PROTEOBAKTĒRIJAS: RAKSTUROJUMS, SUBFILI, PATOĢENĒZE - BIOLOĢIJA - 2025

The proteobacteria ir starp prokariotiem baktēriju tips lielāks, komplekss un daudzveidīga. Tas satur apmēram 384 ģints un 1300 gramnegatīvo baktēriju sugu ar šūnas sienu, kas sastāv galvenokārt no lipopolisaharīdiem.

Cilvēkiem proteobaktērijas atrodas uz ādas, mutes dobuma, mēles un maksts trakta, papildus zarnām un fekālijām. Proteobaktērijas ir viena no visbagātākajām fillām cilvēka zarnu mikrobiotā.

E. coli grupa (gammaproteobaktērijas). Autors: Ēriks Erbe, digitāls kolorīts - Christopher Pooley, abi no USDA, ARS, EMU. , izmantojot Wikimedia Commons

Šīs patvēruma baktēriju normālās proporcijas palielināšanās salīdzinājumā ar citām (Bacteroidetes un Firmicutes) ir saistīta ar zarnu un ārpus zarnu trakta slimībām, galvenokārt ar iekaisuma fenotipu.

Proteobaktērijās ietilpst plašs patogēnu klāsts, piemēram, Brucella un Rickettsia ģints, kas pieder Alphaproteobacteria klasei, Bordetella un Neisseria no Betaproteobacteria klases, Escherichia, Shigella, Salmonella un Yersinia no Gammaproteobacteria klases un, visbeidzot, Helicobacter no klases Epsilonproteobaktērijas.

Papildus patogēniem patvēruma proteobaktērijās ietilpst savstarpējas realizācijas sugas, piemēram, kukaiņu obligātie endosimbionti, ieskaitot Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis un Wigglesworthia ģints.

Jaunākie pētījumi ir secinājuši, ka simbiotiskās proteobaktērijas vairumā gadījumu ir attīstījušās no parazītiskajiem senčiem, kas atbilst paradigmai, ka baktēriju savstarpējie pārstāvji bieži attīstās no patogēniem.

raksturojums

Šīs patvēruma baktērijas ir dažādas morfoloģiski, fizioloģiski un ekoloģiski. Tās nosaukums ir cēlies no seno grieķu jūras dieva Proteus, kurš spēja uzņemt dažādas formas, atsaucoties uz šajā taksonā savākto baktēriju formu lielo dažādību.

Šūnas var būt baciļu vai cocci formā, ar prosteca vai bez tās, flagellated vai nē, un tikai dažas sugas var veidot augļu ķermeņus. Uztura ziņā tie var būt fototrofiski, heterotrofiski un chemolitotrofiski.

Subfili

Balstoties uz 16S rRNS gēna filoģenētisko analīzi, proteobaktēriju patvērums ir sadalīts 6 klasēs: alfaproteobaktērijas, Betaproteobaktērijas, gammaproteobaktērijas, Deltaproteobaktērijas, Epsilonproteobaktērijas un Zetaproteobaktērijas.

Visas klases ir monofiliskas, izņemot gammaproteobaktērijas, kurām ir parafiletiskas sekas ar Betaproteobaktērijām.

Alfaproteobaktērijas

Alfaproteobaktēriju klasē ietilpst 13 baktēriju kārtas. Viņi var pieņemt dažādas morfoloģijas, piemēram, kātu, zvaigžņotu un spirāli. Tie var veidot arī stublājus un pumpurus, kas ļauj viņiem palielināt virsmas un tilpuma attiecību, ļaujot tiem izdzīvot vidē, kurā ir maz barības vielu.

Alfaproteobaktērijām piemīt liela metabolisma stratēģiju daudzveidība, piemēram, fotosintēze, slāpekļa fiksācija, amonjaka oksidēšana un metilotrofija. Šajā grupā ir iekļauti visizplatītākie jūras šūnu organismi.

Daudzām šīs klases baktēriju sugām ir tendence lietot intracelulāru dzīvesveidu kā augu vai augu vai dzīvnieku patogēnu savstarpējiem pārstāvjiem, piemēram, Rhizobim, kas veidojas ar dažu augu sugu saknēm, vai Wolbachia, kas ir parasto odu parazīts.

Alfaproteobaktērijas ir saistītas arī ar senču grupu, kas radīja mitohondrijus, Rickettsiales. Citas ģintis, piemēram, Rickettsia, ir patogēni.

Betaproteobaktērijas

Betaproteobaktērijas veido 14 baktēriju kārtas, kurām ir daudzveidīga forma un metabolisms. Tie var būt stingri vai fakultatīvi aerobi.

