TAKSONOMIA BAKTERII I ARCHEONÓW

Taksonomia

W systematyce bakterii obowiazuje nazewnictwo bionomialne , tj. nazwa rodzajowa i gatunkowa np. Bacillus subtilis.

Tworzenie systemów klasyfikacji zajmuje się taksonomia.

Wyróżnia się dwa rodz. klasyfikacji:

1. filogenetyczna czyli „naturalna”

• celem taksonomii filogenetycznej jest uporządkowanie bakterii w jedno wspólne drzewo filogenetyczne bakterii

sztuczna czyli fenotypowa

• celem klasyfikacji sztucznej jest grupowanie bakterii zgodnie z ich podobieństwem, tak aby mogły być identyfikowane i oznaczane przy pomocy klucza

Miejsce bakterii w drzewie rodowym organizmów




Klasyfikacja bakterii




Klasyfikacja bakterii

• 
  Grupa Aquinifex-Hydrogenobacter -termofile, w większości tlenowe, Gram-ujemne pałeczki, Chemolitotrofy. Potrafią utleniać wodór wykorzystując tlen atmosferyczny :

2H₂ + O₂ > 2H₂O

A. pyrophilus jest najbardziej termofilna znaną nauce bakterią : jej optimum temp. mieści się w zakresie 85-95^oC




• Thermotoga i bakterie pokrewne - wszystkie są termofilami, heterotroficznymi, Gram-ujemnymi paleczkami. Mogą być tlenowe lub beztlenowe. Komórki otoczone są zewnetrzną błoną komórkową („pochewką”)

zewnętrzna błona komórkowa

• 
  bakterie zielone nie-siarkowe -wszystkie są termofilne. Grupa obejmuje Chloroflexus, Thermomicrobium, Thermolephilum i Herpetosiphon. Bakterie nitkowate, poruszające się ruchem ślizgowym. Barwa zielona pochodzi od bakteriochlorofilu (c i d w niewielkich ilościach a, zgromadzonego w chlorosomach.

W warunkach tlenowych SA heterotrofami, nie fotosyntezują. W warunkach beztlenowych fotosyntezują, wykorzystując związki organiczne jako donory elektronów (fotoheterotrofy)

• 
  Deinococcus, Thermus i rodzaje pokrewne: micrococci

• Deinococci są bakteriami Gram-dodatnimi twarzącymi charakterystyczne różowe lub czerwone kolonie;

• Bardzo oporne na promieniowanie gamma, promieniowanie X i UV;

• komórki dysponują bardzo wydajnym systemem naprawy DNA, prodokuja wiele kopii DNA:

• powodują psucie się żywności pasteryzowanej przy użyciu promieniowania;

• Chemoorganotrofy

• Thermus jest rodzajem termofilnych. Thermus aquaticus jest źródłem Taq polimerazy stosowanej w metodzie PCR









• Spirochaetes i bakterie pokrewne -obejmują 9 rodzajów, w tym Borrelia (wywołująca boreliozę) oraz Treponema (wywołująca syfilis). Wszystkie krętki posiadają osiowe włókno, wokół którego komórka „owija się”, tworząc formę spiralną.

• 
  Infectionus Cycle of Borrelia burgdorferi

• Borelioza z Lyme

• stany zapalne skóry, stawów i ukladu nerwowego




• Grupa Cytophaga - obejmuje rodzaje Cytophaga. Flavobacterium i Bacteroides. Heterotroficzne pałeczki, pospolite w glebie i wodach: pozbawione właściwości chorobotwórczych i stosunkowo słabo przebadane.

• Planctontyces



♦ Pospolite w stawach, jednak do tej pory nie udało się ich wyhodować na pożywkach syntetycznych:

♦ Spokrewnione z grupą Chlamydia nie posiadają peptydoglikanu w ścianie komórkowej;

♦ Wodne oligotrofy, rozmnażające się przez pączkowanie:

♦ Wszystkie posiadają fimbrie i rzęski:

♦ Niektóre wytwarzają błonę jądrową ( podobieństwo do Eucarya)

• 
  Chlamydia

• Obligatoryjne, wewnątrzkomórkowe pasożyty, niezdolne do życiu poza organizmem gospodarza (nie potrafią syntetyzować pewnych aminokwasów. ATP, itd.). Mogą występować w dwóch stadiach: metabolicznie nieaktywnych ciał elementarnych (EB) poza organizmem żywiciela (stadium inwazyjne podobne do wirionu wirusów): oraz metabolicznie aktvwnych ciał retikularnych (RB) tylko w komórkach gospodarza.

