FIRMICUTES: RAKSTURLIELUMI, MORFOLOĢIJA UN KLASIFIKĀCIJA - BIOLOĢIJA - 2025

Firmicutes ir viena no phyla, kurā klasificē baktērijas. Šis patvērums sastāv no trim klasēm (Bacilli, Clostridia un Erysipelotrichia), 26 ģimenēm un 223 ģintīm, tādējādi veidojot galveno baktēriju patvērumu.

Šajā patvērumā klasificētajām baktērijām ir kopīga evolūcijas vēsture. Viņiem visiem ir stingra šūnas siena, no kuras cēlies nosaukums Firmicutes (latīņu valodā firmus nozīmē stingru, un sejas krāsa attiecas uz ādu vai šūnas sienu).

Lactobacillus acidophilus. Autors: RNDr. Jozefs Reišics, CSc. (Autora arhīvs), izmantojot Wikimedia Commons

Visas baktērijas satur šūnas sienā muramīnskābi, un dažas satur teitoīnskābi. Lielākā daļa ir grampozitīvi, izņemot Veillonellaceae un Syntrophomonadaceae ģimenes, kuras ir gramnegatīvas.

Firmicutes baktērijas ir fenotipiski daudzveidīgas, un tās var būt sfēriskas, taisnas, izliektas šūnas, spirālveida stieņi vai pavedieni ar vai bez flagellas, ar vai bez karstumizturīgām endosporām.

Tie var būt aerobi, fakultatīvi vai stingri anaerobi. Daži no tiem ir termofīli un / vai halofīli. Daži no tiem ir kemoganotrofi, citi - anoksiski fotoheterotrofi. Lielākā daļa aug neitrālā pH, bet daži ir acidofīli vai alkalifiliski. Viņiem ir DNS saturs, kas parasti ir mazāks par 50%.

Baktērijas, kas klasificētas fiktīvajās baktērijās, veido nozīmīgu daļu no cilvēka zarnu floras, tāpat kā baktērijas, kas klasificētas baktēriju baktērijās. Jaunākie pētījumi ir atklājuši, ka cilvēkiem ar aptaukošanos un dzīvnieku modeļiem zarnu mikrobiota ir saistīta ar lielāku mikroorganismu baktēriju daudzumu attiecībā pret bakteriātiem.

Vispārīgais raksturojums

Filogēnija

Firmicutes filoģenēze tika pastāvīgi pārskatīta un atkārtoti pētīta, iekļaujot arvien vairāk datu un jaunas metodes, kas ļauj ierosināt jaunas evolūcijas hipotēzes.

Jaunākie pētījumi, kas balstīti uz ribosomālu RNS nukleotīdu sekvenču mazu apakšvienību analīzi, ir izveidojuši filoģenētisko ietvaru, kurā Firmicutes fīzu veido trīs klases (Basilli, Clostridia un Erysipelotrichia), 26 ģimenes un 223 ģintis.

Iepriekšējās klasifikācijās šajā patvērumā bija iekļauta papildu klase ar nosaukumu Mollicutes, kas atšķiras no pārējām Firmicutes baktērijām ar to, ka tai trūkst stingru šūnu sienu, tai trūkst peptidoglikānu vai muramskābes, tā ir elastīga un ir ļoti pleomorfas šūnas.

Jaunākajos pētījumos ar alternatīvajiem marķieriem šī grupa tika izņemta no Firmicutes. Rezultātā Mollicutes klase tika paaugstināta līdz Tenericute malai.

Erysipelotrichaceae ģimene, kas iepriekš tika klasificēta kā Mollicutes un kas veido grampozitīvu šūnu sienu, paliek Firmicutes kā jauna klase ar nosaukumu Erysipelotrichia ar vienu secību (Erysipelotrichales), kurā ietilpst viena ģimene (Erysipelotrichaceae). Jaunākās analīzes apstiprina atšķirību starp Basilli un Clostridia klasēm.

Klasifikācija

Clostridia klase

Clostridia klase ir fenotipiski, fizioloģiski un ekoloģiski daudzveidīga polifiletiska klade. Tas satur gan grampozitīvas, gan gramnegatīvas baktērijas, un lielākā daļa ģinšu veido sporas, izņemot tādus izņēmumus kā Clostridium.

Clostridia klase sastāv no Clostridiales, Halanaerobiales un Thermoanaerobacterales. Baktērijas, kas pieder pie Clostridiales kārtas, ir stingri anaerobi, Halanaerobiales kārtas baktērijas ir halofīlas, savukārt Thermoanaerobacteriales kārtas baktērijas ir termofīlas.

Dažām Clostridia sugām ir liela nozīme rūpniecībā, jo tās tiek izmantotas šķīdinātāju ražošanā kā fermentācijas procesa gala produkts.

Citi ražo toksīnus, piemēram, Clostridium botulinum, kas pazīstams arī kā BoTox, lai paralizētu sejas muskuļus, lai samazinātu ādas grumbiņas.

Erysipelotrichia klase

Šo šķiru veido baktērijas ar smalku, taisnu vai nedaudz izliektu stieni, kam ir tendence veidot garus pavedienus. Viņi ir nekustīgi, ar grampozitīvu šūnu sienu, kas nerada endosporas.

