PROTEOBAKTERIJOS: SAVYBĖS, SUBFILOS, PATOGENEZĖ - BIOLOGIJA - 2025

Į proteobakterijos yra bakterinė phylum didesnis, sudėtinga ir įvairialypė tarp prokariotų. Jį sudaro apie 384 gentys ir 1 300 rūšių gramneigiamų bakterijų, ląstelės sienelę sudaro daugiausia lipopolisaharidai.

Žmonėse proteobakterijų, be žarnyno ir išmatų, yra ant odos, burnos ertmės, liežuvio ir makšties takų. Proteobakterijos yra viena gausiausių filažolių žmogaus žarnyno mikrobiotoje.

E. coli grupė (gamaproteobakterijos). Nuotrauka: Erikas Erbe, skaitmeninis spalvinimas - Christopherio Pooley, abu iš USDA, ARS, EMU. , per „Wikimedia Commons“

Normalus šio užuomazgos bakterijų skaičiaus padidėjimas, palyginti su kitomis (Bacteroidetes ir Firmicutes), yra susijęs su žarnyno ir išorinės žarnyno ligomis, daugiausia su uždegiminiu fenotipu.

Proteobakterijose yra daug įvairių patogenų, tokių kaip Brucella ir Rickettsia gentys, priklausančios Alphaproteobacteria klasei, Bordetella ir Neisseria iš Betaproteobacteria klasės, Escherichia, Shigella, Salmonella ir Yersinia iš Gammaproteobacteria klasės ir galiausiai Helicobacter iš. klasės Epsilonproteobakterijos.

Be patogenų, apsauginėse proteobakterijose yra ir savitarpio rūšių, tokių kaip įpareigojantys vabzdžių endosimbiontai, įskaitant Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis ir Wigglesworthia gentis.

Naujausi tyrimai padarė išvadą, kad simbiotinės proteobakterijos daugeliu atvejų išsivystė iš parazitinių protėvių, o tai atitinka paradigmą, kad bakterijų savitarpio vystytojai dažnai išsivysto iš patogenų.

charakteristikos

Šio prieglobsčio bakterijos yra įvairios morfologiškai, fiziologiškai ir ekologiškai. Jo vardas kilęs iš senovės graikų jūros dievo Proteuso, kuris sugebėjo įgyti daugybę skirtingų formų, nurodant didelę bakterijų, surinktų šiuose taksonuose, formų įvairovę.

Ląstelės gali būti bacilų ar kokcių pavidalo, su prosteca arba be jos, žvynuotos arba ne, ir tik kai kurios rūšys gali sudaryti vaisinius kūnus. Jie gali būti maistiniai, fototrofiniai, heterotrofiniai ir chemolitotrofiniai.

Subfiliai

Remiantis filogenetine 16S rRNR geno analize, proteobakterijų prieglobstis yra suskirstytas į 6 klases: alfaproteobakterijos, Betaproteobakterijos, Gammaproteobakterijos, Deltaproteobakterijos, Epsilonproteobakterijos ir Zetaproteobakterijos.

Visos klasės yra monofiletinės, išskyrus gamaproteobakterijas, kurios yra parafiletinės kartu su Betaproteobakterijomis.

Alfaproteobakterijos

Į alfaproteobakterijų klasę įeina 13 bakterijų. Jie gali priimti įvairias morfologijas, tokias kaip koteliniai, žvaigždėti ir spiraliniai. Jie taip pat gali sudaryti stiebus ir pumpurus, kurie leidžia jiems padidinti paviršiaus ir tūrio santykį, leisdami jiems išgyventi aplinkoje, kurioje mažai maistinių medžiagų.

Alfaproteobakterijos pasižymi didele medžiagų apykaitos strategijų įvairove, tokiomis kaip fotosintezė, azoto fiksacija, amoniako oksidacija ir metilotrofija. Į šią grupę patenka gausiausiai jūrinių ląstelių organizmai.

Daugelis šios klasės bakterijų rūšių yra linkusios į tarpląstelinį gyvenimo būdą kaip augalų ar augalų ar gyvūnų patogenų, pvz., Šakniastiebių, kurie susiformuoja su kai kurių augalų rūšių šaknimis, arba Wolbachia, paprastojo uodo parazito, savitarpio augintojai.

Alfaproteobakterijos taip pat buvo siejamos su protėvių grupe, kuri sukėlė mitochondrijas, Rickettsiales. Kitos gentys, tokios kaip Rickettsia, yra patogenai.

Betaproteobakterijos

Betaproteobakterijos susidaro iš 14 bakterijų grupių, turinčių įvairių formų ir metabolizmų. Jie gali būti griežti arba fakultatyvūs aerobiniai.

