Gramnegativa bacilleregenskaper, struktur, typer

3664
Sherman Hoover

De Gram-negativa stavar (GNB) är stavformade bakterier som testar negativt för Gram-fläck. Detta beror på dess cellväggs biokemi. Termen bakterier avser alla celler med prokaryota egenskaper och som tillhör bakteriedomänen, även kallad eubakterier..

Prokaryoter kännetecknas av frånvaron av en kärna och membranomslutna fack. Denna egenskap ägs också av medlemmar av Archaeobacteria-domänen, där det också finns gramnegativa arter. Cellväggen hos medlemmarna i båda domänerna och andra egenskaper är olika.

Källa: Foto av Eric Erbe, digital färgläggning av Christopher Pooley, båda USDA, ARS, EMU. [Allmängods]

Artikelindex

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 Cellväggens struktur Gramnegativa bakterier
  • 3 Struktur av cellväggen hos gramnegativa Archaea
  • 4 typer av bakterier som är gramnegativa stavar
  • 5 typer av arcaheobakterier som är gramnegativa basiller
  • 6 Exempel på gramnegativa stavar i Eubacteria
    • 6.1 Enterobakterier grupp
    • 6.2 Pseudomonas-gruppen
    • 6.3 Svaveloxiderande bakteriegrupp
    • 6.4 Ättiksyrabakteriegrupp
    • 6.5 Kvävebindande bakteriegrupp
    • 6.6 Hypertermofil bakteriegrupp
  • 7 Exempel på gramnegativa stavar i Archaea
    • 7.1 Halobacterium salinarum
    • 7.2 Metanomicrobium movile
  • 8 gramnegativa stavar som orsakar sjukdom
    • 8.1 Klebsiella pneumoniae
    • 8.2 Pseudomonas aeruginosa
    • 8.3 Haemophilus
    • 8.4 Legionella
    • 8.5 Salmonella
  • 9 Referenser

Generella egenskaper

De egenskaper som delas av arter som är gramnegativa stavar är: 1) de är stavformade; 2) är negativa för Gram-fläckar, så de verkar röda. Den senare produceras av cellväggens struktur, som skiljer sig från den hos grampositiva bakterier..

Gramnegativa baciller skiljer sig mycket från varandra när det gäller rörlighet (flagellamobil, glidmobil, icke-mobil), näring och fysiologi (fototrof, kemoorganotrof, förmåga att använda syre, etc.), bland andra faktorer. Därför är det lättare att specificera de allmänna egenskaperna hos Eubacteria och Archaea..

De mäter i genomsnitt 3 µm lång och 1 µm bred. De kan vara större eller mindre. De saknar ett membran som omger DNA och organeller som mitokondrier och kloroplaster.

De har en cellvägg som omger plasmamembranet. De har bara en cirkulär kromosom och plasmider. DNA saknar introner.

Vissa medlemmar av eubakterierna är patogener för djur och växter, medan medlemmar av arkeobakterierna inte är patogener..

Eubakterier kan vara känsliga för antibiotika (penicillin, kanamycin, streptomycin, etc.), fixera kväve, bilda kapslar, ha klorofyllberoende fotosyntes, har inget fotosystem med rodopsin och vara icke-metanogena. Arkeobakterier är motsatsen.

Gramnegativa bakterieväggstruktur

Alla gramnegativa bakterier, oavsett cellform, har samma strukturella egenskaper som cellväggen..

Cellväggen hos gramnegativa bakterier är en flerskiktad struktur som består av peptidoglykan. De har ett yttre membran som omger peptidoglykanen. Mellan det yttre membranet och cellväggen finns det ett smalt utrymme som kallas periplasmiskt utrymme.

Cellväggen mäter 30 Å. Den består av peptidoglykan (murein), som består av N-acetylglukosamin (gluNAC) -molekyler som alternerar med N-acetylmuraminsyramolekyler (murNAc) och bildar kedjor. Peptidoglykan utgör 10% av väggen, resten är yttre membran.

