Gram-negative bacilleregenskaber, struktur, typer

1708
Robert Johnston

Det Gram-negative stænger (GNB) er stavformede bakterier, der tester negativt for Gram-plet. Dette skyldes biokemien i dens cellevæg. Udtrykket bakterier henviser til alle celler med prokaryote egenskaber, og som hører til bakteriedomænet, også kaldet Eubacteria..

Prokaryoter er kendetegnet ved fraværet af en kerne og membranindelukkede rum. Denne egenskab besættes også af medlemmer af Archaeobacteria-domænet, hvor der også er gramnegative arter. Cellevæggen for medlemmerne af begge domæner og andre karakteristika er forskellige.

Kilde: Foto af Eric Erbe, digital farvning af Christopher Pooley, begge USDA, ARS, EMU. [Offentligt domæne]

Artikelindeks

  • 1 Generelle egenskaber
  • 2 Cellevæggens struktur Gramnegative bakterier
  • 3 Struktur af cellevæggen af ​​Gram negativ Archaea
  • 4 typer bakterier, der er gramnegative stænger
  • 5 typer arcaheobakterier, der er gramnegative basiller
  • 6 Eksempler på gramnegative stænger i eubakterier
    • 6.1 Enterobakterier gruppe
    • 6.2 Pseudomonas-gruppen
    • 6.3 Svovloxiderende bakteriegruppe
    • 6.4 Gruppe af eddikesyrebakterier
    • 6.5 Kvælstofbindende bakteriegruppe
    • 6.6 Gruppe af hypertermofile bakterier
  • 7 eksempler på gramnegative stænger i Archaea
    • 7.1 Halobacterium salinarum
    • 7.2 Metanomicrobium movile
  • 8 gramnegative stænger, der forårsager sygdom
    • 8.1 Klebsiella pneumoniae
    • 8.2 Pseudomonas aeruginosa
    • 8.3 Haemophilus
    • 8.4 Legionella
    • 8.5 Salmonella
  • 9 Referencer

Generelle egenskaber

De karakteristika, der deles af arter, der er gramnegative stænger, er: 1) de er stavformede; 2) er negative over for Gram-plet, så de ser røde ud. Sidstnævnte produceres af cellevæggens struktur, som er forskellig fra den for grampositive bakterier..

Gramnegative baciller adskiller sig meget fra hinanden med hensyn til mobilitet (flagella mobil, glidende mobil, ikke-mobil), ernæring og fysiologi (fototrof, kemoorganotrof, evne til at bruge ilt osv.), Blandt andre faktorer. Derfor er det lettere at specificere de generelle egenskaber ved Eubacteria og Archaea..

De måler i gennemsnit 3 µm lang og 1 µm bred. De kan være større eller mindre. De mangler en membran, der omgiver DNA'et, og organeller som mitokondrier og kloroplaster.

De har en cellevæg, der omgiver plasmamembranen. De har kun et cirkulært kromosom og plasmider. DNA mangler introner.

Nogle medlemmer af eubakterierne er patogener for dyr og planter, mens medlemmer af Archaeobacteria ikke er patogener..

Eubakterier kan være følsomme over for antibiotika (penicillin, kanamycin, streptomycin osv.), Fikse kvælstof, danne kapsler, have klorofylafhængig fotosyntese, har ikke et fotosystem med rhodopsin og være ikke-methanogen. Arkæobakterier er det modsatte.

Gram-negative bakterier cellevægsstruktur

Alle gramnegative bakterier, uanset deres celleform, har samme strukturelle egenskaber som cellevæggen..

Cellevæggen af ​​gramnegative bakterier er en flerlagsstruktur, der er sammensat af peptidoglycan. De har en ydre membran, der omgiver peptidoglycan. Mellem den ydre membran og cellevæggen er der et smalt rum kaldet det periplasmiske rum.

Cellevæggen måler 30 Å. Den består af peptidoglycan (murein), der består af N-acetylglucosamin (gluNAC) molekyler, der skifter med N-acetylmuraminsyre (murNAc) molekyler og danner kæder. Peptidoglycan udgør 10% af væggen, resten er ydre membran.

GluNAC- og murNAc-kæderne er tværbundet af tetrapeptider, kæder af fire aminosyrerester. Ofte er den tredje aminosyrerest i tetrapeptidet diaminopimelinsyre. To tetrapeptider danner en kovalent binding med hinanden og er direkte forbundet med gluNAC- og murNAc-kæderne. .