Dažas sugas var būt kemoautotrofas, piemēram, Nitrosomonas ģints, kas ir amonjaka oksidētājs. Citi ir fototrofi, piemēram, Rhodocyclus un Rubrivivax, kas kā enerģijas avotu izmanto gaismu.

Betaproteobaktērijas iejaucas slāpekļa fiksācijā ar amonija oksidācijas palīdzību, veidojot nitrītu, kas ir ļoti svarīgs savienojums augu fizioloģijā.

Citas sugas šajā grupā var būt patogēnas, piemēram, Neisseriaceae (kas izraisa gonoreju un meningītu), Ralstonia, nakts patogēnu (tomātu, kartupeļu) augu patogēns un Burkholderia glumae, kas nodara kaitējumu sirds kambarim. rīsu audzēšana.

Deltaproteobaktērijas

Deltaproteobaktērijas 7 grupas gramnegatīvas baktērijas. Tie ir anaerobi un parasti ir izolēti ezeru, purvu un jūras gultnes nogulumos. Tie ir sulfātu reducētāji un piedalās dabiskā sēra ciklā.

Šajā klasē ietilpst baktērijas, kas priekšteči pārsniedz citas baktērijas, piemēram, Bdellovibrio un Myxococcus ģinšu sugas. Miksobaktērijas izdala sporas un grupas daudzšūnu augļu ķermeņos, kuru vide ir ierobežota ar pārtiku. Tās veido vissarežģītāko baktēriju grupu

Epsilonproteobaktērijas

Epsilonproteobaktērijās ir tikai viena gramnegatīvo baktēriju secība. Tie ir veidoti kā plāni spirālveida vai izliekti stieņi. Dažas sugas ir dzīvnieku gremošanas trakta simbionti, citas ir kuņģa (Helicobacter spp.) Vai divpadsmitpirkstu zarnas (Campylobacter spp.) Parazīti.

Šīs grupas baktērijas apdzīvo mikroaerofīlu vai anaerobu vidi, piemēram, dziļūdens hidrotermiskās atveres. Tie ir kemolitotrofiski, jo savu enerģiju iegūst no reducēta sēra vai ūdeņraža oksidācijas, kas saistīta ar nitrātu vai skābekļa reducēšanu. Citi ir autotrofiski un izmanto apgriezto Krebsa ciklu, lai fiksētu oglekļa dioksīdu biomasā.

Patogēnija

Tā kā proteobaktērijas ir baktēriju daudzveidība, kurās ir vislielākais sugu skaits, un tās ir vissarežģītākās un daudzveidīgākās, tas ietver plašu patogēnu klāstu.

Escherichia coli

Šīs baktērijas izdalās inficēto dzīvnieku izkārnījumos un vidē var izdzīvot līdz trim dienām.

E. coli kolonizē jaunu saimnieku, izmantojot fekālo un orālo ceļu, uzņemot neapstrādātu pārtiku vai piesārņotu ūdeni, pielipinot zarnu šūnām un izraisot caureju skartajiem cilvēkiem.

Fecal baktērijas var kolonizēt urīnizvadkanālu un vīriešiem izplatīties caur urīnceļu uz urīnpūsli un nierēm vai prostatu, izraisot urīnceļu infekciju.

Kad īpašs E. coli celms, kas satur kapsulas antigēnu ar nosaukumu K1, kolonizē jaundzimušā zarnas caur inficēto mātes maksts, rodas bakteriēmija, kas noved pie jaundzimušā meningīta.

Retākos gadījumos virulenti celmi ir atbildīgi arī par hemolītiski urēmisko sindromu, peritonītu, mastītu, septicēmiju un pneimoniju.

Salmonella

Tiklīdz S. enterica nonāk jaunā saimniekorganismā, tas sāk savu infekcijas ciklu caur limfoīdiem audiem. Baktērijas pielīp pie zarnas epitēlija šūnām un M šūnām, izraisot tajās citoskeleta pārkārtošanos, kas izraisa lielu rīboņu veidošanos uz virsmas, ļaujot neselektīvai endocitozei, kurai baktērijām izdodas iekļūt šūnā .

Tāpat Salmonella rada citotoksisku iedarbību, kas iznīcina M šūnas un izraisa apoptozi aktivizētos makrofāgos un fagocitozi neaktivizētos makrofāgos, kuriem tie tiek nogādāti aknās un liesā, kur tie vairoties.

Cilvēkiem S. enterica var izraisīt divas slimības: vēdertīfu, ko izraisa S. enterica sub. enterica Paratyphi serotipi vai salmoneloze, ko izraisa citi serotipi.

