معلومة

4.3.3: البكتيريا المتقلبة - علم الأحياء


أهداف التعلم

  • وصف السمات الفريدة لكل فئة داخل البكتيريا البروتيوبتريا: Alphaproteobacteria ، Betaproteobacteria ، Gammaproteobacteria ، Deltaproteobacteria ، و Epsilonproteobacteria
  • أعط مثالا لبكتيريا في كل فئة من البكتيريا المتقنة

في عام 1987 ، اقترح عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي كارل ووز (1928-2012) أن مجموعة كبيرة ومتنوعة من البكتيريا التي أطلق عليها "البكتيريا الأرجواني وأقاربها" يجب تعريفها على أنها شعبة منفصلة داخل مجال البكتيريا بناءً على تشابه النيوكليوتيدات تسلسل في الجينوم الخاص بهم.1 تلقت هذه الشعبة البكتيرية الأكثر تنوعًا سالبة الجرام اسم Proteobacteria. يحتوي على العديد من البكتيريا التي تشكل جزءًا من الكائنات الحية الدقيقة للإنسان بالإضافة إلى العديد من مسببات الأمراض. داخل الشعبة ، تمتلك البكتيريا مجموعة متنوعة من القدرات الأيضية ، والأدوار البيئية ، والخصائص الخلوية. ربما تكون السمة الوحيدة التي يتشاركونها جميعًا هي أنها سلبية الغرام. وتنقسم البكتيريا المتقلبة أيضًا إلى خمس فئات: Alphaproteobacteria و Betaproteobacteria و Gammaproteobacteria و Deltaproteobacteria و Epsilonproteobacteria. فيما يلي أمثلة على البكتيريا البروتينية ألفا والبكتيريا البروتينية الغامية.

ألفا بروتيوبكتيريا

من بين بكتيريا ألفا بروتوبتريا الريكتسيا ، التي تلزم مسببات الأمراض داخل الخلايا ، مما يعني أن جزءًا من دورة حياتها يجب أن يحدث داخل خلايا أخرى تسمى الخلايا المضيفة. عندما لا تنمو داخل خلية مضيفة ، ريكتسيا غير نشطة التمثيل الغذائي خارج الخلية المضيفة. لا يمكنهم تصنيع ثلاثي فوسفات الأدينوزين الخاص بهم (ATP) ، وبالتالي يعتمدون على الخلايا لاحتياجاتهم من الطاقة. كما ذكرنا سابقًا في الفصل ، ترتبط هذه المجموعة من البكتيريا ارتباطًا وثيقًا بأسلاف الميتوكوندريا كما ينعكس في هذه الخصائص.

ريكتسيا النيابة. تشمل عددًا من مسببات الأمراض البشرية الخطيرة. على سبيل المثال، R. ريكتسي يسبب حمى روكي ماونتين المبقعة ، وهو شكل يهدد الحياة من التهاب السحايا (التهاب الأغشية التي تغلف الدماغ). R. ريكتسي يصيب القراد ويمكن أن ينتقل إلى البشر عن طريق لدغة من القراد المصاب (الشكل ( PageIndex {1} )).

مثال مهم بيئيًا عن البكتيريا البروتينية ريزوبيوم. كما ورد في القسم السابق ، ريزوبيوم تشكل علاقة تكافلية مع البقوليات (نباتات مثل الفول والبازلاء والبرسيم) ومن خلال عملية تسمى تثبيت النيتروجين تحول النيتروجين في الغلاف الجوي إلى شكل يمكن استخدامه من قبل النبات. قبل تطوير الأسمدة العضوية ، كان تناوب المحاصيل بين البقوليات والمحاصيل الأخرى أحد الطرق الرئيسية لتوفير النيتروجين للمحاصيل.

جراثيم غاما

أكثر فئات البكتيريا سالبة الجرام تنوعًا هي بكتيريا Gammaproteobacteria ، وهي تشتمل على عدد من مسببات الأمراض البشرية. على سبيل المثال ، عائلة كبيرة ومتنوعة ، الزائفة، يشمل الجنس الزائفة. ضمن هذا الجنس هو النوع P. الزنجارية، أحد مسببات الأمراض المسؤولة عن التهابات متنوعة في مناطق مختلفة من الجسم. P. الزنجارية هي بكتيريا هوائية ، غير مخمرة ، شديدة الحركة. غالبًا ما يصيب الجروح والحروق ، ويمكن أن يكون سببًا لالتهابات المسالك البولية المزمنة ، ويمكن أن يكون سببًا مهمًا لالتهابات الجهاز التنفسي لدى مرضى التليف الكيسي أو المرضى الذين يستخدمون أجهزة التنفس الصناعي. التهابات P. الزنجارية غالبًا ما يصعب علاجها لأن البكتيريا مقاومة للعديد من المضادات الحيوية ولديها قدرة ملحوظة على تكوين الأغشية الحيوية. الممثلين الآخرين ل الزائفة تشمل البكتيريا الفلورية (المتوهجة) المتألقة P. وبكتيريا التربة P. putida، والمعروف بقدرته على تحلل المواد الغريبة الحيوية (مواد لا تنتج بشكل طبيعي أو توجد في الكائنات الحية).