Den ydre membran er et lipiddobbeltlag, der er kovalent bundet til peptidoglycanlaget af lipoproteinmolekyler. Denne membran har poriner, der danner kanaler gennem den ydre membran..

Struktur af cellevæggen af ​​Gram negativ Archaea

Fra et strukturelt og biokemisk synspunkt adskiller cellekappen af ​​Archaea sig meget fra Eubacterias. Cellevæggen i Archaea har kun 10% peptidoglycan. Den ydre membran, der typisk findes i gramnegative bakterier, er fraværende i Archaea.

I Gram negativ Archaea er der et S-lag, der omgiver plasmamembranen. Mens Gram-positiv Archaea er der en konvolut, der omgiver S-laget.

I arter af begge domæner, Eubacteria og Archaea, består S-laget af glycoproteiner, som er proteiner forbundet med kovalente bindinger til kulhydrater. Sidstnævnte er gentagne underenheder, der kan være lineære eller forgrenede og udgøre fra 1% til 20% af den samlede masse af glycoproteiner..

Glykoproteiner er rige (mellem 40% og 50%) på hydrofobe aminosyrerester. Dens indhold af cystein og methionin er lavt. De har 10% lysin, glutaminsyre og asparaginsyre. På grund af dette er den ekstracellulære overflade meget hydrofob..

Typer af bakterier, der er gramnegative stænger

Bacillusformede gramnegative bakterier findes i forskellige taksonomiske grupper. Inden for den samme slægt kan der være gramnegative bakterier, der kan have forskellige former.

For eksempel: 1) køn Chorobium, hvori de grønne svovlholdige bakterier er formet som baciller og buede stænger; 2) køn Pasteurella, har pleomorfe arter (i flere former).

Der er heterogene grupper, såsom svævebakterierne og svovlbakterierne, hvis medlemmer generelt er gramnegative og kan have form af en bacillus eller andre former..

Glatte bakterier er fylogenetisk meget forskellige med forskellige bevægelsesmekanismer. De er basiller og mangler flageller. Svovlbakterier er en meget forskelligartet gruppe af mikroorganismer, der kan være buede stænger eller stænger..

Fotoautotrofe bakterier er gramnegative og har forskellige former, såsom baciller og kokker. De omfatter en enkelt fylogenetisk gren inden for Eubacteria-domænet.

Der er taksonomiske grupper, hvis medlemmer er gramnegative, og hvor deres eneste form er en bacillus, nemlig:

Enterobakterier (bestil Enterobacteriales, familie Enterobacteriaceae), Pseudomonas (bestil Pseudomonadales, klasse Gammaproteobakterier), Azotobacter (Klasse Gammaproteobacteria) og Bacteroides (phylum Bacteroidetes, klasse Bacteroidia).

Typer af Arcaheobacteria, der er gramnegative stænger

Medlemmer af Haloarchaea (Halobacteria) er gramnegative stænger. De tilhører ordenen Halobacteriales og familien Halobacteriacea. Denne familie har 19 slægter og nogle 57 arter. Haloarchaea er en monofyletisk gruppe, det vil sige, de har en eksklusiv forfader.

En relativt tæt gruppe på Haloarchaea er de metanogene arkebakterier, som kan være Gram-negative eller Gram-positive. De har forskellige former. Cirka 160 forskellige arter er kendt, der tilhører 29 slægter, 14 familier og seks ordrer..

Eksempler på gramnegative stænger i eubakterier

Enterobakterier gruppe

Repræsentative genrer: Escherichia (maveinfluenza), Enterobacter (sjældent patogen), Serratia (sjældent patogen), Salmonella (enteritis), Proteus (urinvejsinfektion), Yersinia (pest), Klebsiella (lungebetændelse). De hører til gammaproteobakterierne.

Pseudomonas-gruppen

Repræsentative genrer: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas og Xanthomonas. De kan være lige eller buede baciller. Flere arter er patogene for dyr og planter. For eksempel, Pseudomonas auruginous er en kolonisator af sår og forbrændinger.

Svovloxiderende bakteriegruppe

Repræsentant køn: Thiobacillus. Denne slægt er den bedst kendte af kemolytotroferne. Arten af Thiobacillus er spredt blandt underinddelingerne (alfa, beta og gamma) af proteobakterier.

Eddikesyrebakterie gruppe

Repræsentative genrer: Acetobacter Y Gluconobacter. De udfører den ufuldstændige oxidation af alkoholer og sukkerarter. Når substratet er ethanol, danner de eddikesyre. De er især nyttige i alkoholindustrien.

