Karakteristieke proteobacteriën, subfielen, pathogenese

2843
Robert Johnston

De proteobacteriën Ze zijn de meest uitgebreide, complexe en diverse bacteriefamilie onder prokaryote organismen. Het omvat ongeveer 384 geslachten en 1.300 soorten gramnegatieve bacteriën met een celwand die voornamelijk uit lipopolysacchariden bestaat..

Bij mensen zijn proteobacteriën aanwezig op de huid, mondholte, tong en vaginaal kanaal, naast de darm en ontlasting. Proteobacteriën zijn een van de meest voorkomende phyla in de menselijke darmmicrobiota.

Groep E. coli (Gammaproteobacteria). Door Foto door Eric Erbe, digitale inkleuring door Christopher Pooley, beide van USDA, ARS, EMU. [Openbaar domein], via Wikimedia Commons

De toename van de normale hoeveelheden bacteriën van dit phylum in vergelijking met andere (Bacteroidetes en Firmicutes) wordt geassocieerd met intestinale en extraintestinale ziekten, voornamelijk met een inflammatoir fenotype..

Proteobacteriën omvatten een grote verscheidenheid aan ziekteverwekkers, zoals de geslachten Brucella Y Rickettsia behorend tot de klasse Alphaproteobacteria, Bordetella Y Neisseria van de klasse Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella Y Yersinia van de Gammaproteobacteria-klasse en, ten slotte, Helicobacter van de klasse Epsilonproteobacteria.

Naast pathogenen omvat de phylum proteobacteriën mutualistische soorten zoals obligate endosymbionten van insecten, waaronder de geslachten Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis Y Wigglesworthia.

Recente studies hebben geconcludeerd dat symbiotische proteobacteriën in de meeste gevallen zijn geëvolueerd uit parasitaire voorouders, wat consistent is met het paradigma dat bacteriële mutualisten vaak evolueren van pathogenen..

Artikel index

  • 1 Algemene kenmerken
  • 2 subfiles
    • 2.1 Alphaproteobacteria
    • 2.2 Betaproteobacteriën
    • 2.3 Deltaproteobacteriën
    • 2.4 Epsilonproteobacteriën
  • 3 Pathogenese
    • 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 referenties

Kenmerken algemeen

De bacteriën van dit phylum zijn morfologisch, fysiologisch en ecologisch divers. De naam is afgeleid van de oude Griekse god van de zee Proteus, die in staat waren om veel verschillende vormen aan te nemen, verwijzend naar de grote diversiteit aan vormen van de bacteriën die in deze taxa werden verzameld.

De cellen kunnen de vorm hebben van bacillen of kokken, met of zonder prosteca, al dan niet flagellaat, en slechts enkele soorten kunnen vruchtlichamen vormen. Ze kunnen qua voedingswaarde fototroof, heterotroof en chemolithotroof zijn.

Subfiles

Op basis van de fylogenetische analyse van het 16S rRNA-gen, wordt de proteobacteriën phylum verdeeld in 6 klassen: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria en Zetaproteobacteria.

Alle klassen zijn monofyletisch, behalve de gammaproteobacteriën die parafyletisch zijn met de Betaproteobacteriën.

Alphaproteobacteria

De klasse Alphaproteobacteria omvat 13 soorten bacteriën. Ze kunnen verschillende morfologieën aannemen, zoals gestalkt, sterrenhemel en spiraalvormig. Ze kunnen ook stengels en toppen vormen, waardoor ze hun oppervlakte / volume-verhouding kunnen vergroten, waardoor ze kunnen overleven in omgevingen met weinig voedingsstoffen..

Alphaproteobacteria vertonen een grote diversiteit aan metabole strategieën zoals fotosynthese, stikstoffixatie, ammoniakoxidatie en methylotrofie. De meest voorkomende mariene cellulaire organismen zijn opgenomen in deze groep..

Veel soorten van deze klasse bacteriën hebben de neiging om een ​​intracellulaire levensstijl aan te nemen als mutualisten van planten of pathogenen van planten of dieren, zoals Rhizobim, dat het zich vormt met de wortels van sommige plantensoorten of Wolbachia, veel voorkomende muggenparasiet.

Alfaproteobacteriën zijn ook in verband gebracht met de voorouderlijke groep die aanleiding gaf tot mitochondriën, de Rickettsiales. Andere genres, zoals Rickettsia, het zijn ziekteverwekkers.

Betaproteobacteriën

Betaproteobacteriën bestaan ​​uit 14 orden van bacteriën die een diversiteit aan vormen en metabolismen vertonen. Ze kunnen strikt of facultatief aëroob zijn.

