Bakterie jsou prokaryotické buňky, které obsahují jedinečné sekvence rRNA odlišné od Archaea a Eukarya. Jsou zapouzdřeny buněčnými membránami složenými z peptidoglykanu a nevětvených řetězců mastných kyselin připojených k molekulám glycerolu esterovými vazbami.
Příklady různých doménových bakterií jsou následující
- Aquificae
- Termotogy
- termodesulfobakterie
- Deinokok
- Chrysiogenetes
- Chloroflexi
- Nitrospira
- Deferribacteres
- Sinice
- Chlorobi
- Proteobakterie
- Firmicutes
- Aktinobakterie
- Planctomycetes
- Chlamydie
- Spirochaetes
- Acidobakterie
- Bacteroides
- Fusobakterie
- Fibrobakterota
Aquificae
Kmen Aquificae je považována za nejstarší větev bakterií.
Aquifex pyrophilus je gramnegativní tyčinka, mikroaerofilní bakterie, Tento teplomilné bakterii se může dařit při teplotách v rozmezí od 85 °C a 95 °C. Aquifex je litoautotrof, který využívá vodík, thiosíran a síru spolu s kyslíkem jako terminální akceptory elektronů.
Termotogy
Druhou nejstarší větví je kmen Termotogy. Tento kmen zahrnuje gramnegativní, tyčinkovité termofily uzavřený v obálce, která je z obou konců prodloužena jako balón. Aktivně vzkvétají geotermální oblasti.
naopak, Termotogy je chemoheterotrof které mohou přežít anaerobně na sacharidech a bílkovinách.
termodesulfobakterie
Tyto jsou bakterie redukující síru který využívá sulfát jako akceptor elektronů pro anaerobní dýchání. Tyto bakterie mohou dýchat sulfát. Příklad Thermodesulfobacterium hydrogeniphilum je termofilní bakterie redukující sírany.
Deinokok
Tato skupina bakterií je vysoce odolný na paprsky gama a UV zářenín. Oni mají tlustá buňka walls a může obývat vesmír léta. Mají charakteristický karotenoidní pigment deinoxanthin což dává bakterii růžovou barvu.
Deinococcus radiodurans je důležitým členem tohoto kmene. Je to a polyextremofilní, bakterie netvořící endospory, která získává energii z organických sloučenin.
Chrysiogenetes
Chrysiogenes arsenatis je členem této třídy, který používá arzenitan jako terminální akceptor elektronů. Tyto anaerobní bakterie se obvykle nacházejí v půdy kontaminované arsenem. Vypadají jako tyčinkovité pohyblivé buňky s jedním bičíkem. Snižují se arzenitan na arsenit. Jako zdroj uhlíku může využívat acetát, pyruvát, laktát, malát a fumarát.
Chloroflexi
Tento kmen je nyní označován jako Chloroflexota který zahrnuje aerobní termofilní bakterie a anoxygenní fototrofy. Mají jednu membránu, ale po obarvení se jeví jako gramnegativní. Jedná se o zelené nesírové anoxygenní fotosyntetické bakterie, které obsahují BChl a a c/d a karotenoidy jako karoten, β-karoten a myxokoxantin jako hlavní fotosyntetické pigmenty.
Nitrospira
Je to gramnegativní bakterie, která je schopná oxidace dusitanů. Má šroubovicovou morfologii a zůstává v agregátech. Tento chemolitoautotrofní bakterie se používá v čističkách odpadních vod a snižuje emise skleníkových plynů. Jako takový obsahuje geny dusitan oxidoreduktázy proto se uvádí jako a oxidant dusitanů.
Deferribacteres
Tato skupina obsahuje gramnegativní anaerobní bakterie. Jsou tyčovitého tvaru a k dýchání používají železo, mangan a dusičnany. Geovibrio je nesporulující člen této třídy, který používá sulfid, formiát a acetát jako donory elektronů, zatímco síru, dusičnany a fumarát jako akceptory elektronů.
