Charakteristické proteobaktérie, taxonómia, subfilos, patogenéza



proteobacteria sú to najrozsiahlejšie, najkomplexnejšie a najrôznejšie druhy baktérií medzi prokaryotickými organizmami. Obsahuje približne 384 rodov a 1 300 druhov gramnegatívnych baktérií s bunkovou stenou tvorenou hlavne lipopolysacharidmi.

U ľudí sú proteobaktérie prítomné v koži, ústnej dutine, jazyku a vaginálnom trakte, ako aj v črevách a stolici. Proteobaktérie sú jednou z najhojnejšej fyly v ľudskej črevnej mikrobiote.

Zvýšenie normálnych pomerov baktérií tohto kmeňa proti iným (Bacteroidetes a Firmicutes) je spojené so črevnými a extraintestinálnymi ochoreniami, najmä so zápalovým fenotypom..

Široká škála patogénov je zahrnutá v Proteobacteria, ako sú napríklad rody Brucella a Rickettsia patriace do triedy Alphaproteobacteria, Bordetella a Neisseria triedy Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella a Yersinia triedy Gammaproteobacteria a nakoniec, Helicobacter triedy Epsilonproteobacteria.

Okrem patogénov, fylum proteobaktérií zahŕňa aj vzájomné druhy, ako napríklad obligátne endosymbióny hmyzu, vrátane rodov. Buchner, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, sodalis a Wigglesworthia.

Nedávne štúdie došli k záveru, že symbiontové proteobaktérie sa vo väčšine prípadov vyvinuli z parazitických predkov, čo je v súlade s paradigmou, že sa bakteriálni vzájomníci často vyvíjajú z patogénov..

index

  • 1 Všeobecné charakteristiky
  • 2 Subphiles
    • 2.1 Alfaproteobaktérie
    • 2.2 Betaproteobaktérie
    • 2.3 Deltaproteobaktérie
    • 2.4 Epsilonproteobaktérie
  • 3 Patogenéza
    • 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 Odkazy

rysy všeobecný

Baktérie tohto kmeňa sú morfologicky, fyziologicky a ekologicky rôznorodé. Jeho názov je odvodený od starovekého gréckeho boha mora Proteus, ktorý mal schopnosť prevziať mnoho rôznych foriem, poukazujúc na veľkú rozmanitosť foriem baktérií získaných v tomto taxóne.

Bunky môžu byť vo forme bacilov alebo kokkov, s prostékou alebo bez nej, bičíkovité alebo bez bičíkov a iba niektoré druhy môžu tvoriť plodnice. Môžu to byť fototrofná, heterotrofná a chemolitotropná výživa.

subphyla

Na základe fylogenetickej analýzy 16S rRNA génu je proteínový kmeň rozdelený do 6 tried: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria a Zetaproteobacteria.

Všetky triedy sú monofyletické, s výnimkou gammaproteobaktérií, ktoré sú parafyletické s Betaproteobacteria.

Alfaproteobacteria

Trieda Alfaproteobacteria zahŕňa 13 rádov baktérií. Môžu prijať rôzne morfológie, ako sú obťažované, hviezdicové a špirálové. Môžu tiež tvoriť stonky a púčiky, čo im umožňuje zvýšiť pomer povrchu a objemu, čo im umožňuje prežiť v prostredí s malým množstvom živín.

Alfaproteobaktérie vykazujú veľkú rôznorodosť metabolických stratégií, ako je fotosyntéza, fixácia dusíka, oxidácia amoniaku a metylotrofia. Táto skupina zahŕňa najhojnejšie morské bunkové organizmy.

Mnohé druhy tejto triedy baktérií zvyčajne prijímajú intracelulárny životný štýl ako rastlinní vzájomní partneri alebo rastlinné alebo živočíšne patogény, ako sú napr Rhizobim, ktoré sa tvoria s koreňmi niektorých rastlinných druhov alebo. \ t Wolbachia, obyčajný komár parazit.

Alfaproteobaktérie boli tiež spojené s rodovou skupinou, ktorá viedla k vzniku mitochondrií, Rickettsiální. Iné žánre, ako napr Rickettsia, sú patogénne.

Betaproteobacteria

Betaproteobaktérie sú tvorené 14 radmi baktérií, ktoré predstavujú rozmanitosť foriem a metabolizmu. Môžu byť prísne alebo fakultatívne aeróbne.

