Karakteristiske proteobakterier, subfiler, patogenese

964
David Holt

De proteobakterier De er den mest omfattende, komplekse og mangfoldige bakteriefylum blant prokaryote organismer. Den består av rundt 384 slekter og 1300 arter av gramnegative bakterier med en cellevegg som hovedsakelig består av lipopolysakkarider..

Hos mennesker er proteobakterier til stede på huden, munnhulen, tungen og skjedeveien, i tillegg til tarmen og avføringen. Proteobakterier er en av de mest utbredte phylene i den menneskelige tarmmikrobioten.

Gruppe av E. coli (Gammaproteobacteria). Av foto av Eric Erbe, digital fargelegging av Christopher Pooley, begge USDA, ARS, EMU. [Offentlig domene], via Wikimedia Commons

Økningen i de normale andelene av bakterier i denne fylum sammenlignet med andre (Bacteroidetes og Firmicutes) er assosiert med tarm- og ekstraintestinale sykdommer, hovedsakelig med en inflammatorisk fenotype..

Proteobakterier inkluderer et bredt utvalg av patogener, slik som slektene Brucella Y Rickettsia tilhører klassen Alphaproteobacteria, Bordetella Y Neisseria av klassen Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella Y Yersinia av Gammaproteobacteria-klassen og til slutt, Helicobacter av klassen Epsilonproteobakterier.

I tillegg til patogener inkluderer phylum proteobakterier mutualistiske arter som obligatoriske endosymbionter av insekter, inkludert slektene Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis Y Wigglesworthia.

Nyere studier har konkludert med at symbiotiske proteobakterier i de fleste tilfeller har utviklet seg fra parasittiske forfedre, noe som er i tråd med paradigmet om at bakterielle gjensidige ofte utvikler seg fra patogener..

Artikkelindeks

  • 1 Generelle egenskaper
  • 2 underfiler
    • 2.1 Alfafroteobakterier
    • 2.2 Betaproteobakterier
    • 2.3 Deltaproteobakterier
    • 2.4 Epsilonproteobakterier
  • 3 Patogenese
    • 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 Referanser

Kjennetegn generell

Bakteriene i dette fylumet er forskjellige morfologisk, fysiologisk og økologisk. Navnet er avledet av den gamle greske havguden Proteus, som hadde evnen til å anta mange forskjellige former, med henvisning til det store mangfoldet av former for bakteriene samlet i denne taxaen.

Cellene kan være i form av basiller eller kokker, med eller uten prosteca, flagellert eller ikke, og bare noen arter kan danne fruktlegemer. De kan være fototrofe, heterotrofiske og kjemolitotrofe ernæringsmessig.

Underfiler

Basert på den fylogenetiske analysen av 16S rRNA-genet, er proteobakterier phylum delt inn i 6 klasser: Alfaproteobakterier, Betaproteobakterier, Gammaproteobakterier, Deltaproteobakterier, Epsilonproteobakterier og Zetaproteobakterier.

Alle klasser er monofyletiske, bortsett fra gammaproteobakterier som er parafyletiske med Betaproteobakterier.

Alphaproteobacteria

Klassen Alphaproteobacteria inkluderer 13 ordrer av bakterier. De kan vedta forskjellige morfologier som forfølge, stjerneklar og spiralformet. De kan også danne stengler og knopper, noe som gjør at de kan øke forholdet mellom overflate og volum, slik at de kan overleve i miljøer med få næringsstoffer..

Alfafroteobakterier viser et stort mangfold av metabolske strategier som fotosyntese, nitrogenfiksering, ammoniakkoksidasjon og metylotrofi. De mest utbredte marine cellulære organismer er inkludert i denne gruppen..

Mange arter av denne bakterieklassen har en tendens til å vedta en intracellulær livsstil som mutualists av planter eller patogener av planter eller dyr, som f.eks. Rhizobim, at den dannes med røttene til noen arter av planter eller Wolbachia, vanlig myggparasitt.