GluNAC- och murNAc-kedjorna är tvärbundna av tetrapeptider, kedjor med fyra aminosyrarester. Ofta är den tredje aminosyraresten i tetrapeptiden diaminopimelinsyra. Två tetrapeptider bildar en kovalent bindning med varandra och är direkt anslutna till gluNAC- och murNAc-kedjorna. .

Det yttre membranet är ett lipiddubbelskikt som är kovalent bundet till peptidoglykanlagret av lipoproteinmolekyler. Detta membran har poriner som bildar kanaler genom det yttre membranet..

Struktur av cellväggen i gramnegativa Archaea

Ur strukturell och biokemisk synvinkel skiljer sig Archaeas cellhölje kraftigt från Eubacterias. Cellväggen i Archaea har endast 10% peptidoglykan. Det yttre membranet som vanligtvis finns i gramnegativa bakterier saknas i Archaea.

I gramnegativ Archaea finns ett S-lager som omger plasmamembranet. Medan Gram-positiva Archaea finns ett kuvert som omger S-lagret.

I arter av båda domänerna, Eubacteria och Archaea, består S-skiktet av glykoproteiner, som är proteiner kopplade genom kovalenta bindningar till kolhydrater. De senare är upprepade underenheter som kan vara linjära eller grenade och utgör från 1% till 20% av den totala massan av glykoproteiner..

Glykoproteiner är rika (mellan 40% och 50%) på hydrofoba aminosyrarester. Dess cystein- och metioninhalt är låg. De har 10% lysin, glutaminsyra och asparaginsyra. På grund av detta är den extracellulära ytan mycket hydrofob..

Typer av bakterier som är gramnegativa stavar

Bacillusformade gramnegativa bakterier finns i olika taxonomiska grupper. Inom samma släkt kan det finnas gramnegativa bakterier som kan ha olika former.

Till exempel: 1) kön Korobium, i vilka är de gröna svavelaktiga bakterierna, formade som baciller och böjda stavar; 2) kön Pasteurella, har pleomorf arter (i flera former).

Det finns heterogena grupper, såsom glidbakterier och svavelbakterier, vars medlemmar i allmänhet är gramnegativa och kan ha formen av en basil eller andra former..

Hala bakterier är fylogenetiskt mycket olika med olika rörelsemekanismer. De är baciller och saknar flageller. Svavelbakterier är en mycket varierande grupp av mikroorganismer som kan vara krökta stavar eller stavar..

Fotoautotrofa bakterier är gramnegativa och har olika former, såsom baciller och kockar. De innefattar en enda fylogenetisk gren inom Eubacteria-domänen.

Det finns taxonomiska grupper vars medlemmar är gramnegativa och där deras enda form är en basil, nämligen:

Enterobakterier (beställ Enterobacteriales, familj Enterobacteriaceae), Pseudomonas (beställ Pseudomonadales, klass Gammaproteobacteria), Azotobacter (Gammaproteobacteria-klass) och Bacteroides (phylum Bacteroidetes, klass Bacteroidia).

Typer av Arcaheobacteria som är gramnegativa stavar

Medlemmar av Haloarchaea (Halobacteria) är gramnegativa stavar. De tillhör ordningen Halobacteriales och familjen Halobacteriacea. Denna familj har 19 släktingar och cirka 57 arter. Haloarchaea är en monofyletisk grupp, det vill säga de har en exklusiv förfader.

En relativt nära grupp till Haloarchaea är de metanogena arkebakterierna, som kan vara gramnegativa eller grampositiva. De har olika former. Cirka 160 olika arter är kända, tillhörande 29 släkt, 14 familjer och sex ordningar..

Exempel på gramnegativa stavar i Eubacteria

Enterobakterier grupp

Representativa genrer: Escherichia (maginfluensa), Enterobacter (sällan patogen), Serratia (sällan patogen), Salmonella (enterit), Proteus (urinvägsinfektion), Yersinia (plåga), Klebsiella (lunginflammation). De tillhör gammaproteobakterierna.

