Značilne proteobakterije, taksonomija, subfilosi, patogeneza



The proteobakterij so najobsežnejši, kompleksnejši in najrazličnejši tip bakterij med prokariontskimi organizmi. Vključuje približno 384 rodov in 1.300 vrst gram-negativnih bakterij s celično steno, ki je sestavljena predvsem iz lipopolisaharidov.

Pri ljudeh so proteobakterije prisotne v koži, ustni votlini, jeziku in vaginalnem traktu, pa tudi v črevesju in blatu. Proteobakterije so ena od najbolj razširjenih vrst v človeški črevesni mikrobioti.

Povečanje normalnih deležev bakterij v tem tipu proti drugim (Bacteroidetes in Firmicutes) je povezano z črevesnimi in zunaj črevesnimi boleznimi, predvsem z vnetnim fenotipom..

V Proteobakterije, kot so rodovi, je vključenih veliko različnih patogenov Brucella in Rickettsia spadajo v razred Alphaproteobacteria, Bordetella in Neisseria razreda Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella in Yersinia razreda Gammaproteobacteria in končno, Helicobacter razreda Epsilonproteobacteria.

Poleg patogenov je proteobakterija tip tudi vzajemne vrste, kot so obvezni endosimbionti žuželk, vključno z rodovi Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis in Wigglesworthia.

Nedavne študije so pokazale, da so se simbiontske proteobakterije razvile v večini primerov od parazitskih prednikov, kar je v skladu s paradigmo, da se bakterijski vzajemniki pogosto razvijajo iz patogenov.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti
  • 2 Subfili
    • 2.1 Alfaproteobakterije
    • 2.2 Betaproteobakterije
    • 2.3 Deltaproteobacteria
    • 2.4 Epsilonproteobakterije
  • 3 Patogeneza
    • 3.1 Escherichia coli (enterobakterije, gamaproteobakterije)  
    • 3.2 Salmonela (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)           
    • 3.3 Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)
    • 3.4 Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)
    • 3.5 Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)
  • 4 Reference

Funkcije splošno

Bakterije te vrste so morfološko, fiziološko in ekološko različne. Njegovo ime izvira iz starogrškega boga morja Proteus, ki so bili sposobni prevzeti veliko različnih oblik, namigovali so se na veliko raznolikost oblik bakterij, zbranih v teh taksonomih.

Celice so lahko v obliki bacilov ali kokov, s prosteko ali brez nje, bičaste ali ne, in samo nekatere vrste lahko tvorijo plodna telesa. Lahko so fototrofne, heterotrofne in kemolitotropne prehrane.

Subfili

Glede na filogenetsko analizo gena 16S rRNA se proteobakterijski tip razdeli v 6 razredov: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria in Zetaproteobacteria.

Vsi razredi so monofiletski, razen gamaproteobakterij, ki so z betaproteobakterijami.

Alphaproteobacteria

Razred Alfaproteobacteria vključuje 13 vrst bakterij. Lahko sprejmejo različne morfologije, kot so nadlegovani, zvezdni in spiralni. Prav tako lahko tvorijo stebla in popke, kar jim omogoča povečanje razmerja med površino in prostornino, kar jim omogoča preživetje v okoljih z malo hranil..

Alfaproteobakterije kažejo veliko raznolikost presnovnih strategij, kot so fotosinteza, fiksacija dušika, oksidacija amoniaka in metilotrofija. V to skupino spadajo najbolj razširjeni morski celični organizmi.

Številne vrste bakterij tega razreda običajno sprejmejo znotrajcelični način življenja kot rastlinski vzajemniki ali rastlinski ali živalski patogeni, kot npr Rhizobim, ki tvorijo korenine nekaterih rastlinskih vrst ali. \ t Wolbachia, skupni parazit komarjev.

Alfaproteobakterije so bile povezane tudi s skupino prednikov, ki je povzročila mitohondrije, Rickettsiales. Drugi žanri, kot so Rickettsia, so patogeni.

Betaproteobacteria

Betaproteobakterije tvorijo 14 vrst bakterij, ki predstavljajo raznolikost oblik in metabolizmov. Lahko so stroge ali fakultativne aerobne.

