Charakterystyczne proteobakterie, podfile, patogeneza

2577
Simon Doyle

Plik proteobakterie Są najbardziej rozległą, złożoną i różnorodną gromadą bakterii wśród organizmów prokariotycznych. Obejmuje około 384 rodzajów i 1300 gatunków bakterii Gram-ujemnych ze ścianą komórkową składającą się głównie z lipopolisacharydów..

U ludzi proteobakterie są obecne na skórze, jamie ustnej, języku i drogach pochwowych, a także w jelitach i kale. Proteobakterie są jednymi z najliczniej występujących w mikrobiocie jelitowej człowieka.

Grupa E. coli (Gammaproteobacteria). Zdjęcie: Eric Erbe, cyfrowa koloryzacja autorstwa Christophera Pooleya, obaj z USDA, ARS, EMU. [Public domain], za pośrednictwem Wikimedia Commons

Wzrost normalnych proporcji bakterii tego gromady w porównaniu z innymi (Bacteroidetes i Firmicutes) wiąże się z chorobami jelit i pozajelitowymi, głównie z fenotypem zapalnym..

Proteobakterie obejmują szeroką gamę patogenów, takich jak rodzaje Brucella Y Riketsja należące do klasy Alphaproteobacteria, Bordetella Y Neisseria z klasy Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella Y Yersinia z klasy Gammaproteobacteria i wreszcie, Helicobacter z klasy Epsilonproteobacteria.

Oprócz patogenów, proteobakterie z gromady obejmują gatunki mutatywne, takie jak obligatoryjne endosymbionty owadów, w tym rodzaje Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis Y Wigglesworthia.

Niedawne badania wykazały, że symbiotyczne proteobakterie wyewoluowały w większości przypadków z pasożytniczych przodków, co jest zgodne z paradygmatem, zgodnie z którym bakteryjni mutanci często ewoluują z patogenów..

Indeks artykułów

  • 1 Charakterystyka ogólna
  • 2 podfile
    • 2.1 Alphaproteobacteria
    • 2.2 Betaproteobacteria
    • 2.3 Deltaproteobacteria
    • 2.4 Epsilonproteobacteria
  • 3 Patogeneza
    • 3.1 Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)  
    • 3.2 Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)           
    • 3,3 Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)
    • 3.4 Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)
    • 3,5 Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)
  • 4 Odnośniki

Charakterystyka generał

Bakterie tej gromady są zróżnicowane morfologicznie, fizjologicznie i ekologicznie. Jego nazwa pochodzi od starożytnego greckiego boga morza odmieniec, którzy mieli zdolność przybierania wielu różnych form, nawiązując do wielkiej różnorodności form bakterii zgromadzonych w tych taksonach.

Komórki mogą mieć postać pałeczek lub ziarniaków, z prostecą lub bez niej, wiciowate lub nie, a tylko niektóre gatunki mogą tworzyć owocniki. Mogą być odżywczo fototroficzne, heterotroficzne i chemolitotroficzne.

Podfile

Na podstawie analizy filogenetycznej genu 16S rRNA, gromada proteobakterii została podzielona na 6 klas: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria i Zetaproteobacteria.

Wszystkie klasy są monofiletyczne, z wyjątkiem gammaproteobacteria, które są parafiletyczne z Betaproteobacteria.

Alphaproteobacteria

Klasa Alphaproteobacteria obejmuje 13 rzędów bakterii. Mogą przyjmować różne morfologie, takie jak szypułka, gwiaździsta i spiralna. Mogą również tworzyć łodygi i pąki, co pozwala im zwiększyć stosunek powierzchni do objętości, co pozwala im przetrwać w środowiskach o niewielkiej ilości składników odżywczych..

Alfaproteobakterie wykazują ogromną różnorodność strategii metabolicznych, takich jak fotosynteza, wiązanie azotu, utlenianie amoniaku i metylotrofia. Do tej grupy należą najliczniejsze organizmy komórkowe morskie..

Wiele gatunków tej klasy bakterii ma tendencję do przyjmowania wewnątrzkomórkowego stylu życia jako mutualizatorzy roślin lub patogenów roślin lub zwierząt, takich jak Rhizobim, że tworzy się z korzeniami niektórych gatunków roślin lub Wolbachia, pospolity pasożyt komarów.

Alfaproteobakterie zostały również powiązane z grupą przodków, która dała początek mitochondriom, tzw Rickettsiales. Inne gatunki, takie jak Riketsja, są patogenami.