Sommige soorten kunnen chemoautotroof zijn, zoals het geslacht Nitrosomonas, dat is ammoniakoxidatiemiddel. Anderen zijn fototroof zoals Rhodocyclus Y Rubrivivax, die licht gebruiken als energiebron.

Betaproteobacteriën grijpen in bij stikstoffixatie, door middel van ammoniumoxidatie, waarbij ze nitriet produceren, een zeer belangrijke verbinding in de plantenfysiologie..

Andere soorten kunnen pathogeen zijn binnen deze groep, zoals de Neisseriaceae (die gonorroe en meningitis veroorzaken), de Ralstonia, een plantpathogeen van de nachtschade (tomaat, aardappel), en de Burkholderia glumae, die bij de rijstteelt schade toebrengt aan de pluim.

Deltaproteobacteriën

Deltaproteobacteria groep 7 orden gramnegatieve bacteriën. Ze zijn anaëroob en worden vaak geïsoleerd in afzettingen van meren, moerassen en zeebodems. Het zijn sulfaatreductiemiddelen en nemen deel aan de natuurlijke zwavelcyclus.

Deze klasse omvat bacteriën die ouder zijn dan andere bacteriën, zoals soorten van de geslachten Bdellovibrio en Myxococcus. Myxobacteriën zenden sporen uit en groeperen zich in meercellige vruchtlichamen, in omgevingen met weinig voedsel. Deze vormen de meest complexe groep bacteriën

Epsilonproteobacteriën

De epsilonproteobacteriën omvatten slechts één orde van gramnegatieve bacteriën. Ze hebben de vorm van dunne spiraalvormige of gebogen staven. Sommige soorten zijn symbionten van het spijsverteringskanaal van dieren, andere zijn parasieten van de maag (Helicobacter spp.) of de twaalfvingerige darm (Campylobacter spp.).

Bacteriën in deze groep bewonen microaërofiele of anaërobe omgevingen, zoals diepzee hydrothermale ventilatieopeningen. Ze zijn chemolithotroof, omdat ze hun energie halen uit de oxidatie van gereduceerd zwavel of waterstof gekoppeld aan de reductie van nitraat of zuurstof. Anderen zijn autotroof en gebruiken de omgekeerde Krebs-cyclus om kooldioxide in biomassa te fixeren..

Pathogenie

Omdat proteobacteriën de stam zijn van bacteriën met het grootste aantal soorten en de meest complexe en diverse, omvat het een grote verscheidenheid aan pathogenen.

Escherichia coli (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Deze bacteriën worden uitgescheiden in de ontlasting van geïnfecteerde dieren en kunnen tot drie dagen in de omgeving overleven..

E coli koloniseert een nieuwe gastheer via de fecaal-orale route, door inname van rauw voedsel of besmet water, hecht aan darmcellen en veroorzaakt diarree bij getroffen mensen.

Fecale bacteriën kunnen de urethra koloniseren en zich via de urinewegen verspreiden naar de blaas en de nieren of prostaat bij mannen, waardoor ze een urineweginfectie veroorzaken..

Wanneer een specifieke stam van E coli, met een kapselantigeen genaamd K1, koloniseert de darmen van de pasgeborene, via de vagina van de besmette moeder treedt bacteriëmie op, wat leidt tot neonatale meningitis.

In zeldzamere gevallen zijn virulente stammen ook verantwoordelijk voor hemolytisch-uremisch syndroom, peritonitis, mastitis, bloedvergiftiging en longontsteking..

Salmonella (Enterobacteriaceae, Gammaproteobacteria)

Een keer S. enterica het komt een nieuwe gastheer binnen en begint zijn infectiecyclus door lymfoïde weefsel. De bacteriën hechten zich aan de darmepitheelcellen van het ileum en de M-cellen, waardoor ze een herschikking van hun cytoskelet induceren die de vorming van grote rimpelingen op het oppervlak veroorzaakt, waardoor niet-selectieve endocytose mogelijk is, waarvoor de bacteriën erin slagen de cel binnen te dringen..

hetzelfde, Salmonella produceert cytotoxische effecten die M-cellen vernietigen en apoptose induceren bij geactiveerde macrofagen en fagocytose bij niet-geactiveerde macrofagen, waarvoor ze naar de lever en milt worden getransporteerd, waar ze zich vermenigvuldigen.

In mensen S. enterica kan twee ziekten veroorzaken: buiktyfus, veroorzaakt door S. enterica sub. enterisch Paratyphi-serotypen of salmonellose veroorzaakt door andere serotypen.

