GRAMNEIGIAMOS BACILOS: SAVYBĖS, STRUKTŪRA, TIPAI - BIOLOGIJA - 2025

Kad gramneigiamos bakterijos (GNB) yra lazdelės formos bakterijos, kurios suteikia neigiamą Gramo. Taip yra dėl jo ląstelių sienos biochemijos. Terminas bakterijos reiškia visas ląsteles, turinčias prokariotines savybes ir priklausančias bakterijų sričiai, dar vadinamoms eubakterijomis.

Prokariotams būdinga tai, kad nėra branduolių ir membranomis uždarų skyrių. Šią savybę taip pat turi Archaeobacteria domeno nariai, kuriuose taip pat yra gramneigiamų rūšių. Abiejų domenų narių ląstelių siena ir kitos savybės yra skirtingos.

Šaltinis: Eric Erbe nuotrauka, skaitmeninis spalvinimas - Christopher Pooley, abu iš USDA, ARS, EMU.

Bendrosios savybės

Gramneigiamos bacilos rūšių požymiai yra šie: 1) jie yra lazdelės formos; 2) yra neigiamos „Gram“ dėmės, todėl jos atrodo raudonos. Pastarąją gamina ląstelės sienos struktūra, kuri skiriasi nuo gramneigiamų bakterijų.

Gramneigiamos bacilos, be kitų veiksnių, labai skiriasi judrumu (judriosios žiuželinės; slankiosios; mobiliosios); Todėl lengviau apibrėžti bendrąsias Eubacteria ir Archaea savybes.

Jie yra vidutiniškai 3 μm ilgio ir 1 μm pločio. Jie gali būti didesni arba mažesni. Jiems trūksta membranos, supančios DNR, ir organelių, tokių kaip mitochondrijos ir chloroplastai.

Jie turi ląstelės sienelę, kuri supa plazmos membraną. Jie turi tik vieną žiedinę chromosomą ir plazmidę. DNR trūksta intronų.

Kai kurie eubakterijų nariai yra gyvūnų ir augalų patogenai, o archeobakterijų nariai nėra patogenai.

Eubakterijos gali būti jautrios antibiotikams (penicilinui, kanamicinui, streptomicinui ir kt.), Fiksuoti azotą, formuoti kapsules, organizuoti nuo chlorofilo priklausomą fotosintezę, neturėti fotosistemos su rodopsinu ir būti nemetanogeniškos. Archeobakterijos yra priešingos.

Ląstelės sienos struktūra Gramneigiamos bakterijos

Visoms gramneigiamoms bakterijoms, nepaisant jų ląstelių formos, yra tos pačios struktūros ląstelės sienos savybės.

Gramneigiamų bakterijų ląstelių siena yra daugiasluoksnė struktūra, sudaryta iš peptidoglikano. Jie turi išorinę membraną, kuri supa peptidoglikaną. Tarp išorinės membranos ir ląstelės sienos yra siaura erdvė, vadinama periplasmine erdve.

Ląstelės sienos dydis yra 30 Å. Jį sudaro peptidoglikanas (mureinas), kurį sudaro N-acetilgliukozamino (gluNAC) molekulės, pakaitomis su N-acetilmuraminės rūgšties (murNAc) molekulėmis ir sudarančios grandines. Peptidoglikanas sudaro 10% sienos, likusi dalis yra išorinė membrana.

GliNAC ir murNAc grandines kerta tetrapeptidai, keturių aminorūgščių liekanų grandinės. Dažnai trečioji amino rūgšties liekana, tetrapeptide, yra diaminopimelio rūgštis. Du tetrapeptidai sudaro kovalentinį ryšį vienas su kitu ir yra tiesiogiai sujungti su gluNAC ir murNAc grandinėmis.

Išorinė membrana yra lipidinis dvisluoksnis sluoksnis, kovalentiškai pritvirtintas prie peptidoglikano sluoksnio lipoproteinų molekulėmis. Ši membrana turi porinas, kurios sudaro kanalus per išorinę membraną.

Gramneigiamos Archaea ląstelės sienos struktūra

Struktūriniu ir biocheminiu požiūriu Archaea ląstelių apvalkalas labai skiriasi nuo Eubacteria. Archaea ląstelių sienelėje yra tik 10% peptidoglikano. Išorinės membranos, paprastai esančios gramneigiamose bakterijose, Archaea nėra.

Gramneigiamoje Archaea yra S sluoksnis, kuris supa plazmos membraną. Nors gramneigiama „Archaea“ yra apvalkalas, supantis S sluoksnį.

