Charakterystyka firmicutes, morfologia, filogeneza i klasyfikacja



Firmicutes Jest to jedna z krawędzi, w których klasyfikowane są bakterie. Skład ten składa się z trzech klas (Bacilli, Clostridia i Erysipelotrichia), 26 rodzin i 223 rodzajów, stanowiąc tym samym główny typ bakterii.

Bakterie sklasyfikowane w tym typie mają wspólną historię ewolucyjną. Wszystkie mają sztywną ścianę komórkową, z której wywodzi się nazwa Firmicutes (po łacinie firmus  oznacza stanowczy i skóra odnoszą się do skóry lub ściany komórkowej). 

Wszystkie bakterie na krawędzi zawierają kwas murámico w ścianie komórkowej, a niektóre zawierają kwas octowy. Większość z nich jest gram dodatnia, z wyjątkiem rodzin Veillonellaceae i Syntrophomonadaceae, które są gram-ujemne.

Bakterie Firmicutes są zróżnicowane fenotypowo, mogą być kulistymi komórkami, prostymi, krzywymi, spiralnymi prętami lub włóknami, z wiciami lub bez, z lub bez przetrwalników odpornych na ciepło.

Mogą to być tlenowe, fakultatywne lub surowe beztlenowce. Niektóre są termofilne i / lub halofilne. Niektóre z nich to chemoganotrofy i inne fotoheterotrofy anoksyczne. Większość rośnie w neutralnym pH, ale niektóre są kwaśne lub zasadowe. Mają zawartość DNA, która jest na ogół mniejsza niż 50%.

Bakterie sklasyfikowane w zestawie Firmicutes stanowią ważną część flory jelitowej człowieka, wraz z tymi sklasyfikowanymi w typie Bacteriodetes. Ostatnie badania wykazały, że mikroflora jelitowa ludzi i otyłych modeli zwierzęcych jest związana ze zwiększoną obfitością Firmicutes w stosunku do Bacteriodetes.

Indeks

  • 1 Ogólna charakterystyka
    • 1.1 Filogeneza
  • 2 Klasyfikacja
    • 2.1 Klasa Clostridia
    • 2.2 Klasa Erysipelotrichia
    • 2.3 Klasa Basilli
  • 3 Mikrobiom przewodu pokarmowego
  • 4 odniesienia 

Ogólna charakterystyka

Filogeneza

Filogeneza Firmicutes była stale weryfikowana i ponownie badana, obejmując coraz więcej danych i nowych metod, które pozwalają nam zaproponować nowe hipotezy ewolucyjne.

Ostatnie badania oparte na analizie małych podjednostek sekwencji nukleotydowych RNA rybosomalnego wygenerowały strukturę filogenetyczną, w której typ Firmicutes składa się z trzech klas (Basilli, Clostridia i Erysipelotrichia), 26 rodzin i 223 rodzajów.

W poprzednich klasyfikacjach ten typ obejmował dodatkową klasę o nazwie Mollicutes, która różni się od reszty bakterii Firmicutes tym, że nie ma sztywnych ścian komórkowych, bez peptydoglikanów lub kwasu muramowego, są elastyczne i są wysoce pleomorficznymi komórkami.

Ta grupa została usunięta z Firmicutes w nowszych badaniach z alternatywnymi markerami. W rezultacie klasa Mollicutes została podniesiona do krawędzi Tenericute.

Rodzina Erysipelotrichaceae, uprzednio sklasyfikowana w Mollicutes, która tworzy gram-dodatnią ścianę komórkową, jest utrzymywana w Firmicutes jako nowa klasa o nazwie Erysipelotrichia, z pojedynczą kolejnością (Erysipelotrichales), która obejmuje pojedynczą rodzinę (Erysipelotrichaceae). Ostatnie analizy potwierdzają rozdzielenie klas Basilli i Clostridia.

Klasyfikacja

Klasa Clostridia

Klasa Clostridia jest fenotypowym, fizjologicznie i ekologicznie zróżnicowanym kladem polifiletycznym. Zawiera zarówno bakterie Gram-dodatnie, jak i Gram-ujemne, a większość rodzajów tworzy zarodniki, z wyjątkami takimi jak Clostridium.

Klasa Clostridia składa się z rozkazów Clostridium, Halanaerobial i Thermoanaerobacterales. Bakterie należące do rzędu Clostridiales są surowymi beztlenowcami, te z rzędu halanerobowego są halofilne, a te rzędu Thermoanaerobacteriales są ciepłolubne.

Niektóre gatunki Clostridia mają ogromne znaczenie dla przemysłu, są wykorzystywane do produkcji rozpuszczalników jako końcowego produktu procesu fermentacji. 

Inni produkują toksyny, takie jak Clostridium botulinum, znany również jako BoTox, aby sparaliżować mięśnie twarzy w celu zmniejszenia zmarszczek skóry.

