Proteobakterid: gramnegatiivsed bakterid — määratlus, omadused ja näited
Proteobakterid on bakterite põhiline sugukond.
Need on gramnegatiivsed bakterid. See tähendab, et nad ei hoia Grami värvimisprotokollis kasutatud violetset värvainet.
Grami värvitestis lisatakse pärast kristallviolettvärvi lisamist kontravärv (tavaliselt safraniin), mis värvib kõik gramnegatiivsed bakterid roosaks.
Test ise on kasulik kahe erineva bakteritüübi klassifitseerimisel nende rakuseinte struktuurierinevuste alusel.
Proteobakterite hulka kuuluvad mitmesugused patogeenid, nagu Escherichia coli, Salmonella, Vibrio, Helicobacter ja paljud teised märkimisväärsed perekonnad.
Teised on vabalt elavad ja hõlmavad paljusid lämmastiku sidumise eest vastutavaid baktereid. Rühm on määratletud peamiselt ribosomaalse RNA (rRNA) järjestuse alusel.
Enamik liikmeid on fakultatiivselt või kohustuslikus korras anaeroobsed, kemoautotroofsed ja heterotroofsed, kuid on ka arvukalt erandeid.
Selles tüves on alfaproteobaktereid, mida leidub laialdaselt mereplanktonis. Need võivad moodustada üle 10% avamere mikroobikogukonnast.
Üldised omadused ja raku struktuur
Proteobakterid on morfoloogiliselt väga mitmekesised: esineb kookse, pulgakesi, vibureid ja filamentoosseid vorme. Nende iseloomulik tunnus on kaksikrakumembraan — siserakkmembraan ja välismembraan, millel on lipopolüsahhariidid (LPS). LPS-i komponent võib toimida endotoksiinina loomadel ja inimestel, mis selgitab mõnede gramnegatiivsete patogeenide virulentsust.
Paljud proteobakterid kannavad lipiide, poriine ja spetsiifilisi valke välismembraanil ning väga levinud on liikumisvõime viburi abil. Lisaks on nende geneetiline materjal sageli paindlik — paljudel liikidel on plasmide ja mobiilsete elementide kaudu levinud geenivahetus (nt konjugatsioon), mis soodustab resistentsuse ja muude tunnuste levikut.
Taksonoomia ja klassifikatsioon
Proteobakterid jaotatakse tavaliselt klassidesse alfaproteobakterid, beetaproteobakterid, gammaproteobakterid, deltaproteobakterid ja epsilonproteobakterid. See jaotus põhineb peamiselt molekulaarsel infoil (rRNA ja genoomijärjestused) ning peegeldab evolutsioonilisi suhteid.
Alfaproteobakteritest on pärit ka eeldatav endosümbiootiline protovorm, millest kujunesid mitokondrid — seetõttu on neil oluline koht eukarüootide evolutsioonis. Paljud alamrühmad hõlmavad nii vabaelu kui ka obligatoorseid sümbioote ja patogeene.
Ainevahetus, ökoloogiline roll ja elupaigad
Proteobakterid kattavad väga laia ainevahetuse spektri:
- kemoautotroofid, kes oksüdeerivad inorgaanset ainet ning kasutavad saadud energiat süsiniku fikseerimiseks;
- heterotroofid, kes sõltuvad orgaanilisest ainest;
- fakultatiivsed anaeroobid, kes suudavad elada nii hapniku juuresolekul kui ka ilma selleta.
Nad osalevad tähtsates biogeokeemilistes protsessides — orgaanilise aine lagundamises, lämmastiku tsüklis (näiteks rhizobia-sarnased lämmastikku siduvad liigid) ning süsiniku ringluses. Paljud proteobakterid on mereökosüsteemide võtmeorganismid, eriti enamikes planktonikommunites domineerivad alfaproteobakterid.