Abiejų domenų, Eubacteria ir Archaea rūšių, S sluoksnį sudaro glikoproteinai, kurie yra baltymai, kovalentiniais ryšiais sujungti su angliavandeniais. Pastarieji yra pasikartojantys subvienetai, kurie gali būti tiesūs arba šakoti, sudarantys nuo 1% iki 20% visos glikoproteinų masės.

Glikoproteinuose gausu (nuo 40% iki 50%) hidrofobinių aminorūgščių liekanų. Jo cisteino ir metionino kiekis yra mažas. Jie turi 10% lizino, glutamo rūgšties ir asparto rūgšties. Dėl to tarpląstelinis paviršius yra labai hidrofobinis.

Bakterijų, kurios yra gramneigiamos lazdelės, rūšys

Bacillus formos gramneigiamos bakterijos randamos įvairiose taksonominėse grupėse. Toje pačioje gentyje gali būti gramneigiamų bakterijų, kurios gali turėti skirtingas formas.

Pvz .: 1) Chorobium gentis, kurioje randamos žaliosios sieros bakterijos, formos kaip bacilos ir lenktos lazdelės; 2) Pasteurella gentis, turinti pleomorfines rūšis (įvairių formų).

Yra nevienalyčių grupių, tokių kaip „slystančios bakterijos“ ir sieros bakterijos, kurių nariai paprastai yra gramteigiami ir gali turėti bacilų ar kitas formas.

Slidžios bakterijos yra filogenetiškai labai įvairios, turinčios įvairių judėjimo mechanizmų. Jos yra bacilos ir jose trūksta žiogelių. Sieros bakterijos yra labai įvairi mikroorganizmų grupė, kuri gali būti lenkti strypai ar lazdelės.

Fotoautotrofinės bakterijos yra gramneigiamos ir turi įvairias formas, tokias kaip bacilos ir cocci. Jie sudaro vieną filogenetinę šaką Eubacteria srityje.

Yra taksonominių grupių, kurių nariai yra gramneigiami ir kuriose jų vienintelė forma yra bacilis, būtent:

Enterobakterijos (užsakomosios Enterobacteriales, Enterobacteriaceae šeimos), Pseudomonas (užsakomos Pseudomonadales, Gammaproteobakterijos), Azotobacter (Gammaproteobakterijos) ir Bacteroides (prieglobsčio Bacteroidetes, Class Bacteroidia).

Arcaheobakterijų, kurios yra gramneigiamos lazdelės, tipai

Haloarchaea (Halobacteria) nariai yra gramneigiami strypai. Jie priklauso Halobacteriales ir Halobacteriacea šeimai. Šioje šeimoje yra 19 genčių ir apie 57 rūšys. „Haloarchaea“ yra monofilinė grupė, tai yra, jie turi išskirtinį protėvį.

Santykinai artima Haloarchaea grupei yra metanogeninės archebakterijos, kurios gali būti gramneigiamos arba gramneigiamos. Jie turi įvairias formas. Yra žinoma apie 160 skirtingų rūšių, priklausančių 29 gentims, 14 šeimų ir šešioms kategorijoms.

Gramneigiamų lazdelių pavyzdžiai Eubacteria

Enterobakterijų grupė

Reprezentatyvios gentys: Escherichia (gastroenteritas), Enterobacter (retai patogeninis), Serratia (retai patogeniškas), Salmonella (enteritas), Proteus (šlapimo takų infekcija), Yersinia (maras), Klebsiella (pneumonija). Jie priklauso gamaproteobakterijoms.

Pseudomono grupė

Atstovaujančios gentys: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas ir Xanthomonas. Jos gali būti tiesios arba išlenktos bacilos. Kelios rūšys yra patogeniškos gyvūnams ir augalams. Pavyzdžiui, Pseudomonas auruginosa yra žaizdos ir nudegimo kolonizatorius.

Sieros oksiduojančių bakterijų grupė

Reprezentacinė gentis: Thiobacillus. Ši gentis yra geriausiai žinoma iš chemolitotrofų. Thiobacillus rūšys yra išskirstytos į proteobakterijų padalinius (alfa, beta ir gama).

Acto rūgšties bakterijų grupė

Reprezentatyvios gentys: Acetobacter ir Gluconobacter. Jie vykdo nepilną alkoholių ir cukraus oksidaciją. Kai substratas yra etanolis, jie sudaro acto rūgštį. Jie ypač naudingi alkoholinių gėrimų pramonėje.

Azotą fiksuojančių bakterijų grupė

Reprezentatyvios gentys: Azotobacter ir Zomonas. Jie aerobiniu būdu fiksuoja azotą. Dauguma priklauso alfa arba gamaproteobakterijoms. Azotobacter genties bakterijos yra ypač stambios.