• Bakterie purpurowe - obejmują purpurowe bakterie fotosyntetyzujące (beztlenowe) oraz nie-fotosyntetyzujące bakterie Gram-ujemne Bakterie purpurowe można podzielić na pięć podgrup, które oznaczono jako alfa, beta, gamma, delta i epsilon. Niefotosyntetyzujące bakterie filogenetycznie związne z bakteriami purpurowymi mają wspólną nazwę Proteobacteria. W skład Proteobacteria wchodzi duża liczba bakterii heterotroficznych i chemolitoautotroficznych oraz patogeny.

• Bakterie Gram-dodatnie (łącznie z Mycoplasna)


Dwie duże podgrupy:

• Grupa o wysokiej zwartości G+C

• Actinomycetes; Mycobacteria. Micrococcus i inne

• Grupa o niskiej zawartości G+C

• Bacillus, Clostridium, Lactobaci1lus, Staphylococcuss Streptococcus. Mycoptasma

• Sinice (Cyanobacteria) oksygeniczne fototrofy: prowadzą proces fotosyntezy podobny do procesu fotosyntezy u roślin: rozszczepiają cząsteczkę wody i produkują tlen jako produkt uboczny.

• Bakterie zielone siarkowe Obejmują rodzaj Chlorobium i kilku innych. spokrewnionych rodzajów. bakterie Grain-ujemne. żyjące w warunkach anoksygenicznych, fotosyntetyzujące, które wykorzystują siarkowodór, jako donor elektronów, w przeciwieństwie do sinic, dla których woda jest donorem elektronów. CHLOROBIUMSP.

ARCHAEA - ARCHEONY

• Początkowo takie drobnoustroje, jak Sulfolobus klasyfikowano do bakterii. Dopiero w 1977 roku Carl Woese i jego wspólpracownicy, wykorzystując sekwencje 16S rRNA jako filogenetyczny "zegar biologiczny", zaproponowali całkowicie nową domenę życia, a mianowicie Archaeabacteria. Nazwę tę później zmieniono na Archaea.

• Różnorodne morfologicznie: pałeczki, ziarniaki, śrubowce, komórki o kształcie nieregularnym, formy pleomorficzne: pojedyncze komórki, formy nitkowate, skupiska komórek; wymiary w zakresie od 0,1 do > 15 um (nitki do 200 um): Gram-dodatnie i Gram-ujemne:

• Różnorodne fizjologicznie: organizmy tlenowe, mikroaerofile, ścisłe beztlenowce; mezofilne do hypertermofilnych (wzrost powyżej 100 C): ostatnio wyizolowano jednak Archnea z przybrzeżnych wód Antarktyki.

• Różnorodne pod względem wymagań pokarmowych: chemolitotrofy lub organotrofy, często izolowane z siedlisk ekstremalnych, beztlenowych, zasolonych, o wysokiej temperaturze, o wysokim ciśnieniu etc.

• Zróżnicowana budowa ściany komórkowej: brak kwasu muraminowego i D-aminokwasów Methanobacterium i inne metanogeny psendomureina: L-aminokwasy + kwas N-acetylotalosaminuronowy Methanosarcina & Halococcus kompleks polisacharydowy podobny do siarczanu ohondroityny Gram-dodatnie Archaea glikoproteiny lub proteiny, o grubości 20-40 nm

• Błona komórkowa archeonów zbudowana jest z eterów glicerolowych izoprenoidów alkilowych z resztami C₂₀-fitanylowymi lub C₄₀-bifitanylowymi; struktura oparta na izoprenie; pierścienie cyklopropanu mogą być również obecne. Występują też lipidy obojętne w postaci węglowodorów izoprenoidowych C₁₅ i C₁₆.




• Pod względem metabolicznym Archaea charakteryzują się z jednej strony podobieństwem zarówno do bakterii, jak i do eukariotów, z drugiej jednak - wiele szlaków metabolicznych ma unikatowy charakter. Przykładem mogą być archeony metanogenne, u których stwierdzono co najmniej cztery szlaki produkcji metanu:

1. CO₂ + 4H₂ CH₄ + 2H₂O

2. CH₃OH + H₂ CH₄ + H₂O

3. 4CH₃OH CH₄ +CO₂ + 2H2O

4. CH₃COO + H₂O CH₄ + HCO₃

---