חלבוני חלבון: מאפיינים, תת -פילים, פתוגנזה - ביולוגיה - 2025

פרוטאובקטריה הם חיידקי מערכה גדול, מורכבים ומגוונים בקרב פרוקריוטים. הוא מכיל כ 384 ז'אנרים ו -1,300 מינים של חיידקים שליליים גרם אשר דופן התא מורכבת בעיקר מליפופוליסכרידים.

אצל בני אדם, חלבוני חלבון קיימים על העור, חלל הפה, הלשון ודרכי הנרתיק, בנוסף למעי והצואה. חלבוני חלבון הם אחת הפילות הנפוצות ביותר במיקרוביוטה במעי האנושי.

קבוצת E. coli (Gammaproteobacteria). בצילום מאת אריק ארבה, צביעה דיגיטלית מאת כריסטופר פוליי, שניהם של USDA, ARS, EMU. באמצעות Wikimedia Commons

העלייה בפרופורציות הנורמליות של חיידקים בפילום זה בהשוואה לאחרים (בקטריואידים וחומציות) קשורה למחלות מעיים וחסרי מעיים, בעיקר לפנוטיפ דלקתי.

חלבוני חלבון כוללים מגוון רחב של פתוגנים, כמו סוגות ברוסלה וריקטציאה השייכות לשיעור אלפפרוטובקטריה, בורדטלה ונייסריה ממעמד Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella ו- Yersinia משיעור Gammaproteobacteria, ולבסוף, Helicobacter מהכיתה Epsilonproteobacteria בכיתה.

בנוסף לפתוגנים, חלבוני החיידקים הפילומים כוללים מינים הדדיאלקטיים כמו חובה של אנדוסימביונטים של חרקים, כולל הז'אנר בוכנרה, בלוכמניה, המילטונלה, ריזיה, סודיליס וויגלסוורתיה.

מחקרים אחרונים הגיעו למסקנה כי פרוטאובקטריות סימביוטיות התפתחו ברוב המקרים מאבות אבות טפילים, התואמת את הפרדיגמה שלעתים קרובות הדדי חיידקים מתפתחים מפתוגנים.

מאפיינים

חיידקי הפילום הזה מגוונים מבחינה מורפולוגית, פיזיולוגית ואקולוגית. שמו נגזר מאל האל היווני הקדום של הים פרוטאוס, שהייתה לו היכולת ללבוש צורות שונות ומגוונות, לרמז על המגוון הגדול של צורות החיידקים שנאספו בטקסות זו.

תאים יכולים להיות בצורה של בצילים או קוקצי, עם או בלי פרוסטקה, מסומנים או לא, ורק מינים מסוימים יכולים ליצור גופי פרי. הם יכולים להיות פוטוטרופיים תזונתיים, הטרוטרופיים וכימוליתוטרופיים.

תת-תאים

בהתבסס על הניתוח הפילוגנטי של הגן 16S rRNA, הפילובי של proteobacteria מחולק ל 6 כיתות: אלפפרוטובקטרטיה, בטפרוטובקטרטיה, דמפרוטובקטריה, דלטפרוטובקטרטיה, אפסילון פרוטובקטריה וזטפרוטובקטריה.

כל המעמדות הם מונופילטיים, למעט הגמפרוטאובקטריה שהם פרפיליליים עם ה- Betaproteobacteria.

Alfaproteobacteria

כיתה Alphaproteobacteria כוללת 13 הזמנות של חיידקים. הם יכולים לאמץ מורפולוגיות שונות כמו גבעול, כוכבים וספירלה. הם יכולים גם ליצור גבעולים וניצנים, מה שמאפשר להם להגדיל את יחס הפנים-לנפח שלהם, ומאפשר להם לשרוד בסביבות עם מעט חומרים מזינים.

אלפפרוטאובקטריה מציגה מגוון רב של אסטרטגיות מטבוליות כמו פוטוסינתזה, קיבוע חנקן, חמצון אמוניה, ומתילוטרופי. האורגניזמים התאיים הימיים השופעים ביותר כלולים בקבוצה זו.

מינים רבים מסוג זה של חיידקים נוטים לאמץ אורח חיים תוך-תאי כמוטליסטים של צמחים או פתוגנים של צמחים או בעלי חיים, כמו Rhizobim, אשר נוצר עם שורשי מינים מסוימים של צמחים או Wolbachia, טפיל של היתוש הנפוץ.

אלפפרוטאובקטריה נקשרה גם לקבוצת האבות שהולידה את המיטוכונדריה, ה- Rickettsiales. ז'אנרים אחרים, כמו Rickettsia, הם פתוגנים.

Betaproteobacteria

Betaproteobacteria נוצרים על ידי 14 סדרים של חיידקים המציגים מגוון של צורות ומטבוליזם. הם יכולים להיות אירוביים קפדניים או פקולטטיביים.

