Lila baktériumok

A lila baktériumok a fotoszintetikus proteobaktériumok heterogén csoportja , amelyek sós és édesvizekben élnek. A lila baktériumok az alfa , béta és gamma proteobaktériumok osztályába tartoznak .

Tanulmánytörténet

Lila baktériumokat fedeztek fel az anoxikus fotoszintézis tanulmányozása során . Bebizonyosodott, hogy nem oxigént, hanem ként bocsátanak ki a fotoszintézis melléktermékeként, ahogy később kiderült sokuk anaerobicitása . A kísérletek során tehát először a baktériumok reakcióját tárták fel a különböző koncentrációjú oxigénre, kiderült, hogy a baktériumok már nyomnyi mennyiségben is a környezetben a Petri-csészék oxigénmentes zónájába költöztek . A fényt ezután az edény egyik oldalára fókuszálták, a másikat pedig sötétnek hagyták – a baktériumok a világos zónába igyekeztek.

Leírás

Polimorf , méretük nagyon változó (1 és 20 mikron között), bináris hasadással vagy bimbózással szaporodnak . Ezeket a sejteket az intracitoplazmatikus fotoszintetikus membránok nagyon jól fejlett rendszere jellemzi . Számos vízformában vannak gázüregek . A mozgékony fajok aktív fototaxissal rendelkeznek . Egyes fajok cisztákat és exospórákat képezhetnek [1] . Inkább anaerob körülmények között, fényben nőnek. Gram-negatív típusú sejtfal , nyálkahártyával vagy kapszulával borított, egyes képviselői hatszögletű elrendezésű fehérjékből álló S-réteggel rendelkeznek. Tartalékanyagként poli-β-hidroxi-alkonátokat és glikogént találtak bennük .

A nitrogénvegyületek széles skáláját alkalmazzák , sok nitrogénkötésre képes . A szénforrás lehet szén-dioxid vagy szerves anyag. A szén-dioxid a Calvin-ciklusban rögzül , amelynek aktivitását szerves anyagok hozzáadása elnyomja. Sötétben megnő a szerves anyagok energiaforrás szerepe, különféle típusú erjedés lép fel. Energia nyerhető anaerob légzéssel is, szulfát , kén , Fe 3+ , CO és szerves vegyületekkel, mint elektronakceptorokkal. A cukrokat glikolízissel vagy CDPG-útvonallal használják fel . Teljes vagy nyitott CTC -vel és glioxilát sönttel rendelkeznek [2] .

A bakterioklorofillok szintézisét az oxigén gátolja , de sötétben is végbemehet. Vörös pigmenteket tartalmaznak: a és b bakterioklorofillokat és karotinoidokat , ami az oka annak, hogy a sejttelepeik vagy sejtcsoportjaik lilára színeződnek. A pigmentek lehetővé teszik számukra, hogy fényt használjanak a sötétvörös, vörös, narancssárga és lila spektrumtartományban [3] . A fotoszintetikus membránok a CPM származékai, és megkülönböztetett kapcsolatot tartanak fenn vele. Egyedi hólyagok, csövek vagy lemezek (lamellák) megjelenésével rendelkeznek, amelyek a sejt perifériáján helyezkednek el. H 2 S, S 0 vagy szerves anyagokat használnak elektrondonorként a fotoszintézishez [2] .

A legtöbb képviselőnek nagy fényintenzitásra van szüksége (~500 lux ), csak az Amoebobacter nemzetséghez van szükség alacsony megvilágításra (50-100 lux) alacsony növekedési hőmérsékleten. A legtöbb faj mezofil , a pszichoaktív szervezetek közé tartozik az Amoebobacter és a Lamprocystis , a termofil fajok pedig a Halorhodospira , Rhodocista és Thermochromatium nemzetségbe tartoznak . Extrém termofileket nem találtak a lila baktériumok között. Alapvetően neutrofil mikroorganizmusokról van szó, amelyek 6-8 pH-n jól fejlődnek, de vannak sav- ( Rhodobacter acidophila ) és lúgszerető ( Ectothiorhodospira , Halospira ) mikroorganizmusok. Ugyanezek a nemzetségek rendkívül halofil képviselőket is tartalmaznak, amelyek ozmoprotektorokat szintetizálnak ( glicin-betain , ekotin , trehalóz ).