البكتيريا المعوية هي عائلة كبيرة من البكتيريا المعوية (المعوية) تنتمي إلى بكتيريا Gammaproteobacteria. هم اللاهوائيات الاختيارية وقادرون على تخمير الكربوهيدرات. ضمن هذه العائلة ، يتعرف علماء الأحياء الدقيقة على فئتين متميزتين. الفئة الأولى تسمى القولونيات ، بعد أنواع البكتيريا النموذجية ، الإشريكية القولونية. القولونيات قادرة على تخمير اللاكتوز تمامًا (أي مع إنتاج الحمض والغاز). الفئة الثانية ، noncoliforms ، إما لا تستطيع تخمير اللاكتوز أو يمكنها فقط تخميره بشكل غير كامل (ينتج إما حمض أو غاز ، ولكن ليس كلاهما). تشمل الأشكال غير القولونية بعض مسببات الأمراض البشرية البارزة ، مثل السالمونيلا النيابة.، الشيغيلة النيابة., و يرسينيا بيستيس.

بكتريا قولونية ربما كانت البكتيريا الأكثر دراسة منذ أن وصفها تيودور إشريش (1857-1911) لأول مرة في عام 1886. العديد من سلالات بكتريا قولونية هي في علاقات متبادلة مع البشر. ومع ذلك ، فإن بعض السلالات تنتج سمًا مميتًا يُسمى ذيفان الشيغا ، والذي يثقب الأغشية الخلوية في الأمعاء الغليظة ، مما يتسبب في حدوث إسهال دموي والتهاب الصفاق (التهاب البطانات الداخلية لتجويف البطن). آخر بكتريا قولونية قد تسبب السلالات إسهال المسافر ، وهو مرض أقل حدة ولكنه واسع الانتشار.

صور بروتيوبكتيرية

مجموعة كبيرة من البكتيريا البروتينية هي ضوئية التغذية. وهذا يشمل البكتيريا الأرجواني أو الخضراء التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي بمساعدة البكتيريا الكلورية ، وهي أصباغ خضراء أو أرجوانية أو زرقاء تشبه الكلوروفيل في النباتات. تحتوي بعض هذه البكتيريا على كمية متفاوتة من أصباغ حمراء أو برتقالية تسمى الكاروتينات. يتنوع لونها من البرتقالي إلى الأحمر إلى الأرجواني إلى الأخضر (الشكل ( PageIndex {4} )) ، وهي قادرة على امتصاص الضوء بأطوال موجية مختلفة. تقليديا ، يتم تصنيف هذه البكتيريا إلى بكتيريا كبريتية وغير كبريتية. يتم تمييزهم بشكل أكبر حسب اللون. على النقيض من البكتيريا الزرقاء التي تنتج الأكسجين عندما تقوم بعملية التمثيل الضوئي ، فإن هذه البكتيريا البروتينية تؤدي جميعها ضمور ضوئي غير مؤكسد. يمكن للكثيرين استخدام إما عضوي (غيري التغذية) أو ثاني أكسيد الكربون (ذاتية التغذية) للحصول على الكربون.

ملخص

  • بروتيوباكتيريا هي شعبة من البكتيريا سالبة الجرام اكتشفها كارل ووز في الثمانينيات بناءً على تماثل تسلسل النيوكليوتيدات.
  • يتم تصنيف البكتيريا المتقلبة أيضًا إلى فئات ألفا وبيتا وغاما ودلتا و epsilonproteobacteria ، ولكل فئة ترتيب منفصل وعائلات وأجناس وأنواع.
  • ألفا بروتيوبكتيريا نكون قلة التغذية. الريكتسيا هي تلزم مسببات الأمراض داخل الخلايا ، تتغذى على خلايا الكائنات الحية المضيفة ؛ فهي غير نشطة التمثيل الغذائي خارج الخلية المضيفة. يمكن لبعض بروتينات ألفا تحويل النيتروجين الجوي إلى نيتريت ، مما يجعل النيتروجين قابلاً للاستخدام من قبل أشكال الحياة الأخرى.
  • جراثيم غاما هي أكبر مجموعة من البكتيريا المتقلبة وأكثرها تنوعًا. العديد من مسببات الأمراض البشرية هي الهوائية أو اللاهوائية الاختيارية. بعض أنواع البكتيريا البروتينية معوي البكتيريا التي قد تكون القولونية أو غير القولونية. الإشريكية القولونية، وهو عضو في بكتيريا Gammaproteobacteria ، ربما يكون أكثر أنواع البكتيريا التي خضعت للدراسة.
  • بعض البكتيريا البروتينية هي ضوئية غير مؤكسدة.

الحواشي

  1. 1 سي آر ووز. "التطور البكتيري". مراجعة ميكروبيولوجية 51 لا. 2 (1987): 221 - 271.
  2. 2 هـ.ريتشنباخ. "Myxobacteria ، منتجو المواد الحيوية النشطة بيولوجيًا." مجلة علم الأحياء الدقيقة الصناعية والتكنولوجيا الحيوية 27 لا. 3 (2001): 149-156.
  3. 3 S. Suerbaum، P. Michetti. "هيليكوباكتر بيلوري عدوى." نيو انغلاند جورنال اوف ميديسين 347 لا. 15 (2002): 1175-1186.

مساهم

  • نينا باركر (جامعة شيناندواه) ومارك شنيغورت (جامعة ولاية ويتشيتا) وآنه-هيو ثي تو (جامعة ولاية جورجيا الجنوبية الغربية) وفيليب ليستر (كلية وسط نيو مكسيكو المجتمعية) وبريان إم فورستر (جامعة سانت جوزيف) مع العديد المؤلفين المساهمين. المحتوى الأصلي عبر Openstax (CC BY 4.0 ؛ الوصول مجانًا على https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


شاهد الفيديو: شرح مورفولوجيا البكتيريا. Bacterial morphologies (شهر نوفمبر 2021).