Vibrio (Vibrionaceae, Gammaproteobacteria)

De meeste infecties door Vibrio Ze worden geassocieerd met gastro-enteritis, maar kunnen ook open wonden infecteren en bloedvergiftiging veroorzaken. Deze bacteriën kunnen worden gedragen door zeedieren en hun opname veroorzaakt dodelijke infecties bij mensen..

Y. cholerae (de veroorzaker van cholera) wordt meestal overgedragen door besmet water. Andere pathogene soorten zoals V. parahaemolyticus Y V. vulnificus worden overgedragen door besmet voedsel, meestal geassocieerd met de consumptie van onvoldoende verhitte schaaldieren.

Spruiten V. vulnificus ze zijn dodelijk en komen vaak voor in warme klimaten. Na de orkaan Katrina, in New Orleans, heeft zich een uitbraak van deze soort voorgedaan.

Helicobacter (Helicobacteraceae, Epsilonproteobacteria)

Sommige soorten Helicobacter Ze leven in het bovenste deel van het maagdarmkanaal en in de lever van zoogdieren en sommige vogels. Sommige stammen van deze bacteriën zijn pathogeen voor mensen en zijn sterk geassocieerd met maagzweren, chronische gastritis, duodenitis en maagkanker..

De soort van het geslacht Helicobacter kan gedijen in de maag van een zoogdier en grote hoeveelheden urease produceren, wat lokaal de pH verhoogt van 2 naar 6 of 7, waardoor het een beter compatibel medium wordt.

Y. pylori, infecteert tot 50% van de menselijke bevolking. Het wordt aangetroffen in slijm, op het binnenoppervlak van het epitheel en soms in de epitheelcellen van de maag.

Kolonisatie van de maag door H. pylori kan leiden tot chronische gastritis, een ontsteking van het maagslijmvlies op de plaats van infectie.

Yersinia (Yersiniaceae, Gammaproteobacteria)

Het geslacht Yersinia omvat 11 soorten, waarvan er slechts Y. pestis, Y. pseudotuberculosis en bepaalde stammen van Y. enterocolitica zijn van pathogeen belang voor mensen en sommige warmbloedige dieren.

Y. pestis het is de veroorzaker van long-, septicemische en builenpest. Het type pest hangt af van de vorm van infectie, hetzij door de beet van geïnfecteerde vlooien (builenpest en septicemische pest) of van persoon tot persoon door hoesten, braken en niezen, wanneer de ziekte zich heeft ontwikkeld tot de longvorm. (Long- of longpest).

Longpest treedt op wanneer bacteriën de longen infecteren, terwijl builenpest optreedt wanneer bacteriën via de huid van een vlooienbeet het lichaam binnendringen en door de lymfevaten naar een lymfeklier reizen en een ontsteking veroorzaken. Ten slotte treedt septikemische plaag op als gevolg van bloedinfectie, na de beet van geïnfecteerde vlooien

Y. pseudotuberculosis Het wordt verkregen door contact met besmette dieren of door besmet voedsel en water te consumeren. Het is de oorzaak van een tuberculose-achtige ziekte, roodvonk genaamd, die de lymfeklieren aantast. Kan plaatselijke weefselnecrose, granulomen in de milt, lever en lymfeklieren veroorzaken.

Infecties door Y. enterocolitica ze komen meestal voort uit de consumptie van onvoldoende verhit varkensvlees of uit besmet water, vlees of melk. Acute infecties leiden over het algemeen tot zelfbeperkte entero-colitis of terminale ileitis en adenitis bij mensen. Symptomen kunnen zijn: waterige of bloederige diarree en koorts, vergelijkbaar met appendicitis of salmonellose of shigellose.

Referenties

  1. Garrity, G.m., Bell, J.A., en Lilburn, T.G. (2004). Taxonomische schets van Prokariotes. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, Second Edition. Springer-Verlag, New York.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteriën: een gemeenschappelijke factor bij ziekten bij de mens. Biomed Research International, 2017: 9351507.
  3. Sachs, J.L., Skophammer, R.G., Nidhanjali Bansal & Stajich, J.E. (2013). Evolutionaire oorsprong en diversificatie van proteobacteriële mutualisten. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
  4. Euzéby, J.P. (1997). Lijst met bacterienamen met status in de nomenclatuur: een map die beschikbaar is op internet. International Journal of Systematic Bacteriology 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Opgehaald op 7 oktober 2018.
  5. Kelly P. Williams, K.P., Sobral, B.W. , en Dickerman A.W. (2007). Een robuuste soortenboom voor de alphaproteobacteria. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.