A kénlerakódás természete szerint a lila baktériumokat lila kénbaktériumokra (amelyek kén zárványai vannak a citoplazmában ) és lila, nem kén baktériumokra osztják, amelyek azt kívül helyezik el.

Lila kénbaktériumok

Ez főleg a gammaproteobaktériumok képviselőit foglalja magában. kötelező anaerobok . Prototrófok és fotolitoautotrófok. A kemolitoautotróf növekedés lehetőségét molekuláris hidrogénnel és szulfiddal mint elektrondonorral kimutatták a Thiocapsa és Thiospirillum nemzetségek esetében. A mozgékony formáknak sarki flagellák vannak. A szerves anyagok elektrondonorként való felhasználásának lehetősége korlátozott. Főleg szénforrásként szolgálnak, és piruvátot acetáttá erjesztenek . A bakterioklorofillok abszorpciós maximuma 470 nm, 870 nm és 1070 nm [2] .

Lila nem kén baktériumok

Ez általában a Rhodospirillales , Rhodobacterales és Rhodocyclales rendek képviselőit foglalja magában . O 2 - védő enzimekkel rendelkeznek . Mikroaerofil és aerob körülmények között sötétben is növekedhetnek. Általában fotoorganoheterotrófok, a szerves anyagokat részesítik előnyben elektrondonorként és szénforrásként, de lehetnek fotolitoautotrófok is. A mozgékony formáknak flagellák vannak, és sok esetben gázüregek. Vannak rögzített formák is. Szükségük van néhány vitaminra. A bakterioklorofillok abszorpciós maximuma 400 nm, 800 nm és 1030 nm [2] .

Számos, glioxilát sönt nélküli lila, nem kén baktérium ( Rhodospirillum rubrum , Rhodobacter sphaeroides ) citrát-malát ciklussal rendelkezik, amelyben az acetil-CoA egy reakcióláncban glioxiláttá alakul .

A kapott glioxilát a malátszintáz részvételével bekerül a TCA-ciklusba, és a piruvát a propionil-CoA-ból karboxiláz reakcióval regenerálódik:

Hely

A lila kénbaktériumok főként vízi mikroorganizmusok. Ezenkívül megtalálhatók a talajban, de ott kicsi a szerepük. Általában hidrogén-szulfidos oxigénmentes vizekben fejlődnek ki, ahol a fény behatol, ritka esetekben nagyobb mélységben is megtalálhatók. A lila nem kén baktériumok a szerves anyagokban gazdag vizeket és a mocsaras talajokat részesítik előnyben, de ritkán alkotnak olyan klasztereket, amelyek színt adnak a víznek. Néha a tengerparti tengervizekben fejlődnek ki. Ezzel szemben a lila kénbaktériumok látható felhalmozódást hoznak létre az anaerob zóna határán lévő átlátszó tartályokban. Az ilyen rétegek a legjobban a meromiktikus (nagyobb fenék sótartalmú) vagy holomiktikus (szezonális rétegződésű) víztestekben és a tenger partjai mentén alakulnak ki a torkolati területeken. A tengerek part menti területein vörös árapály alakulhat ki . Az Ectothiorhodospira képviselői sós és lúgos élőhelyekre, tengeri torkolatokra hajlanak . A globális kénciklusban a kén funkcionálisan szorosan kapcsolódik a szulfátreduktorokhoz .

A lila baktériumok esetében megfigyelhető volt a hasonló fajok együttélése a tározó azonos rétegében, mivel tevékenységük időben elkülönült. Például a Chromatium okenii és a Chromatium vinosum az affinitási állandó és a szulfidoxidációs sebesség alapján . Vegyes kultúrában a második szervezet kiszorítja az elsőt, a természetben pedig napközben helyettesítik egymást: reggel, amikor sok a szulfid, a C. okenii gyorsan oxidálja a hidrogén-szulfidot , melynek koncentrációja csökken, ill. este a C. vinosum lassan elkezdi oxidálni kis mennyiségű H 2 S-t, miközben az első mikroorganizmus megállítja a növekedést [4] .