Inimesele oluline mõju ja näited
Mõned proteobakterid on olulised haigusetekitajad ja meditsiinilised murekohad — Escherichia coli ja Salmonella põhjustavad seedetrakti infektsioone, Vibrio liigid võivad tekitada kõhulahtisust või troopilistes piirkondades hukatuslikku koleraatüüpi haigust, ning Helicobacter on seotud maohaavandite ja gastriidiga. Gramnegatiivsete bakterite välismembraan ja lipopolüsahhariidid mõjutavad ka antibiootikumide efektiivsust ning immuunsüsteemi vastuseid.
Samas on paljud proteobakterid kasulikud: nad osalevad mullaviljakuse parandamises, bioremediatsioonis (orgaaniliste saasteainete lagundamine) ning biotehnoloogias (nt ainevahetuste uurimine, ensüümide ja metabooolsete radade kasutamine tööstuses).
Kokkuvõte
Proteobakterid moodustavad suure, geneetiliselt ja ökoloogiliselt mitmekesise hõljuva rühma gramnegatiivseid baktereid. Neil on oluline roll nii looduses (nt lämmastiku sidumine, mereplankton) kui ka inimtervise ja tööstuse seisukohast (patogeenid, biotehnoloogia). Rühm on peamiselt määratletud rRNA järjestuste alusel ning jaguneb mitmeks klassiks, millest igaühel on spetsiifilised bioloogilised ja ökoloogilised tunnused.
Gramnegatiivse rakuseina struktuur
Grampositiivseid ja negatiivseid baktereid eristatakse peamiselt nende rakuseina struktuuri järgi.
Klassifikatsioon
- Proteobakterid: Lilla bakterid ja nende sugulased
- alfa-alajaotus (lillad mittesulfobakterid, risobakterid, Agrobacterium, Rickettsiae, Nitrobacter)
- beeta-alajagu (Rhodocyclus, (mõned) Thiobacillus, Alcaligenes, Spirillum, Nitrosovibrio).
- gamma-alajaotus (enteroidid, fluorestseeruvad pseudomonaadid, lilla väävlibakterid, Legionella, (mõned) Beggiatoa)
- delta alajaotus (väävli- ja sulfaatreduktorid (Desulfovibrio), Myxobacteria, Bdellovibrio)
Küsimused ja vastused
K: Mis on proteobakterid?
V: Proteobakterid on bakterite põhiline sugukond.
K: Kas Proteobakterid on gramnegatiivsed või grampositiivsed bakterid?
V: Proteobakterid on gramnegatiivsed bakterid.
K: Milline on Grami värvimise protokoll?
V: Grami värvimisprotokoll on test, mida kasutatakse kahe erineva bakteritüübi klassifitseerimiseks nende rakuseinte struktuurierinevuste alusel.
K: Kuidas eristatakse Gram-värvimisprotokolliga gramnegatiivseid ja grampositiivseid baktereid?
V: Gram-negatiivsed bakterid ei hoia Gram-värvimisprotokollis violetset värvainet ja pärast kristallviolettvärvi lisatakse vastusvärv (tavaliselt safraniin), mis värvib kõik gram-negatiivsed bakterid roosaks.
K: Millised on mõned märkimisväärsed näited patogeenidest, mis kuuluvad proteobakterite sugukonda?
V: Proteobakterite sugukonda kuuluvate patogeenide hulka kuuluvad näiteks Escherichia coli, Salmonella, Vibrio ja Helicobacter.
K: Kas kõik Proteobakterid on patogeenid?
V: Ei, kõik Proteobakterid ei ole bakterite patogeenid. Teised on vabalt elavad ja nende hulka kuuluvad paljud lämmastiku sidumise eest vastutavad bakterid.
K: Mis on alfaproteobakterid ja kus neid võib leida?
V: Alfaproteobakterid on proteobakterite rühm, mida leidub laialdaselt mereplanktonis ja mis võib moodustada üle 10% avamere mikroobikogukonnast.