Nekatere vrste so lahko kemoautotrofne, kot je spol Nitrosomonas, ki je oksidant amoniaka. Drugi so fototrofi Rhodocyclus in Rubrivivax, ki uporabljajo svetlobo kot vir energije.

Betaproteobakterije posredujejo pri fiksaciji dušika z oksidacijo amonija, ki proizvaja nitrit, ki je zelo pomembna spojina v rastlinski fiziologiji..

Druge vrste so lahko patogene v tej skupini, kot so Neisseriaceae (ki povzročajo gonorejo in meningitis), Ralstonia, rastlinski patogen Solanaceae (paradižnik, krompir) in Burkholderia glumae, ki povzroča poškodbe metulja pri gojenju riža.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteria skupina sedem vrst gram-negativnih bakterij. So anaerobne in so pogosto izolirane v sedimentih jezer, močvirja in morskih dnom. So sulfatni reduktorji in sodelujejo v naravnem ciklu žvepla.

Ta razred vključuje predatorske bakterije drugih bakterij, kot so vrste rodov Bdellovibrio in Myxococcus. Myxobacteria oddajajo spore in so razvrščene v večcelična plodna telesa, v okoljih z omejeno hrano. Te so najbolj zapletena skupina bakterij

Epsilonproteobakterije

Epsilonproteobakterije vključujejo le en vrst gram-negativnih bakterij. Oblikovane so kot tanke spiralne ali ukrivljene palice. Nekatere vrste so simbioni prebavnega trakta živali, drugi so paraziti v želodcu (Helicobacter spp.) ali dvanajstnika (Campylobacter spp.).

Bakterije v tej skupini prebivajo v mikroaerofilnih ali anaerobnih okoljih, kot so globokomorski hidrotermalni ventili. So kemolitotrofne, ker pridobivajo energijo iz oksidacije reduciranega žvepla ali vodika, povezanega z redukcijo nitrata ali kisika. Druge so avtotrofne in uporabljajo povratni Krebsov cikel za fiksiranje ogljikovega dioksida v biomasi.

Patogeneza

Ker so proteobakterije rob bakterij z največjim številom vrst in najbolj zapletenimi in raznolikimi, to vključuje veliko različnih patogenov.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Te bakterije se izločajo v blatu okuženih živali in lahko preživijo v okolju do tri dni.

E. coli kolonizira novega gostitelja s fekalno-oralno potjo, tako da uživa surovo hrano ali onesnaženo vodo, se drži črevesnih celic in povzroča drisko pri prizadetih ljudeh.

Fekalne bakterije lahko kolonizirajo sečnico in se razširijo preko sečil na mehur, ledvice ali prostato pri moških, kar povzroča okužbo sečil..

Ko je določen sev E. coli, ki vsebuje kapsularni antigen, imenovan K1, kolonizira črevesje novorojenčka, skozi nožnico kontaminirane matere pride do bakterijemije, ki vodi do neonatalnega meningitisa.

V redkih primerih so virulentni sevi odgovorni tudi za hemolitično-uremični sindrom, peritonitis, mastitis, septikemijo in pljučnico..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Enkrat S. enterica vstopi v novega gostitelja, začne s svojim ciklusom okužbe skozi limfoidno tkivo. Bakterije se držijo črevesnih epitelijskih celic ileuma in M ​​celic, pri čemer povzročijo preureditev njihovega citoskeleta, ki povzroči nastanek velikih valov na površini, kar omogoča neselektivno endocitozo, pri čemer bakterije vstopijo v celico..

Prav tako, Salmonella povzroča citotoksične učinke, ki uničujejo M celice in inducirajo apoptozo v aktiviranih makrofagih in fagocitozi v neaktiviranih makrofagih, za katere se prenašajo v jetra in vranico, kjer se množijo..