Hipertermofilinių bakterijų grupė

Reprezentatyvios gentys: Thermotoga ir Thermodesulfobacterium. Tai yra užpakaliniai hipertermofilai, augantys aukštesnėje nei 70 ºC temperatūroje. Jie buvo atskirti nuo sausumos buveinių, karštų šaltinių ir povandeninių šaltinių.

Gramneigiamų strypų Archaea pavyzdžiai

Halobacterium salinarum

Jis yra judrus, gyvena aplinkoje, kurioje yra didelė druskos koncentracija (> 4 M). Jis gali naudoti šviesą kaip energijos šaltinį, nes turi bakteriofodopsiną, nuo šviesos priklausomą protonų pompą. Šis siurblys leidžia užfiksuoti šviesą ir sukurti membranoje elektrocheminį gradientą.

Elektrocheminio gradiento energija naudojama ATP sintezei ATP sintaze.

Metanomicrobium movile

Tai gramneigiamas lazdele. Sluoksnis rodo šešiakampę organizaciją. S sluoksnio baltymai turi žemus izoelektrinius taškus, tai rodo, kad juose gausu rūgščių aminorūgščių liekanų. Hidrofobinių liekanų procentas yra mažas.

Tai gyvena avių prieskrandyje. Gauna metaną redukuodamas anglies dioksidą, naudodamas H ₂ arba formatą. Jis negali metabolizuoti acetato, metilaminų ar metanolio. Jo pH yra nuo 6,5 iki 8. Optimalaus vaidmens atliekant prieskrandžio funkciją ir gyvūnų mitybą.

Gramneigiami strypai, sukeliantys ligą

Klebsiella pneumoniae

Tai yra vienas iš pneumonijos sukėlėjų. K. pneumoniae yra oportunistinis patogenas, užkrečiantis žmonių ir gyvūnų kvėpavimo takus. Jis nėra mobilus. Tai yra gramneigiamas strypas, iš kurio gaminama vyraujanti kapsulė, apsauganti ją nuo fagocitozės.

Pseudomonas aeruginosa

Tai gramneigiamas lazdele. Tai gamina tokias ligas kaip šlapimo takų ir ausų infekcijos. Tai kolonizuoja žaizdas ir nudegina odą. Tam tikromis sąlygomis jis gamina polisacharido bioplėvelę, kad sukurtų bakterijų bendruomenę ir apsaugotų ją nuo imuninės sistemos.

Haemophilus

Jie yra maži gramneigiami lazdelės ir kartais pleomorfiniai. Yra keletas rūšių, susijusių su žmonių ligomis, pavyzdžiui, H. influenzae (pneumonija), H. aegyptius (konjunktyvitas), H. ducrey (chancroid) ir H. parainfluenzae (bakteriemija ir endokarditas).

Legionella

Jie yra ploni, pleomorfiniai gramneigiami strypai. Jie yra tarpląsteliniai parazitai. Jie dauginasi alveoliniuose makrofaguose. Tai sukelia pneumoniją ir sporadines, epidemines ir nosokomines infekcijas. Legionella pneumophila yra atsakinga už epidemijas.

Salmonelės

Jie yra fakultatyvūs anerobiniai gramneigiami strypai. Jie gali kolonizuoti įvairius gyvūnus, įskaitant žinduolius, paukščius ir roplius. Daugiausia infekcijų atsiranda užgėrus užteršto maisto arba tiesiogiai perduodant jį išmatų ir burnos būdu. Sukelia gastroenteritą.

Nuorodos

1. Alcamo, E. 1996. Mikrobiologija. Wiley, Niujorkas.
2. Bartonas, LL 2005. Struktūriniai ir funkciniai ryšiai prokariotuose. „Springer“, Niujorkas.
3. Bauman, BW 2012. Mikrobiologija su ligomis pagal kūno sistemą. Pearsonas, Bostonas.
4. Black, JG 2008. Mikrobiologija: principai ir tyrinėjimai. Wiley, Niujorkas.
5. Garrett, RA, Klenk, HP 2007. Archaea. Blackwellas, Londonas.
6. Hogg, S. 2005. Esminė mikrobiologija. Vilis, Čičesteris.
7. Kates, M., Kushner, DJ, Matheson, AT 1993. Archaea (Archaeobacteria) biochemija. Elsevieras, Amsterdamas.
8. Madigan, MT, Martinko, JM, Parker, J. 2004. Brock: mikroorganizmų biologija. Pearsonas, Madridas.
9. Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaüer, MA 2006. Medicininė mikrobiologija. Elsevieras, Madridas.