מינים מסוימים יכולים להיות כימואוטוטרופיים, כמו הסוג Nitrosomonas, שהוא מחמצן של אמוניה. אחרים הם פוטוטרופים כמו Rhodocyclus ו- Rubrivivax, המשתמשים באור כמקור אנרגיה.

החיידקים בטפרוטובי מתערבים בקיבוע של חנקן, באמצעות חמצון של אמוניה, מייצרים ניטריט, תרכובת חשובה מאוד בפיזיולוגיה של הצומח.

מינים אחרים עשויים להיות פתוגניים בקבוצה זו, כמו Neisseriaceae (הגורמים לזיבה ולדלקת קרום המוח), Ralstonia, פתוגן צמחי של ערפילי לילה (עגבנייה, תפוח אדמה) ו- Burkholderia glumae, הגורם נזק לחרון בגן. גידול אורז.

Deltaproteobacteria

קבוצת Deltaproteobacteria מקיימת 7 הזמנות של חיידקים שליליים גרם. הם אנאירוביים ובדרך כלל מבודדים במשקעים של אגמים, ביצות ומיטות ים. הם מפחיתים גופרתי ומשתתפים במחזור הגופרית הטבעי.

מעמד זה כולל חיידקים שקדמו לחיידקים אחרים, כמו מיני הז'אנרים Bdellovibrio ו- Myxococcus. Myxobacteria פולטים נבגים וקבוצה בגופי פרי רב תאיים בסביבות מוגבלות במזון. אלה מהווים את קבוצת החיידקים המורכבת ביותר

Epsilonproteobacteria

החיידקים האפסילונפרוטאוטים כוללים רק סדר אחד של חיידקים שליליים גרם. הם בצורת סורגים דקים או מעוקלים. מינים מסוימים הם סימביונט של מערכת העיכול של בעלי חיים, אחרים הם טפילים בקיבה (Helicobacter spp.) או התריסריון (Campylobacter spp.).

החיידקים בקבוצה זו מאכלסים סביבות מיקרואירופיליות או אנאירוביות, כמו פתחי אוורור הידרותרמי בים עמוק. הם כימוליוטרופיים, מכיוון שהם משיגים את האנרגיה שלהם מחמצון של גופרית או מימן מופחתים, יחד עם הפחתת החנקה או החמצן. אחרים הם אוטוטרופיים ומשתמשים במחזור קרבס הפוך כדי לתקן פחמן דו חמצני בביומסה.

פתוגיה

מכיוון שפרוטאובקטריה היא פילומה של חיידקים עם המספר הגדול ביותר של מינים והמורכבים והמגוונים ביותר, היא כוללת מגוון רחב של פתוגנים.

אי קולי

חיידקים אלה מופרשים בצואה של בעלי חיים נגועים ויכולים לשרוד בסביבה עד שלושה ימים.

E. coli מיישבת מארח חדש בדרך הצואה-דרך הפה, באמצעות בליעת מזון גולמי או מים מזוהמים, דבקות בתאי מעיים וגורמת שלשול אצל אנשים מושפעים.

חיידקים צואתיים יכולים ליישב את השופכה ולהתפשט דרך דרכי השתן לשלפוחית ​​השתן והכליות או הערמונית אצל גברים, ולגרום לזיהום בדרכי השתן.

כאשר זן ספציפי של E. coli, המכיל אנטיגן קפסולרי בשם K1, מייצב את מעי הילוד דרך הנרתיק של האם המזוהמת, מתרחשת בקטרימיה, מה שמוביל לדלקת קרום המוח בילודים.

במקרים נדירים יותר, זנים ארסיים אחראים גם לתסמונת המוליטית-אורמית, דלקת הצפק, דלקת השד, ספיגה הדלקת ריאות.

סלמונלה

ברגע ש S. enterica נכנס למארח חדש, הוא מתחיל את מחזור ההדבקה שלו ברקמת הלימפה. החיידקים דבקים בתאי האפיתל במעי של האילאום ותאי ה- M, ומייצרים בהם סידור מחדש של הציטוס-שלד שלהם שמפעיל היווצרות אדוות גדולות על פני השטח המאפשרים אנדוציטוזה לא סלקטיבית, שעבורה חיידקים מצליחים להיכנס לתא. .

באופן דומה, סלמונלה מייצרת השפעות ציטוטוקסיות ההורסות תאי M ומעוררות אפופטוזיס במקרופאגים מופעלים ופגוציטוזיס במקרופאגים שאינם מופעלים, שעבורם הם מועברים לכבד ולטחול, שם הם מתרבים.

אצל בני אדם S. enterica יכולה לגרום לשתי מחלות: חום בטיפוס, הנגרם על ידי S. enterica sub. enterica Paratyphi סרוטיפים או סלמונלוזיס הנגרמים כתוצאה מסרוטיפים אחרים.