Tie ir aerobie, fakultatīvie anaerobie. Tie ir ķīmiski organotrofiski. Viņiem ir fermentējoša elpošanas ceļu vielmaiņa. Šajā grupā ietilpst dažas sugas, kas ir patogēnas zīdītājiem un putniem, ieskaitot Erysipelothrix rhusiopathiae un Bulleidia extructa.

Basilli klase

Basilli klases baktērijas parasti veido grampozitīvu šūnu sienu. Tās var vai nevar veidot endosporas. Lielākā daļa ir aerobās vai mikroaerofilās, bet tikai dažas ir fakultatīvas anaerobās. Bacilli klase sastāv no Bacillales un Lactobacillales pasūtījumiem.

Lielākā daļa Bacillales kārtas ģinšu veido endosporas, kaut arī ir izņēmumi. Turklāt viņiem ir grampozitīvs šūnu sienas krāsojums jaunajās šūnās. Lielākajā daļā ģinšu ir menahinons 7 (MK-7).

Ir ziņots par garu ķēžu menakinoniem, sākot no MK-6 līdz MK-11, termoaktinomycetaceae ģimenē. Menakinoni ir pazīstami arī kā K ₂ vitamīns .

Sānu ķēžu skaits ir norādīts katra menakinona konkrētajā nosaukumā (piemēram, MK-6 ir sešas molekulu vienības, kas piestiprinātas molekulas kodolā, ko veido hinona gredzens).

Ģints bacillales sastāvā ir ļoti patogēnas baktērijas, piemēram, Bacillus anthracis, kas izraisa Sibīrijas mēri. Vēl viena svarīga suga ir Bacillus subtilis, viens no organismiem, ko izmanto kā modeli pētījumos, lai izprastu tēmas, sākot no šūnu diferenciācijas līdz dzelzs glabāšanai un DNS replikācijai.

Baktērijas, kas sastāv no Lactobacillales, var būt stienīša vai coccal formas, tām ir grampozitīvas šūnu sienas, tās neveido endosporas, tās ir fakultatīvi anaerobi un lielākoties ir katalāzes negatīvas.

Šajā pasūtījumā iekļautas tādas labvēlīgās baktērijas kā Lactobacillus, kas ir svarīgi cilvēku un citu dzīvnieku kuņģa-zarnu trakta floras komponenti, un kuras amatnieciski un rūpnieciski izmanto jogurta un citu raudzētu ēdienu ražošanai.

Kuņģa-zarnu trakta mikrobiota

Kuņģa-zarnu trakta mikrobiotai ir liela nozīme cilvēka veselības uzturēšanā, nodrošinot enerģiju, barības vielas un imūno aizsardzību. Veseliem pieaugušajiem ir identificētas vairāk nekā 1250 baktēriju sugas, kas galvenokārt pieder pie phyla Bacteroidetes, Firmicutes un Actinobacteria.

Kopumā Firmicutes / Bacteroidetes attiecības tiek uzskatītas par ļoti nozīmīgām cilvēka zarnu mikrobiotas sastāvā. Cilvēkiem ar aptaukošanos ir noteikts liels mikroorganismu daudzums, savukārt cilvēkiem ar mazu svaru ziņots par apgrieztām attiecībām.

Šīs mikrobiotas sastāvs attīstās visu dzīvi, no agras bērnības līdz sirmam vecumam. Tādējādi Firmicutes / Bacteroidetes attiecība palielinās no dzimšanas līdz pieauguša cilvēka vecumam un tiek vēl vairāk mainīta ar paaugstinātu vecumu.

Ir arī noteikts, ka uzturs ievērojami ietekmē kuņģa un zarnu trakta mikrobiotu. Firmicutes / Bacteroidetes attiecība ir augstāka cilvēkiem ar diētām, kas balstītas uz dzīvnieku olbaltumvielām un piesātinātiem taukiem, nekā cilvēkiem ar diētām ar lielu daudzumu dārzeņu un šķiedrvielu.

Atsauces

1. Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotehnoloģijas un medicīnas lietojumi. Vācija. Vileijs-VČ.
2. Konlons, MA un un putns. AR (2015). Diētas un dzīvesveida ietekme uz zarnu mikrobiotu un cilvēka veselību.Uzturvielas, 7 (1), 17-44.
3. Firmutes. (2018. gads, 30. janvāris). Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija. Apspriešanās datums: 2018. gada 27. septembris pulksten 20:40, no es.wikipedia.org
4. Firmutes. (2018, 17. septembris) Vikipēdijā The Free Encyclopedia. Iegūts 2018. gada 27. septembrī plkst. 20:41, no en.wikipedia.org
5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G un Furet JP. (2009). Cilvēka mikrobiotas mikroorganismu baktēriju / bakteroīdu daudzums mainās līdz ar vecumu. BMC mikrobioloģija, 9 : 123.
6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey's sistemātiskās bakterioloģijas rokasgrāmata: 3. sējums: Firmicutes. LIETOŠANA.