Kai kurios rūšys gali būti chemoautotrofinės, pavyzdžiui, Nitrosomonas gentis, kuri yra amoniako oksidatorius. Kiti yra fototrofai, tokie kaip „Rhodocyclus“ ir „Rubrivivax“, kurie naudoja energiją kaip energijos šaltinį.

Betaproteobakterijos įsiskverbia į azoto fiksaciją, oksiduodamos amonį, gamindamos nitritą - labai svarbų junginį augalų fiziologijoje.

Šioje grupėje gali būti patogeniškos kitos rūšys, tokios kaip Neisseriaceae (sukeliančios gonorėją ir meningitą), naktinių skydų (pomidorų, bulvių) augalų patogenas Ralstonia ir Burkholderia glumae, kuris pažeidžia kameros kamieną. ryžių auginimas.

Deltaproteobakterijos

Deltaproteobakterijos sudaro 7 grupes gramneigiamų bakterijų. Jie yra anaerobiniai ir dažniausiai išskiriami ežerų, pelkių ir jūros dugno nuosėdose. Jie yra sulfato reduktoriai ir dalyvauja natūraliame sieros cikle.

Šiai klasei priskiriamos bakterijos, kurios gyvena anksčiau nei kitos bakterijos, pavyzdžiui, Bdellovibrio ir Myxococcus genčių rūšys. Mikrobakterijos išskiria sporas ir grupes daugialąsteliniuose vaisiaus kūnuose riboto maisto aplinkoje. Tai sudaro sudėtingiausią bakterijų grupę

Epsilonproteobakterijos

Į epsilonproteobakterijas patenka tik viena gramneigiamų bakterijų grupė. Jie yra formuojami kaip ploni spiraliniai ar išlenkti strypai. Kai kurios rūšys yra gyvūnų virškinamojo trakto simbiontai, kitos - skrandžio (Helicobacter spp.) Ar dvylikapirštės žarnos (Campylobacter spp.) Parazitai.

Šios grupės bakterijos gyvena mikroaerofilinėje ar anaerobinėje aplinkoje, pavyzdžiui, giliavandenėse hidroterminėse angose. Jie yra chemolitotrofiniai, nes savo energiją gauna iš redukuotos sieros arba vandenilio oksidacijos kartu su nitrato arba deguonies redukcija. Kiti yra autotrofiniai ir naudoja atvirkštinį Krebso ciklą anglies dioksidui biomasėje fiksuoti.

Patogenai

Kadangi proteobakterijos yra bakterijos, turinčios daugiausiai rūšių, ir yra pačios sudėtingiausios ir įvairios, tai apima daugybę patogenų.

Escherichia coli

Šios bakterijos išsiskiria iš užkrėstų gyvūnų išmatų ir gali išgyventi aplinkoje iki trijų dienų.

E. coli kolonizuoja naują šeimininką išmatų-burnos būdu, prarydamas žalią maistą ar užterštą vandenį, prilipdamas prie žarnyno ląstelių ir sukeldamas viduriavimą paveiktiems žmonėms.

Išmatų bakterijos gali kolonizuoti šlaplę ir vyrams plisti per šlapimo takus į šlapimo pūslę ir inkstus ar prostatą, sukeldamos šlapimo takų infekciją.

Kai specifinis E. coli štamas, kuriame yra kapsulinis antigenas, vadinamas K1, per užkrėstos motinos makštį kolonizuoja naujagimio žarnyną, atsiranda bakteriemija, sukelianti naujagimio meningitą.

Retesniais atvejais virulentiškos padermės taip pat yra atsakingos už hemolizinį-ureminį sindromą, peritonitą, mastitą, septicemiją ir pneumoniją.

Salmonelės

Kai S. enterica patenka į naują šeimininką, jis pradeda infekcijos ciklą per limfoidinį audinį. Bakterijos prilimpa prie žarnos epitelio žarnos lupimo ir M ląstelių, sukeldamos jose citoskeleto pertvarkymą, dėl kurio paviršiuje susidaro dideli bangos, leidžiančios atlikti neselektyvią endocitozę, kuriai bakterijos sugeba patekti į ląstelę. .

Taip pat Salmonella sukelia citotoksinį poveikį, kuris sunaikina M ląsteles ir sukelia apoptozę aktyvuotuose makrofaguose bei fagocitozę neaktyvuotuose makrofaguose, kuriems jos gabenamos į kepenis ir blužnį, kur jos dauginasi.

Žmonėms S. enterica gali sukelti dvi ligas: vidurių šiltinę, kurią sukelia S. enterica sub. enterica Paratyphi serotipai arba salmoneliozė, kurią sukelia kiti serotipai.