Niektoré druhy môžu byť chemoautotrofné, ako napríklad pohlavie Nitrosomonas, čo je oxidant amoniaku. Iné sú podobné fototrofom Rhodocyclus a Rubrivivax, ktoré využívajú svetlo ako zdroj energie.

Betaproteobaktérie zasahujú do fixácie dusíka prostredníctvom oxidácie amónia, produkujúc dusitan, veľmi dôležitú zlúčeninu vo fyziológii rastlín.

Iné druhy môžu byť patogénne v rámci tejto skupiny, ako napríklad Neisseriaceae (ktoré spôsobujú kvapavku a meningitídu), Ralstonia, - rastlinný patogén Solanaceae (paradajka, zemiak) a. \ t Burkholderia glumae, ktoré spôsobujú poškodenie lamiel pri pestovaní ryže.

Deltaproteobacteria

Skupina Deltaproteobacteria obsahuje sedem rád gramnegatívnych baktérií. Sú anaeróbne a sú bežne izolované v sedimentoch jazier, močiarov a morských dno. Sú to sulfátové redukčné činidlá a zúčastňujú sa prirodzeného cyklu síry.

Táto trieda zahŕňa dravé baktérie z iných baktérií, ako sú druhy rodov Bdellovibrio a Myxokoky. Myxobaktérie emitujú spóry a sú zoskupené v mnohobunkových plodniciach, v prostrediach s obmedzeným príjmom potravy. Tieto predstavujú najkomplexnejšiu skupinu baktérií

epsilonproteobacteria

Epsilonproteobaktérie zahŕňajú iba jeden rád gramnegatívnych baktérií. Sú tvarované ako tenké špirálové alebo zakrivené tyče. Niektoré druhy sú symbionty tráviaceho traktu zvierat, iné sú parazity žalúdka (Helicobacter spp.) alebo dvanástnika (Campylobacter spp.).

Baktérie v tejto skupine obývajú mikroaerofilné alebo anaeróbne prostredia, ako sú hlbokomorské hydrotermálne prieduchy. Sú chemolitotrofné, pretože svoju energiu získavajú oxidáciou redukovanej síry alebo vodíka spojenej s redukciou dusičnanov alebo kyslíka. Iné sú autotrofné a používajú reverzný Krebsov cyklus na fixáciu oxidu uhličitého v biomase.

pathogen

Pretože proteobaktérie sú okrajom baktérií s najväčším počtom druhov a sú najkomplexnejšie a najrôznejšie, zahŕňa širokú škálu patogénov..

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Tieto baktérie sa vylučujú vo výkaloch infikovaných zvierat a môžu prežiť v prostredí až tri dni.

E. coli kolonizuje nového hostiteľa prostredníctvom fekálno-orálnej cesty, konzumáciou surových potravín alebo kontaminovanej vody, priľnutím na črevné bunky a vyvolávaním hnačky u postihnutých ľudí.

Fekálne baktérie môžu kolonizovať močovú trubicu a šíriť sa cez močový trakt do močového mechúra a obličiek alebo prostaty u mužov, čo spôsobuje infekciu močových ciest.

Pri špecifickom kmeni E. coli, ktorý obsahuje kapsulárny antigén nazývaný K1, kolonizuje črevá novorodenca, cez vagínu kontaminovanej matky, dochádza k bakteriémii, ktorá vedie k neonatálnej meningitíde.

Vo vzácnejších prípadoch sú virulentné kmene zodpovedné aj za hemolyticko-uremický syndróm, peritonitídu, mastitídu, septikémiu a pneumóniu..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

akonáhle S. enterica vstupuje do nového hostiteľa, začína svoj cyklus infekcie cez lymfoidné tkanivo. Baktérie priľnú k črevným epitelovým bunkám ileum a M buniek a indukujú v nich preskupenie ich cytoskeletu, ktoré spúšťa tvorbu veľkých zvlnení na povrchu, čo umožňuje neselektívnu endocytózu, pričom baktérie môžu vstúpiť do bunky..

tiež, Salmonella produkuje cytotoxické účinky, ktoré ničia M bunky a indukujú apoptózu v aktivovaných makrofágoch a fagocytózu v neaktivovaných makrofágoch, pre ktoré sú transportované do pečene a sleziny, kde sa množia.