Pri ljudeh S. enterica lahko povzroči dve bolezni: tifus, ki ga povzroča S. enterica sub. enterica Paratifski serotipi ali salmoneloza, ki jo proizvajajo drugi serotipi.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Večina okužb je posledica Vibrio povezane so z gastroenteritisom, lahko pa tudi okužijo odprte rane in povzročijo septikemijo. Te bakterije lahko prevažajo morske živali in njihov vnos povzroči smrtne okužbe pri ljudeh.

Y. cholerae (povzročitelj kolere) se običajno prenaša prek kontaminirane vode. Druge patogene vrste, kot so. \ T V. parahaemolyticus in V. vulnificus se prenašajo s kontaminirano hrano, običajno povezano s porabo slabo kuhanih morskih sadežev.

Izbruhi V. vulnificus Smrtonosne so in se pogosto pojavljajo v toplih podnebjih. Po orkanu Katrina v New Orleansu je prišlo do izbruha te vrste.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Nekatere vrste Helicobacter živijo v zgornjem delu prebavil in v jetrih sesalcev in pri nekaterih pticah. Nekateri sevi teh bakterij so patogeni za ljudi in so močno povezani s peptičnimi razjedami, kroničnim gastritisom, duodenitisom in rakom na želodcu..

Vrsta rodu Helicobacter lahko uspevajo v želodcu sesalca in proizvajajo velike količine ureaze, ki lokalno zviša pH od 2 do 6 ali 7, zaradi česar je bolj kompatibilen medij..

Y. pylori, okuži do 50% človeške populacije. Najdemo ga v sluznici, na notranji površini epitela in občasno v notranjosti epitelijskih celic želodca..

Kolonizacija želodca H. pylori lahko povzroči kronični gastritis, vnetje želodčne sluznice na mestu okužbe.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Spol Yersinia zajema 11 vrst, od tega samo Y. pestis, Y. pseudotuberkuloza in nekaterih sevov. \ t Y. enterocolitica so patogeni za ljudi in nekatere toplokrvne živali.

Y. pestis je povzročitelj pljučnice, septikemije in bubonske kuge. Vrsta kuga je odvisna od oblike okužbe, bodisi z ugrizom okuženih bolh (kužna kuga in septikemična kuga) bodisi od osebe do osebe pri kašljanju, bruhanju in kihanju, ko je bolezen napredovala do pljučnice. (pljučna ali pljučna kuga).

Pljučna kuga se pojavi, ko bakterije okužijo pljuča, medtem ko se bakterijska kuga pojavi, ko bakterije vstopijo v telo skozi kožo zaradi ugriza bolh in potujejo skozi limfne žile v bezgavko, kar povzroča vnetje. In končno, septikemična kuga se pojavi zaradi okužbe krvi po okužbi okuženih bolh.

Y. pseudotuberkuloza Pridobiva se prek stika z okuženimi živalmi ali s porabo kontaminirane hrane in vode. To je vzrok bolezni, podobne tuberkulozi, imenovane škrlatinka, ki prizadene bezgavke. Lahko povzroči lokalizirano nekrozo tkiva, granulome v vranici, jetrih in bezgavkah.

Okužbe z Y. enterocolitica ponavadi nastanejo zaradi premalo kuhane svinjine ali iz onesnažene vode, mesa ali mleka. Akutne okužbe ponavadi vodijo do popolnega samo-omejevalnega kolitisa ali terminalnega ileitisa in adenitisa pri ljudeh. Simptomi lahko vključujejo vodeno ali krvavo drisko in zvišano telesno temperaturo, podobno apendicitisu ali salmonelozi ali \ t.

Reference

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Taksonomski pregled prokariotov. Bergeyjev priročnik za sistematično bakteriologijo, druga izdaja. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L.R., Gibiino, G., Binda, C. in Gasbarrini, A. (2017) Proteobakterije: skupni dejavnik pri človeških boleznih. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evolucijski izvor in diverzifikacija proteobakterijskih vzajemnikov. Zbornik Kraljeve družbe, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Seznam bakterijskih imen s stanjem v nomenklaturi: mapa, ki je na voljo na internetu. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Pridobljeno 7. oktobra 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. , in Dickerman A.W. (2007). Robustno drevo vrst za Alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.