Alphaproteobacteria har også blitt assosiert med den forfedre gruppen som ga opphav til mitokondrier, Rickettsiales. Andre sjangre, som Rickettsia, de er patogener.

Betaproteobakterier

Betaproteobakterier består av 14 ordrer av bakterier som presenterer et mangfold av former og metabolismer. De kan være strenge eller fakultative aerobe.

Noen arter kan være kjemoautotrofe, slik som slekten Nitrosomonas, som er ammoniakk oksidasjonsmiddel. Andre er fototrofiske som Rhodocyclus Y Rubrivivax, som bruker lys som energikilde.

Betaproteobakterier griper inn i nitrogenfiksering, gjennom ammoniumoksidasjon, og produserer nitritt, en veldig viktig forbindelse i plantefysiologi..

Andre arter kan være patogene i denne gruppen, for eksempel Neisseriaceae (som forårsaker gonoré og hjernehinnebetennelse), Ralstonia, et plantepatogen fra natteskyggen (tomat, potet) og Burkholderia glumae, som forårsaker skade på panicle i ris dyrking.

Deltaproteobakterier

Deltaproteobakterier gruppe 7 ordrer av gramnegative bakterier. De er anaerobe og er ofte isolert i sedimenter av innsjøer, sump og havbunn. De er sulfatreduserende midler og deltar i den naturlige svovelsyklusen.

Denne klassen inkluderer bakterier som går forut for andre bakterier, for eksempel arter av slektene Bdellovibrio og Myxococcus. Myxobakterier avgir sporer og grupperer seg i flercellede fruktlegemer, i miljøer med begrenset mat. Disse utgjør den mest komplekse gruppen av bakterier

Epsilonproteobakterier

Epsilonproteobakteriene inkluderer bare en ordre med gramnegative bakterier. De er formet som tynne spiralformede eller buede stenger. Noen arter er symbionter i fordøyelseskanalen hos dyr, andre er parasitter i magen (Helicobacter spp.) eller tolvfingertarmen (Campylobacter spp.).

Bakterier i denne gruppen bor i mikroaerofile eller anaerobe omgivelser, slik som hydrotermale luftventiler. De er kjemolitotrofe, fordi de får energi fra oksidasjonen av redusert svovel eller hydrogen koblet til reduksjon av nitrat eller oksygen. Andre er autotrofiske og bruker den omvendte Krebs-syklusen for å fikse karbondioksid i biomasse..

Patogeni

Fordi proteobakterier er fylmen av bakterier med flest arter og de mest komplekse og mangfoldige, inkluderer den et bredt utvalg av patogener.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Disse bakteriene skilles ut i avføringen fra infiserte dyr og kan overleve i miljøet i opptil tre dager..

E coli koloniserer en ny vert gjennom fekal-oral rute, ved inntak av rå mat eller forurenset vann, fester seg til tarmceller og forårsaker diaré hos berørte mennesker.

Fekale bakterier kan kolonisere urinrøret og spre seg gjennom urinveiene til blæren og nyrene eller prostata hos menn, forårsaker urinveisinfeksjon..

Når en bestemt stamme av E coli, inneholder et kapselantigen kalt K1, koloniserer nyfødtens tarm, gjennom den forurensede mors skjede, forekommer bakteriemi, som fører til nyfødt hjernehinnebetennelse.

I sjeldnere tilfeller er virulente stammer også ansvarlige for hemolytisk-uremisk syndrom, peritonitt, mastitt, septikemi og lungebetennelse..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

En gang S. enterica den kommer inn i en ny vert og begynner sin infeksjonssyklus gjennom lymfoide vev. Bakteriene fester seg til tarmepitelcellene i ileum og M-celler, og induserer i dem en omorganisering av cytoskelettet som utløser dannelsen av store krusninger på overflaten som tillater ikke-selektiv endocytose, som bakteriene klarer å komme inn i cellen for..

like måte, Salmonella produserer cytotoksiske effekter som ødelegger M-celler og induserer apoptose i aktiverte makrofager og fagocytose i ikke-aktiverte makrofager, som de transporteres til leveren og milten, hvor de formerer seg.