Sinice
Tato skupina je nejrozmanitější skupinou bakterií, která obsahuje asi 2000 a více druhů. Tyto gramnegativní bakterie jsou také známé jako modrozelené řasy.
Sinice využívají chlorofyl a a fotosystém I a II. Zásoba uhlíku je glykogen a obsahuje fykocyanin a fykoerythrin jako pigmenty nezbytné pro světelné reakce. Tyto pigmenty jsou uloženy ve specializovaných organelách tzv fykobilisomy což jsou podobně jako chloroplasty rostlin.
Některé důležité sinice jsou následující
Nostoc
Jedná se o vláknité sinice rozšířené v suchozemských i vodních ekosystémech. Často se podílí na symbiotické interakci s rostlinami a pomáhá v fixace dusíkun. Tyto bakterie mají heterocysta, specializovaná buňka zodpovědná za asimilaci dusíku. Nostoc je široce používán jako a biohnojivo.
anabaena
anabaena je dalším významným rodem ze skupiny sinic, který pomáhá v fixace dusíkem. Obsahují heterocysty, které přeměňují dusík na organický amoniak a často se používají jako a biohnojivo in rýžová pole.
spirulina
Tento rod je celosvětově známá skupina sinic, která je označována jako superpotravina. Neobsahuje heterocystu. Nicméně, spirulina je velmi oblíbený jako doplněk stravy, protože ukládá a vysoký obsah bílkovin (65-70%). Je bohatý na chlorofyl a karotenoidy, které působí jako antioxidanty a obsahuje vitamíny, jako je kyselina listová, Vit B2 a Vit B12 spolu s dalšími nezbytnými minerály.
Chlorobi
Reprezentativními členy této skupiny jsou Chlorobium tepidum a Chlorobium vibrioforme. Jsou to anaerobní fotoautotrofy, zelené sirné bakterie který využívá redukované sloučeniny síry pro elektrony a provádí necyklickou fotosyntézu. Obsahují BChl c, BChl da BChl e.
Proteobakterie
Proteobakterie jsou také známé jako Pseudomonadota. Tento kmen zahrnuje gramnegativní bakterie, které fungují anoxygenní fotosyntéza.
- Alfa proteobakterie
- Beta proteobakterie
- Gamma proteobakterie
- Delta proteobakterie
- Epsilon proteobakterie
- Zeta proteobakterie
Alfa proteobakterie
Hlavními fotosyntetickými pigmenty jsou BChl a/b a karotenoidy jako lykopen a rodopsin. Využívají redukované sloučeniny vodíku a síry jako donory elektronů a pro fotosyntézu využívají fotosystém II.
| Methylobacterium | Může využívat sloučeniny C1, běžně přítomné v půdě a vodě, fakultativně-aerobně |
| Rhizobium | Půdní bakterie fixující dusík spojené s rostlinou Leguminosae, pohyblivé buňky |
| Caulobacter | Heterotrofní a oligotrofní buňky ve tvaru tyčinek nebo vibria |
| Agrobacterium | Rostlinný patogen způsobuje nádory, chemoorganotrofy, aerobní pohyblivé nesporující tyčinky |
| Rickettsia | Obligátní intracelulární parazité, pleomorfní |
| Brucella | Patogenní, kokobacilus s bičíky |
| Coxiella | Obligátní parazité způsobují Q horečku |
| Rhodospirillum | Fotoheterotrofy buď aerobní nebo anaerobní |
Beta proteobakterie
Tyto fialové nesírové bakterie obsahují bakteriochlorofyly a karotenoidy jako hlavní fotosyntetické pigmenty. Mohou přežít v široké škále prostředí pomocí různých metabolických strategií. Jako donory elektronů využívají redukované formy dusíku a síry.