Klasa Erysipelotrichia

Klasa ta składa się z bakterii w postaci cienkich cienkich prętów, prostych lub lekko zakrzywionych, z tendencją do tworzenia długich włókien. Są nieruchome, z gram-dodatnimi ścianami komórkowymi, które nie wytwarzają przetrwalników.

Są tlenowe, fakultatywne beztlenowe. Są chemoorganotroficzne. Mają fermentacyjny metabolizm oddechowy. Ta grupa obejmuje niektóre gatunki chorobotwórcze dla ssaków i ptaków, wśród nich Erysipelothrix rhusiopathiae i Bulleidia wyciągnąć.

Klasa Basilli

Bakterie klasy Basilli zwykle tworzą ścianę komórkową Gram-dodatnią. Mogą tworzyć endospory lub nie. Większość z nich to tlenowe lub mikroaerofilne, podczas gdy tylko nieliczne są beztlenowcami fakultatywnymi. Klasa Bacilli składa się z zamówień Bacillales i Lactobacillales.

Większość rodzajów rzędu Bacillales tworzy endospory, chociaż są wyjątki. Ponadto mają barwienie gram-dodatnie ściany komórkowej w młodych komórkach. Większość płci ma menachinon 7 (MK-7).

Doniesiono o menachinonach długich łańcuchów, od MK-6 do MK-11, w termoaktywnej rodzinie makrocząsteczkowej. Menachinony są również znane jako witamina K2. 

Liczba łańcuchów bocznych jest wskazana w konkretnej nazwie każdego menachinonu (np. MK-6 ma sześć jednostek molekularnych przyłączonych do jądra cząsteczki utworzonej przez pierścień chinonowy).

Rodzaj Bacillales obejmuje bakterie wysoce patogenne, takie jak Bacillus anthracis, powodując wąglika. Innym ważnym gatunkiem jest Bacillus subtilis, jeden z organizmów wykorzystywanych jako model w badaniach, aby zrozumieć tematy od różnicowania komórek do przechowywania żelaza i replikacji DNA.

Bakterie rzędu Lactobacillales mogą mieć kształt pręta lub kokosów, mają gram-dodatnie barwienie ściany komórkowej, nie tworzą endospor i są fakultatywnie beztlenowe i katalazo-ujemne głównie.

Kolejność ta obejmuje korzystne bakterie, takie jak Lactobacillus, ważne składniki flory żołądkowo-jelitowej u ludzi i innych zwierząt oraz używane rzemieślniczo i przemysłowo do produkcji jogurtu i innych fermentowanych produktów spożywczych.

Mikrobiota przewodu pokarmowego

Mikrobiota przewodu pokarmowego odgrywa ważną rolę w utrzymaniu zdrowia ludzi, zapewniając energię, składniki odżywcze i ochronę immunologiczną. U zdrowych dorosłych zidentyfikowano ponad 1250 gatunków bakterii należących głównie do Bacteroidetes, Firmicutes i Actinobacteria.

Ogólnie rzecz biorąc, związek Firmicutes / Bacteroidetes uważa się za bardzo ważny w składzie mikroflory jelitowej człowieka. U osób otyłych stwierdzono dużą część Firmicutes, natomiast u osób o niskiej masie ciała odnotowano odwrotną zależność.

Skład tej mikroflory ewoluuje przez całe życie, od wczesnego dzieciństwa do starości. Tak więc związek Firmicutes / Bacteroidetes cierpi na wzrost od urodzenia do dorosłości i jest dalej zmieniany w zaawansowanym wieku.

Stwierdzono również, że dieta ma istotny wpływ na mikroflorę przewodu pokarmowego. Stosunek Firmicutes / Bacteroidetes jest wyższy u ludzi z dietami opartymi na białkach zwierzęcych i tłuszczach nasyconych niż u osób z dietami bogatymi w rośliny i włókna.

Referencje

  1. Bahl, H i Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotechnologia i zastosowania medyczne. Niemcy Wiley-VCH.
  2. Conlon, M.A. i i ptak. A.R. (2015). Wpływ diety i stylu życia na mikroflorę jelitową i ludzkie zdrowie. Składniki, 7 (1), 17-44.
  3. Firmicutes. (2018, 30 stycznia). Wikipedia, darmowa encyklopedia. Data konsultacji: 20:40, 27 września 2018 z en.wikipedia.org
  4. Firmicutes. (2018, 17 września) Wikipedia, wolna encyklopedia. Źródło: 20:41, 27 września 2018, z en.wikipedia.org
  5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarães, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G i Furet JP. (2009). Stosunek Firmicutes / Bacteroidetes do ludzkiej mikroflory zmienia się z wiekiem. BMC Microbiology, 9: 123.
  6. You, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N.R., Ludwig, W., Rainey, F.A., Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. USA.