileiittiin ja adeniittiin ihmisillä. Oireita voivat olla vesinen tai verinen ripuli ja kuume, samanlainen kuin appendicitis tai salmonellosis tai shigellosis.

Viitteet

1. Garrity, G., Bell, JA, ja Lilburn, TG (2004). Prokarioteiden taksonominen pääpiirteet. Bergeyn systemaattisen bakteriologian käsikirja, toinen painos. Springer-Verlag, New York.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobakteerit: yhteinen tekijä ihmisen sairauksissa. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). Proteobakteerien keskinäisten evoluutioperä ja monipuolistuminen. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). Luettelo nimikkeistössä pysyvistä bakteerinimistä: Internetissä oleva kansio. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590 - 592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Haettu 7. lokakuuta 2018.
5. Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW ja Dickerman AW (2007). Vahva lajipuu alfaproteobakteereille. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578 - 4586.