Betaproteobacteria

Betaproteobacteria składa się z 14 rzędów bakterii, które mają różnorodne formy i metabolizm. Mogą być aerobowe ścisłe lub fakultatywne.

Niektóre gatunki mogą być chemoautotroficzne, takie jak rodzaj Nitrosomonas, który jest utleniaczem amoniaku. Inne są podobne do fototrofii Rhodocyclus Y Rubrivivax, które wykorzystują światło jako źródło energii.

Betaproteobakterie uczestniczą w wiązaniu azotu poprzez utlenianie amonu, wytwarzając azotyn, bardzo ważny związek w fizjologii roślin..

Inne gatunki mogą być patogenne w tej grupie, takie jak Neisseriaceae (które powodują rzeżączkę i zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych), Ralstonia, patogen roślinny psiankowatych (pomidor, ziemniak) i Burkholderia glumae, co powoduje uszkodzenie wiechy w uprawie ryżu.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteria grupa 7 rzędów bakterii Gram-ujemnych. Są beztlenowe i powszechnie izolowane w osadach jezior, bagien i dna morskiego. Są reduktorami siarczanów i uczestniczą w naturalnym cyklu siarkowym.

Ta klasa obejmuje bakterie poprzedzające inne bakterie, takie jak gatunki z rodzajów Bdellovibrio i Myxococcus. Myksobakterie emitują zarodniki i grupują się w wielokomórkowych owocnikach, w środowiskach o ograniczonym pożywieniu. Stanowią one najbardziej złożoną grupę bakterii

Epsilonproteobacteria

Epsilonproteobacteria zawiera tylko jeden rząd bakterii Gram-ujemnych. Mają kształt cienkich spiralnych lub zakrzywionych prętów. Niektóre gatunki są symbiontami przewodu pokarmowego zwierząt, inne pasożytami żołądka (Helicobacter spp.) lub dwunastnicy (Campylobacter spp.).

Bakterie z tej grupy zasiedlają środowiska mikroaerofilne lub beztlenowe, np. Głębinowe kominy hydrotermalne. Są chemolitotroficzne, ponieważ uzyskują swoją energię z utleniania zredukowanej siarki lub wodoru sprzężonego z redukcją azotanów lub tlenu. Inne są autotroficzne i wykorzystują odwrotny cykl Krebsa do wiązania dwutlenku węgla w biomasie..

Patogeneza

Ponieważ proteobakterie są gromadą bakterii z największą liczbą gatunków oraz najbardziej złożoną i różnorodną, ​​obejmuje szeroką gamę patogenów.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Bakterie te są wydalane z kałem zakażonych zwierząt i mogą przetrwać w środowisku do trzech dni..

E coli kolonizuje nowego żywiciela drogą fekalno-ustną, przez spożycie surowej żywności lub skażonej wody, przylegając do komórek jelitowych i powodując biegunkę u osób dotkniętych chorobą.

Bakterie kałowe mogą kolonizować cewkę moczową i przenosić się drogą moczową do pęcherza i nerek lub prostaty u mężczyzn, powodując infekcję dróg moczowych..

Kiedy określony szczep E coli, zawierający antygen otoczkowy zwany K1 kolonizuje jelita noworodka, poprzez zakażoną pochwę matki dochodzi do bakteriemii prowadzącej do noworodkowego zapalenia opon mózgowych.

W rzadszych przypadkach zjadliwe szczepy są również odpowiedzialne za zespół hemolityczno-mocznicowy, zapalenie otrzewnej, mastitis, posocznicę i zapalenie płuc..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Pewnego razu S. enterica wchodzi do nowego żywiciela i rozpoczyna cykl infekcji przez tkankę limfatyczną. Bakterie przylegają do komórek nabłonka jelitowego jelita krętego i komórek M, indukując w nich rearanżację ich cytoszkieletu, która wyzwala tworzenie się dużych zmarszczek na powierzchni, umożliwiając nieselektywną endocytozę, w wyniku której bakterie mogą dostać się do komórki.

Również, Salmonella wywołuje efekty cytotoksyczne, które niszczą komórki M i indukują apoptozę w aktywowanych makrofagach i fagocytozę w nieaktywowanych makrofagach, z powodu których są transportowane do wątroby i śledziony, gdzie się rozmnażają.