Hos mennesker S. enterica kan forårsake to sykdommer: tyfus, forårsaket av S. enterica under. enterisk Paratyphi serotyper eller salmonellose forårsaket av andre serotyper.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

De fleste infeksjoner av Vibrio De er assosiert med gastroenteritt, men kan også infisere åpne sår og forårsake septikemi. Disse bakteriene kan bæres av marine dyr og deres inntak forårsaker dødelige infeksjoner hos mennesker..

Y. kolera (det forårsakende middelet til kolera) overføres vanligvis av forurenset vann. Andre patogene arter som V. parahaemolyticus Y V. vulnificus overføres av forurenset mat, vanligvis forbundet med inntak av underkokt skalldyr.

Spirer V. vulnificus de er dødelige og forekommer ofte i varme klimaer. Etter orkanen Katrina i New Orleans skjedde et utbrudd av denne arten.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Noen arter av Helicobacter De lever i øvre mage-tarmkanal og i leveren fra pattedyr og noen fugler. Noen stammer av disse bakteriene er patogene for mennesker og er sterkt forbundet med magesår, kronisk gastritt, duodenitt og magekreft..

Arten av slekten Helicobacter kan trives i magen til et pattedyr, og produsere store mengder urease, som lokalt øker pH fra 2 til 6 eller 7, noe som gjør det til et mer kompatibelt medium.

Y. pylori, smitter opptil 50% av den menneskelige befolkningen. Det finnes i slim, på den indre overflaten av epitelet, og noen ganger inne i epitelcellene i magen.

Kolonisering av magen ved H. pylori kan føre til kronisk gastritt, en betennelse i magesekken på infeksjonsstedet.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Kjønnet Yersinia inkluderer 11 arter, hvorav bare Y. pestis, Y. pseudotuberculosis og visse stammer av Y. enterocolitica er av patogen betydning for mennesker og noen varmblodige dyr.

Y. pestis det er det forårsakende middel for lungesyke, septikemisk og bubonisk pest. Typen av pest avhenger av infeksjonsformen, enten gjennom bitt av infiserte lopper (boblepest og septikemisk pest) eller fra person til person ved hoste, oppkast og nysing, når sykdommen har utviklet seg til lungeform. (Lunge eller lungepest).

Lungepest oppstår når bakterier infiserer lungene, mens bupest oppstår når bakterier kommer inn i kroppen gjennom huden fra et loppebitt og reiser gjennom lymfekarene til en lymfeknute og forårsaker betennelse. Til slutt oppstår septikemisk pest på grunn av blodinfeksjon, etter bitt av infiserte lopper

Y. pseudotuberculosis Det er anskaffet ved kontakt med infiserte dyr eller ved å konsumere forurenset mat og vann. Det er årsaken til en tuberkulose-lignende sykdom som kalles skarlagensfeber, som påvirker lymfeknuter. Kan forårsake lokal vevsnekrose, granulomer i milt, lever og lymfeknuter.

Infeksjoner av Y. enterocolitica de oppstår vanligvis fra inntak av svakt svinekjøtt eller fra forurenset vann, kjøtt eller melk. Akutte infeksjoner fører vanligvis til selvbegrenset enterokolitt eller terminal ileitt og adenitt hos mennesker. Symptomer kan omfatte vannaktig eller blodig diaré og feber, som ligner på blindtarmbetennelse eller salmonellose eller shigellose.

Referanser

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., og Lilburn, T.G. (2004). Taksonomisk oversikt over Prokariotes. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, andre utgave. Springer-Verlag, New York.
  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). Evolusjonær opprinnelse og diversifisering av proteobakterielle mutualister. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Liste over bakterienavn som står i nomenklaturen: en mappe tilgjengelig på Internett. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Hentet 7. oktober 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. og Dickerman A.W. (2007). Et robust arktre for alphaproteobakteriene. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.