Kvælstofbindende bakteriegruppe

Repræsentative genrer: Azotobacter Y Zomonas. De fikserer kvælstof aerobt. De fleste hører til alfa- eller gammaproteobakterier. Bakterier af slægten Azotobacter er særlig store baciller.

Gruppe af hypertermofile bakterier

Repræsentative genrer: Thermotoga og Thermodesulfobacterium. De er bacillære hyperthermofiler, der vokser ved temperaturer over 70 ºC. De er blevet isoleret fra terrestriske habitater, varme kilder og undersøiske kilder.

Eksempler på gramnegative stænger i Archaea

Halobacterium salinarum

Det er mobilt, lever i miljøer med en høj koncentration af salt (> 4 M). Det kan bruge lys som en energikilde, fordi det har bakteriorhodopsin, en lysafhængig protonpumpe. Denne pumpe gør det muligt at fange lys og skabe en elektrokemisk gradient over membranen..

Energien fra den elektrokemiske gradient bruges til at syntetisere ATP ved ATP-syntase.

Metanomicrobium movile

Det er en gramnegativ stang. Lag S viser en sekskantet organisation. S-lag proteiner har lave isoelektriske punkter, hvilket indikerer, at de er rige på sure aminosyrerester. Procentdelen af ​​hydrofobe rester er lav.

Den lever i fårens vomme. Producerer metan via kuldioxidreduktion ved hjælp af Hto eller format. Det kan ikke metabolisere acetat, methylaminer eller methanol. Det udviser en optimal pH i området mellem 6,5 og 8. Det har en vigtig rolle i vommefunktion og dyreernæring..

Gram-negative stænger, der forårsager sygdom

Klebsiella pneumoniae

Det er et af de forårsagende stoffer til lungebetændelse. K. pneumoniae det er et opportunistisk patogen, der inficerer luftvejene hos mennesker og dyr. Det er ikke mobilt. Det er en gramnegativ stang, der producerer en overvægtig kapsel, der beskytter den mod fagocytose.

Pseudomonas aeruginosa

Det er en gramnegativ stang. Det producerer sygdomme som urinveje og øreinfektioner. Det koloniserer sår og forbrændinger på huden. Under visse betingelser producerer den en polysaccharidbiofilm for at etablere et bakteriesamfund og beskytte det mod immunsystemet.

Haemophilus

De er små gramnegative stænger og undertiden pleomorfe. Der er flere arter forbundet med sygdomme hos mennesker, såsom H. influenzae (lungebetændelse), H. aegyptius (konjunktivitis), H. ducrey (chancroid) og H. parainfluenzae (bakteriæmi og endokarditis).

Legionella

De er tynde, pleomorfe gramnegative stænger. De er intracellulære parasitter. De formerer sig i alveolære makrofager. Producerer lungebetændelse og sporadiske, epidemiske og nosokomiale infektioner. Legionella pneumophila er ansvarlig for epidemier.

Salmonella

De er fakultative anerobe gram-negative stænger. De kan kolonisere forskellige dyr, herunder pattedyr, fugle og krybdyr. De fleste infektioner opstår efter indtagelse af forurenet mad eller ved direkte transmission via fækal-oral vej. Forårsager gastroenteritis.

Referencer

  1. Alcamo, E. 1996. Mikrobiologi. Wiley, New York.
  2. Barton, L. L. 2005. Strukturelle og funktionelle relationer i prokaryoter. Springer, New York.
  3. Bauman, B. W. 2012. Mikrobiologi med sygdomme efter kropssystem. Pearson, Boston.
  4. Black, J. G. 2008. Mikrobiologi: principper og udforskning. Wiley, New York.
  5. Garrett, R. A., Klenk, H. P. 2007. Archaea. Blackwell, London.
  6. Hogg, S. 2005. Essentiel mikrobiologi. Wiley, Chichester.
  7. Kates, M., Kushner, D. J., Matheson, A. T. 1993. Biokemi af Archaea (Archaeobacteria). Elsevier, Amsterdam.
  8. Madigan, M. T., Martinko, J. M., Parker, J. 2004. Brock: biologi af mikroorganismer. Pearson, Madrid.
  9. Murray, P. R., Rosenthal, K. S., Pfaüer, M. A. 2006. Medicinsk mikrobiologi. Elsevier, Madrid.

Endnu ingen kommentarer