Taxonómia

Lila nem kén baktériumok [5]

Az alfa-proteobaktériumok osztályába tartozik

• Rhodospirillum nemzetség  - spirilla sarki flagellákkal
• Rhodopseudomonas nemzetség  - botok sarki flagellákkal, bimbózással szaporodnak
• Rhodobacter nemzetség -  rudak, bináris hasadással szaporodnak
• Rhodovulvum nemzetség  - tojásdad sejtek
• Rhodopila nemzetség  - nagy gömb alakú sejtek, acidofilek (pH 5,0)

A béta-proteobaktériumok osztályába tartozik

• Rhodocyclus nemzetség  - gyűrű alakú ívelt sejtek
• Rubrivivax nemzetség  - ívelt rudak
• Rhodoferax nemzetség  - csavart botok

Lila kénbaktériumok [5]

A gamma-proteobaktériumok osztályába tartozik

• Ectothiorhodospira nemzetség  - spirilla sarki flagellákkal ( kén lerakódik kívül )
• Halorhodospira nemzetség  - spirilla, extrém halofilek ( kén lerakódik kívül )

nincsenek gázüregek

• Genus Chromatium  - ovális botok sarki flagellákkal
• Thiocapsa nemzetség  - diplococcusok és tetrádok, nem mozgékonyak
• Thiocystis nemzetség  - gömb alakú vagy ovális sejtek poláris flagellákkal
• Thiospirillum nemzetség  - nagy spirilla sarki flagellákkal
• Thiorhodovibrio nemzetség  - kis spirilla
• Rhabdochromatium nemzetség  - nagy orsó rudak (1,5-1,7 × 16-32 mikron)

gázüregei vannak

• Amoebobacter nemzetség  - szabálytalan gömb alakú vagy ovális sejtek, mozdulatlanok
• Lamprobacter nemzetség  - sarki flagellákkal rendelkező rudak
• Lamprocystis nemzetség  - gömb alakú vagy ovális sejtek poláris flagellákkal
• Thiodiction nemzetség  - rácsot alkotó mozdulatlan rudak
• Thiopedia nemzetség  - mozdulatlan gömb alakú sejtek lapos tetradokban

Jegyzetek

1. ↑ Gusev, Mineeva, 2003 , p. 303.
2. ↑ 1 2 3 4 Netrusov, Kotova, 2012 , p. 187.
3. ↑ D. A. Bryant, N.-U. Frigaard. Prokarióta fotoszintézis és fototrófia megvilágítva  //  Trends Microbiol. : folyóirat. - 2006. - november ( 14. évf. , 11. sz.). - 488. o . - doi : 10.1016/j.tim.2006.09.001 . — PMID 16997562 .
4. ↑ Netrusov, Kotova, 2012 , p. 207.
5. ↑ 1 2 Netrusov, Kotova, 2012 , p. 204.

Irodalom

• Netrusov A.I., Kotova I.B. Mikrobiológia. - 4. kiadás, átdolgozva. és további .. - M . : "Akadémia" Kiadói Központ, 2012. - S. 46. - 384 p. - ISBN 978-5-7695-7979-0 .
• Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiológia. — 4. kiadás, sztereotip. - Moszkva: "Akadémia" Kiadói Központ, 2003. - 464 p. — ISBN 5-7695-1403-5 .
• [bse.sci-lib.com/article094222.html Great Soviet Encyclopedia] . Hozzáférés dátuma: 2010. január 22. Az eredetiből archiválva : 2012. április 15. (Orosz)
• Biológia és orvostudomány - Lila baktériumok . Letöltve: 2010. január 22. (Orosz)
• Bilich G. L., Kryzhanovsky V. A. Biológia. Teljes tanfolyam: 4 kötetben - 5. kiadás, kiegészítve és átdolgozva. - M .: Oniks Kiadó, 2009. - T. 1. - 864 p. — ISBN 978-5-488-02311-6

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4176412-2