W ludziach S. enterica może powodować dwie choroby: dur brzuszny, wywołany przez S. enterica pod. jelitowy Serotypy Paratyphi lub salmonelloza wywołana przez inne serotypy.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Większość infekcji Vibrio Są związane z zapaleniem żołądka i jelit, ale mogą również infekować otwarte rany i powodować posocznicę. Bakterie te mogą być przenoszone przez zwierzęta morskie, a ich spożycie powoduje śmiertelne infekcje u ludzi..

Y. cholerae (czynnik sprawczy cholery) jest zwykle przenoszony przez zanieczyszczoną wodę. Inne gatunki chorobotwórcze, takie jak V. parahaemolyticus Y V. vulnificus przenoszone są przez skażoną żywność, co zwykle wiąże się ze spożyciem niedogotowanych skorupiaków.

Kiełki V. vulnificus są śmiertelne i często występują w gorącym klimacie. Po huraganie Katrina w Nowym Orleanie doszło do wybuchu tego gatunku.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Niektóre gatunki Helicobacter Żyją w górnym odcinku przewodu pokarmowego oraz w wątrobie ssaków i niektórych ptaków. Niektóre szczepy tych bakterii są chorobotwórcze dla ludzi i są silnie związane z wrzodami trawiennymi, przewlekłym zapaleniem żołądka, zapaleniem dwunastnicy i rakiem żołądka..

Gatunek z rodzaju Helicobacter może dobrze się rozwijać w żołądku ssaka, wytwarzając duże ilości ureazy, która lokalnie podnosi pH z 2 do 6 lub 7, czyniąc go bardziej kompatybilnym pożywką.

Y. pylori, zaraża do 50% populacji ludzkiej. Występuje w śluzie, na wewnętrznej powierzchni nabłonka, a czasami w komórkach nabłonka żołądka.

Kolonizacja żołądka wg H. pylori może prowadzić do przewlekłego zapalenia żołądka, zapalenia błony śluzowej żołądka w miejscu zakażenia.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Płeć Yersinia obejmuje 11 gatunków, z których tylko Y. pestis, Y. pseudotuberculosis i niektóre odmiany Y. enterocolitica mają chorobotwórcze znaczenie dla ludzi i niektórych zwierząt stałocieplnych.

Y. pestis jest czynnikiem wywołującym dżumę płuc, posocznicę i dymienicze. Rodzaj dżumy zależy od formy zakażenia, czy to poprzez ukąszenie zarażonej pcheł (dżuma dymienicza i posocznica), czy też między ludźmi przez kaszel, wymioty i kichanie, gdy choroba rozwinęła się do postaci płucnej (płucnej lub płucnej). dżuma płucna).

Dżuma płucna występuje, gdy bakterie infekują płuca, podczas gdy dżuma dymienicza występuje, gdy bakterie dostają się do organizmu przez skórę z ukąszenia pcheł i przemieszczają się przez naczynia limfatyczne do węzła chłonnego, powodując stan zapalny. Wreszcie dżuma posocznicowa pojawia się w wyniku zakażenia krwi po ukąszeniu zakażonych pcheł

Y. pseudotuberculosis Uzyskuje się poprzez kontakt z zakażonymi zwierzętami lub spożycie skażonej żywności i wody. Jest przyczyną podobnej do gruźlicy choroby zwanej szkarlatyną, która atakuje węzły chłonne. Może powodować miejscową martwicę tkanek, ziarniniaki śledziony, wątroby i węzłów chłonnych.

Infekcje wg Y. enterocolitica na ogół powstają w wyniku spożycia niedogotowanej wieprzowiny lub z zanieczyszczonej wody, mięsa lub mleka. Ostre infekcje na ogół prowadzą do samoograniczającego się zapalenia jelita grubego lub końcowego zapalenia jelita krętego i zapalenia adenitis u ludzi. Objawy mogą obejmować wodnistą lub krwawą biegunkę i gorączkę, podobne do zapalenia wyrostka robaczkowego, salmonellozy lub shigellozy.

Bibliografia

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A. i Lilburn, T.G. (2004). Taksonomiczny zarys prokariotów. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, wydanie drugie. Springer-Verlag, Nowy Jork.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: A Common Factor in Human Diseases. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Ewolucyjne pochodzenie i zróżnicowanie proteobakteryjnych mutualistów. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Lista nazw bakterii występujących w nazewnictwie: folder dostępny w Internecie. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590–592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Źródło 7 października 2018 r.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. i Dickerman A.W. (2007). Solidne drzewo gatunkowe dla Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578–4586.

Jeszcze bez komentarzy