ויבריו

מרבית זיהומי הוויבריו קשורים לגסטרואנטריטיס, אך הם יכולים גם להדביק פצעים פתוחים ולגרום לספיחת דם. חיידקים אלה יכולים להינשא על ידי בעלי חיים ימיים ובליעתם גורמת לזיהומים קטלניים בבני אדם.

Y. cholerae (החומר הסיבתי של כולרה) מופץ בדרך כלל על ידי מים מזוהמים. מינים פתוגניים אחרים כמו V. parahaemolyticus ו- V. vulnificus מועברים על ידי מזון מזוהם, הקשורים בדרך כלל לצריכה של רכיכה מבושלת.

התפרצויות של V. vulnificus קטלניות ומתרחשות לעתים קרובות באקלים חם. לאחר ההוריקן קתרינה, בניו אורלינס, התרחשה התפרצות של מין זה.

הליקובקטר

חלק ממיני הליקובקטר חיים בדרכי העיכול העליונות ובכבד של יונקים וכמה עופות. חלק מהזנים של חיידקים אלה הם פתוגניים לבני אדם וקשורים באופן חזק לכיבים בתריסריון, דלקת קיבה כרונית, תריסריון ודלקת סרטן הקיבה.

מינים של הסוג הליקובקטר יכולים לשגשג בבטנו של יונק, ולייצר כמויות גדולות של שתן, שמעלה באופן מקומי את החומציות בין 2 ל 6 או 7, מה שהופך אותו למדיום תואם יותר.

י. פילורי מדביק עד 50% מאוכלוסיית האדם. הוא נמצא בריר, על פני השטח הפנימיים של האפיתל, ומדי פעם בתוך תאי האפיתל של הקיבה.

התיישבות של הקיבה על ידי H. pylori יכולה להוביל לדלקת קיבה כרונית, דלקת ברירית הקיבה באתר ההדבקה.

ירסיניה

הסוג Yersinia כולל 11 מינים, מהם רק Y. pestis, Y. pseudotuberculosis, וזנים מסוימים של Y. enterocolitica הם בעלי חשיבות פתוגנית לבני אדם וכמה בעלי חיים חמים בדם.

Y. pestis הוא הסוכן הסיבתי של מכת דלקת ריאות, ספיגה וובובית. סוג המגיפה תלוי בצורת ההדבקה, אם דרך עקיצת פרעושים נגועים (מכת בועת ומכת ספיגה) או מאדם לאדם על ידי שיעול, הקאות והתעטשות, כשהמחלה התקדמה לצורה הדלקתית. (מכת ריאה או דלקת ריאות).

מגיפה דלקתית מתרחשת כאשר חיידקים מדביקים את הריאות, ואילו מכת בועתית מתרחשת כאשר חיידקים נכנסים לגוף דרך העור מעקיצת פרעושים ונוסעים דרך כלי הלימפה עד לבלוטת הלימפה, וגורמים לדלקת. לבסוף, מגיפה ספיגה מתרחשת עקב זיהום בדם, לאחר עקיצת הפרעושים הנגועים

Y. pseudotuberculosis נרכש על ידי מגע עם בעלי חיים נגועים או על ידי צריכת מזון ומים מזוהמים. זוהי הגורם למחלה הדומה לשחפת, המכונה קדחת השנית, הפוגעת בבלוטות הלימפה. זה יכול לגרום לנמק רקמות מקומי, גרנולומות בטחול, כבד ובלוטות לימפה.

זיהומי enterocolitica מופיעים בדרך כלל מצריכה של חזיר מבושל או ממים, בשר או חלב מזוהמים. זיהומים חריפים מובילים בדרך כלל לדלקת קולית entero מוגבלת או דלקת קרום המוח הסופית ואדניטיס אצל בני אדם. התסמינים עשויים לכלול שלשול מימי או מדמם וחום, בדומה לדלקת התוספתן או סלמונלוזיס או שיגלוזיס.

הפניות

1. Garrity, Gm, Bell, JA, & Lilburn, TG (2004). מתווה טקסונומי של פרוקריוטות. מדריך של ברגי לבקטריולוגיה שיטתית, מהדורה שנייה. שפרינגר-ורלאג, ניו יורק.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: גורם שכיח למחלות אנושיות. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). מקורות אבולוציוניים וגיוון של אנשי הדד חלבוניים. הליכי החברה המלכותית, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). רשימת שמות חיידקים עם עמידה במינוף: תיקיה זמינה באינטרנט. כתב העת הבינלאומי לבקטריולוגיה שיטתית 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. הוחזר ב- 7 באוקטובר 2018.
5. קלי פ. וויליאמס, ק.פ., סוברל, BW, ודיקרמן AW (2007). עץ מינים חזק לאלפפרוטו-בקטריה. Journal of Bacterology, 189 (13): 4578-4586.