Vibrio

Lielākā daļa Vibrio infekciju ir saistītas ar gastroenterītu, taču tās var arī inficēt atvērtās brūces un izraisīt septicēmiju. Šīs baktērijas var pārnēsāt jūras dzīvnieki, un to norīšana izraisa nāvējošas infekcijas cilvēkiem.

Y. holēras (holēras izraisītājs) parasti izplata ar piesārņotu ūdeni. Citas patogēnas sugas, piemēram, V. parahaemolyticus un V. vulnificus, pārnēsā ar inficētu pārtiku, kas parasti ir saistīta ar nepietiekami termiski apstrādātu gliemeņu patēriņu.

V. vulnificus uzliesmojumi ir nāvējoši un parasti sastopami karstā klimatā. Pēc viesuļvētras “Katrina” Ņūorleānā notika šīs sugas uzliesmojums.

Helicobacter

Dažas Helicobacter sugas dzīvo zīdītāju un dažu putnu kuņģa-zarnu trakta augšējā daļā un aknās. Daži šo baktēriju celmi ir patogēni cilvēkiem un ir cieši saistīti ar peptiskām čūlām, hronisku gastrītu, duodenītu un kuņģa vēzi.

Helicobacter ģints sugas var zeltīt zīdītāja kuņģī, radot lielu daudzumu ureāzes, kas lokāli paaugstina pH no 2 līdz 6 vai 7, padarot to par saderīgāku barotni.

Y. pylori inficē līdz 50% cilvēku populācijas. Tas atrodams gļotās, epitēlija iekšējā virsmā un reizēm kuņģa epitēlija šūnās.

Kuņģa kolonizācija ar H. pylori var izraisīt hronisku gastrītu, kuņģa gļotādas iekaisumu infekcijas vietā.

Jersinija

Yersinia ģintī ietilpst 11 sugas, no kurām tikai Y. pestis, Y. pseudotuberculosis un daži Y. enterocolitica celmi ir patogēni nozīmīgi cilvēkiem un dažiem siltasiņu dzīvniekiem.

Y. pestis ir pneimoniskas, septicēmiskas un buboņa mēles izraisītājs. Mēra tips ir atkarīgs no infekcijas formas vai nu caur inficēto blusu (buboņa mēris un septicēmiskais mēris) kodumu, vai arī no viena cilvēka uz otru klepojot, vemjot un šķaudot, kad slimība ir progresējusi līdz pneimoniskai formai. (plaušu vai pneimonijas mēris).

Pneimoniskā mēris rodas, kad baktērijas inficē plaušas, savukārt buboņa mēris rodas, kad baktērijas iekļūst ķermenī caur ādu no blusu koduma un caur limfvadiem pārvietojas uz limfmezglu, izraisot iekaisumu. Visbeidzot, pēc infekcijas inficēto blusu koduma asins infekcijas dēļ rodas septicēmisks mēris

Y. pseidotuberkulozi iegūst, nonākot saskarē ar inficētiem dzīvniekiem vai patērējot piesārņotu pārtiku un ūdeni. Tas ir iemesls tuberkulozei līdzīgai slimībai, ko sauc par skarlatīnu, kas ietekmē limfmezglus. Tas var izraisīt lokalizētu audu nekrozi, granulomas liesā, aknās un limfmezglos.

Y. enterokolitica infekcijas parasti rodas no nepietiekami termiski apstrādātas cūkgaļas vai no piesārņota ūdens, gaļas vai piena. Akūtas infekcijas parasti cilvēkiem izraisa ierobežotu entero kolītu vai terminālo ileītu un adenītu. Simptomi var būt ūdeņains vai asiņains caureja un drudzis, līdzīgi kā apendicīts vai salmoneloze vai šigeloze.

Atsauces

1. Garrity, Gm, Bell, JA, & Lilburn, TG (2004). Prokariotu taksonomijas izklāsts. Bergey's rokasgrāmata par sistemātisku bakterioloģiju, otrais izdevums. Springer-Verlag, Ņujorka.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobaktērijas: kopīgs cilvēka slimību faktors. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). Proteobaktēriju savstarpējo spēku evolucionārā izcelsme un dažādošana. Karaliskās biedrības raksts, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). Baktēriju vārdu saraksts ar pastāvīgu nomenklatūrā: mape, kas pieejama internetā. Starptautiskais sistemātiskās bakterioloģijas žurnāls 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Iegūts 2018. gada 7. oktobrī.
5. Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW un Dickerman AW (2007). Izturīgs sugas koks alfaproteobaktērijām. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.