Pseudomonas-gruppen

Representativa genrer: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas och Xanthomonas. De kan vara raka eller böjda basiller. Flera arter är patogena för djur och växter. Till exempel, Pseudomonas auruginous är en kolonisator av sår och brännskador.

Svaveloxiderande bakteriegrupp

Representativt kön: Thiobacillus. Detta släkt är den mest kända av kemolytotroferna. Arten av Thiobacillus är utspridda bland underavdelningarna (alfa, beta och gamma) av proteobakterier.

Ättiksyrabakteriegrupp

Representativa genrer: Acetobacter Y Gluconobacter. De utför den ofullständiga oxidationen av alkoholer och sockerarter. När substratet är etanol bildar de ättiksyra. De är särskilt användbara inom alkoholindustrin.

Kvävebindande bakteriegrupp

Representativa genrer: Azotobacter Y Zomonas. De fixerar kväve aerobt. De flesta tillhör alfa- eller gammaproteobakterier. Bakterier av släktet Azotobacter är särskilt stora baciller.

Hypertermofil bakterie grupp

Representativa genrer: Thermotoga och Thermodesulfobacterium. De är bacillära hypertermofiler som växer vid temperaturer över 70 ºC. De har isolerats från markbundna livsmiljöer, varma källor och undervattenskällor.

Exempel på gramnegativa stavar i Archaea

Halobacterium salinarum

Den är mobil, lever i miljöer med en hög koncentration av salt (> 4 M). Det kan använda ljus som en energikälla eftersom det har bakteriorhodopsin, en ljusberoende protonpump. Denna pump gör det möjligt att fånga ljus och skapa en elektrokemisk lutning över membranet..

Den elektrokemiska gradientens energi används för att syntetisera ATP med ATP-syntas.

Metanomicrobium movile

Det är en gramnegativ stav. Skikt S visar en sexkantig organisation. S-skiktproteiner har låga isoelektriska punkter, vilket indikerar att de är rika på sura aminosyrarester. Andelen hydrofoba rester är låg.

Det lever i fårens vommen. Producerar metan via koldioxidreduktion med Htvå eller format. Det kan inte metabolisera acetat, metylaminer eller metanol. Det uppvisar ett optimalt pH i intervallet mellan 6,5 och 8. Det har en viktig roll i vommen och djurfoder..

Gramnegativa stavar som orsakar sjukdom

Klebsiella pneumoniae

Det är en av de orsakande medlen för lunginflammation. K. pneumoniae det är en opportunistisk patogen som infekterar andningsorganen hos människor och djur. Det är inte mobilt. Det är en gramnegativ stav som producerar en övervägande kapsel som skyddar den mot fagocytos.

Pseudomonas aeruginosa

Det är en gramnegativ stav. Det producerar sjukdomar som urinvägar och öroninfektioner. Det koloniserar sår och bränner på huden. Under vissa förhållanden producerar den en polysackaridbiofilm för att skapa en bakteriesamhälle och skydda den från immunsystemet.

Haemophilus

De är små gramnegativa stavar och ibland pleomorfa. Det finns flera arter associerade med sjukdomar hos människor, såsom H. influenzae (lunginflammation), H. aegyptius (konjunktivit), H. ducrey (chancroid) och H. parainfluenzae (bakteremi och endokardit).

Legionella

De är tunna, pleomorfa gramnegativa stavar. De är intracellulära parasiter. De multipliceras i alveolära makrofager. Producerar lunginflammation och sporadiska, epidemiska och nosokomiella infektioner. Legionella pneumophila är ansvarig för epidemier.

Salmonella

De är fakultativa aneroba gramnegativa stavar. De kan kolonisera olika djur, inklusive däggdjur, fåglar och reptiler. De flesta infektioner inträffar efter intag av förorenad mat eller genom direkt överföring via fekal-oral väg. Orsakar gastroenterit.

Referenser

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

Ingen har kommenterat den här artikeln än.