U ľudí S. enterica môže spôsobiť dve ochorenia: týfus, spôsobený S. enterica náhradník. enterica Paratyphi sérotypy alebo salmonelóza produkované inými sérotypmi.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

Väčšina infekcií spôsobených Vibrio Sú spojené s gastroenteritídou, ale môžu tiež infikovať otvorené rany a spôsobiť septikémiu. Tieto baktérie môžu byť transportované morskými živočíchmi a ich príjem spôsobuje smrteľné infekcie u ľudí.

Y. cholerae (pôvodca cholery) sa zvyčajne prenáša kontaminovanou vodou. Iné patogénne druhy, ako napr V. parahaemolyticus a V. vulnificus sa prenášajú kontaminovanými potravinami, vo všeobecnosti spojené s konzumáciou nedovarených morských plodov.

Ohniská V. vulnificus Sú smrteľné a bežne sa vyskytujú v teplých klimatických podmienkach. Po hurikáne Katrina v New Orleans došlo k prepuknutiu tohto druhu.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Niektoré druhy Helicobacter žijú v hornom gastrointestinálnom trakte av pečeni cicavcov a niektorých vtákov. Niektoré kmene týchto baktérií sú pre človeka patogénne a sú silne spojené s peptickými vredmi, chronickou gastritídou, duodenitídou a rakovinou žalúdka..

Druhy rodu Helicobacter môžu prospievať v žalúdku cicavca, produkovať veľké množstvo ureázy, ktorá lokálne zvyšuje pH z 2 na 6 alebo 7, čím sa stáva kompatibilnejším médiom.

Y. pylori, infikuje až 50% ľudskej populácie. Nachádza sa v hliene, na vnútornom povrchu epitelu a občas vo vnútri epitelových buniek žalúdka..

Kolonizácia žalúdka podľa H. pylori môže spôsobiť chronickú gastritídu, zápal sliznice žalúdka v mieste infekcie.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Pohlavie Yersinia zahŕňa 11 druhov, z ktorých iba Y. pestis, Y. pseudotuberkulóza a určité kmene. \ t Y. enterocolitica majú patogénny význam pre ľudí a niektoré teplokrvné živočíchy.

Y. pestis je to pôvodca pneumónneho, septického a bubonického moru. Typ moru závisí od formy infekcie, a to buď skusom infikovaných bĺch (bubonický mor a septikemický mor) alebo od osoby k osobe, keď kašeľ, vracanie a kýchanie, keď choroba postupovala do pneumónnej formy (pľúcny alebo pneumónny mor).

K pneumónnemu moru dochádza vtedy, keď baktérie infikujú pľúca, zatiaľ čo mukózny mor sa vyskytuje, keď baktérie vstupujú do tela cez kožu z uhryznutia blchami a prechádzajú lymfatickými cievami do lymfatických uzlín, čo spôsobuje zápal. Nakoniec, septikemický mor sa vyskytuje v dôsledku infekcie krvi, po uhryznutí infikovaných bĺch.

Y. pseudotuberkulóza Získava sa kontaktom s infikovanými zvieratami alebo konzumáciou kontaminovaných potravín a vody. Je príčinou ochorenia podobného tuberkulóze, nazývaného šarlach, ktorý postihuje lymfatické uzliny. Môže produkovať lokalizovanú nekrózu tkaniva, granulomy v slezine, pečeň a lymfatické uzliny.

Infekcie Y. enterocolitica zvyčajne sa vyskytujú z nedostatočne vareného bravčového mäsa alebo z kontaminovanej vody, mäsa alebo mlieka. Akútne infekcie zvyčajne vedú k úplnej samovoľnej kolitíde alebo terminálnej ileitíde a adenitíde u ľudí. Symptómy môžu zahŕňať vodnatú alebo krvavú hnačku a horúčku, podobne ako apendicitída alebo salmonelóza alebo shigelóza..

referencie

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., & Lilburn, T.G. (2004). Taxonomický prehľad prokariotov. Bergeyho Manuál Systematic Bacteriology, Druhé vydanie. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: Spoločný faktor v ľudských chorobách. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J. L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evolučný pôvod a diverzifikácia proteobakteriálnych vzájomných činiteľov. Zborník kráľovskej spoločnosti, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Zoznam bakteriálnych názvov s názvami v názvosloví: Priečinok K dispozícii na internete. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Získané 7. októbra 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. a Dickerman A.W. (2007). Robustný druh stromov pre alfaproteobaktérie. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.