Vibrio

Dauguma Vibrio infekcijų yra susijusios su gastroenteritu, tačiau jos taip pat gali užkrėsti atviras žaizdas ir sukelti septicemiją. Šias bakterijas gali pernešti jūrų gyvūnai ir jų prarijimas sukelia mirtinas žmonių infekcijas.

Y. cholerae (sukėlėjas cholera) paprastai plinta užterštu vandeniu. Kitos patogeniškos rūšys, tokios kaip V. parahaemolyticus ir V. vulnificus, pernešamos užterštu maistu, paprastai susijusios su nepakankamai paruoštais vėžiagyviais.

V. vulnificus protrūkiai yra mirtini ir dažniausiai pasitaiko karštame klimate. Po uragano „Katrina“ Naujajame Orleane įvyko šios rūšies protrūkis.

Helicobacter

Kai kurios Helicobacter rūšys gyvena žinduolių ir kai kurių paukščių viršutiniuose virškinimo traktuose ir kepenyse. Kai kurios šių bakterijų rūšys yra patogeniškos žmonėms ir yra stipriai susijusios su pepsinėmis opos, lėtiniu gastritu, duodenitu ir skrandžio vėžiu.

Helicobacter genties rūšys gali klestėti žinduolio skrandyje, gamindamos didelius kiekius ureazės, kuri vietoje padidina pH nuo 2 iki 6 arba 7, todėl ji tampa labiau suderinama terpe.

Y. pylori užkrečia iki 50% žmonių populiacijos. Jis randamas gleivėse, vidiniame epitelio paviršiuje ir retkarčiais skrandžio epitelio ląstelėse.

Skrandžio kolonizavimas H. pylori gali sukelti lėtinį gastritą, skrandžio gleivinės uždegimą infekcijos vietoje.

Yersinia

Yersinia genčiai priklauso 11 rūšių, iš kurių tik Y. pestis, Y. pseudotuberculosis ir tam tikros Y. enterocolitica padermės turi patogenišką reikšmę žmonėms ir kai kuriems šiltakraučiams gyvūnams.

Y. pestis yra sukėlėjas, sukeliantis pneumoninį, septiceminį ir buboninį marą. Maras priklauso nuo užkrėtimo formos - užkrėstų blusų įkandimas (buboninis maras ir septiceminis maras) arba tarp žmonių kosint, vemiant ir čiaudint, kai liga progresuoja į pneumoninę formą. (plaučių ar pneumoninis maras).

Pneumoninis maras atsiranda, kai bakterijos užkrečia plaučius, tuo tarpu buboninis maras atsiranda, kai bakterijos patenka į kūną per odą iš blusos įkandimo ir per limfagysles keliauja į limfmazgį, sukeldamos uždegimą. Galiausiai dėl kraujo užkrėtimo, užkrėstų blusų įkandimu, atsiranda septinis maras

Y. pseudotuberkuliozė įgyjama kontaktuojant su užkrėstais gyvūnais arba vartojant užterštą maistą ir vandenį. Tai yra liga, panašia į tuberkuliozę, vadinama skarlatina, pažeidžianti limfmazgius. Tai gali sukelti vietinę audinių nekrozę, granulomas blužnyje, kepenyse ir limfmazgiuose.

Y. enterokolitica infekcija dažniausiai atsiranda vartojant nepakankamai virtą kiaulieną arba užterštą vandenį, mėsą ar pieną. Ūminės infekcijos dažniausiai sukelia savaiminį entero kolitą arba galinį ileitą ir adenitą. Simptomai gali būti vandeningas ar kruvinas viduriavimas ir karščiavimas, panašūs į apendicitą ar salmoneliozę ar šigeliozę.

Nuorodos

1. „Garrity“, „Gm“, „Bell“, JA ir „Lilburn“, TG (2004). Taksonominis prokariotų aprašas. Bergey's sisteminės bakteriologijos vadovas, antrasis leidimas. „Springer-Verlag“, Niujorkas.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobakterijos: bendras veiksnys žmogaus ligose. „Biomed Research International“, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). Proteobakterijų savitarpio evoliucijos ištakos ir įvairinimas. Karališkosios draugijos leidiniai, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). Bakterijų pavadinimų, esančių nomenklatūroje, sąrašas: aplankas, kurį galima rasti internete. Tarptautinis sisteminės bakteriologijos žurnalas 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Gauta 2018 m. Spalio 7 d.
5. Kelly P. Williams, KP, „Sobral“, „BW“ ir „Dickerman AW“ (2007). Tvirtas alfaproteobakterijų rūšių medis. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.