| Bordetella | Aerobní, nepohybliví parazité kokobacilu savců potřebují organickou síru a dusík |
| Neisseria | Patogenní příčiny kapavky a meningitidy, oxidázy-pozitivní, sídlí na sliznicích savců |
| burkholderia | Aerobní, rovné tyčinky s jedním bičíkem, s poly-β-hydroxybutyrátem jako rezervním materiálem, způsobují cystickou fibrózu |
| Leptothrix | Aerobní rovné tyče pokryté pláštěm obsahujícím oxidy železa a manganu, přítomné v ucpaném potrubí |
| Nitrosomonas | Amoniak-oxidující, obligátní chemolithoautotrof |
| Thiobacilus | Autotrofy, produkují sulfát oxidací H2S, prospěšný pro rostliny |
Gamma proteobakterie
| Azotobacter | Aerobní bakterie, tvoří cysty a pomáhá při fixaci dusíku |
| Escherichia | Fakultativně anaerobní, oxidáza-negativní, přeměňuje kyselinu mravenčí na H2 a CO2, běžní parazité pro savce |
| Methylococcus | Metan využívající aerobní bakterie, obvykle tvoří cysty |
| hemofilus | Fakultativně nebo aerobní, oxidáza-pozitivní, fermentační bakterie, často přítomná jako parazité savců |
| Pseudomonas | Chemoheterotrofy s aerobním dýcháním, běžné patogeny pro zvířata a rostliny |
Delta proteobakterie
| Bdellovibrio | Jedná se o aerobní patogenní bakterii, která roste v periplazmatickém prostoru jiných gramnegativních bakterií. |
| Desulfovibrio | Bakterie redukující síru, která obývá znečištěná jezera a laguny s odpadními vodami |
| desulfuromonas | Bakterie redukující síru většinou přítomná v anoxických sladkovodních prostředích |
| Myxococcus | Aerobní, pohyblivé bakterie se obvykle vyskytují v půdě a zůstávají jako spící myxospory. Jedná se o mikro predátory a různé tajné Trávicí enzymy k lýze dalších bakteriálních buněk. |
Epsilon proteobakterie
Jedná se o gramnegativní tyčinkovité mikroaerofilní proteobakterie.
| Campylobacter | Tento rod zahrnuje patogenní i nepatogenní členy. Jedná se o fermentativní oxidázu-pozitivní bakterie, které se často vyskytují ve střevním traktu a ústní dutině zvířat. |
| Helicobacter | Ty jsou kataláza i oxidáza pozitivní, obvykle se vyskytují v gastrointestinálním traktu lidí. |
Zeta proteobakterie
Tuto skupinu zastupuje Mariprofundus ferrooxydans. Tato bakterie se nachází v hlubinách moře, zvláště u hydrotermálních průduchů, jako mikroorganismus oxidující železo.
Firmicutes
Tento kmen obsahuje grampozitivní bakterie. Na základě analýzy 16S rRNA tento kmen obsahuje bakterie s nízký obsah G+C.
| třída: Mollicutes | |
| Acholeplasma | Většinou se vyskytuje u obratlovců, s optimální teplotou 30-37°C |
| Anaeroplasma | Obývají bachor skotu a anaerobů |
| Entomoplasma | Obvykle se vyskytuje u hmyzu a rostlin s optimálním růstem při 30 °C |
| Mykoplazma | Vyskytuje se u lidí a zvířat s optimální teplotou 37°C, vyžaduje pro svůj růst sterol |
| Spiroplasma | Šroubovitá vlákna rostou u hmyzu a rostlin při 30-37°C |
| ureaplasma | Schopný hydrolýzy močoviny přítomné u lidí a zvířat |
| třída: Clostridia | |
| Clostridium | Anaerobní, chemoorganotrofní s oválnými nebo kulovitými endosporami, tyčinkovité pleomorfní, kataláza negativní |
| Heliobacterium | Anaerobní, fotoheterotrofní s BChl g |
| třída: Bacily | |
| bacil | Aerobní nebo fakultativní chemoorganotrofy s přímými tyčinkovitými, mají endospory, kataláza-pozitivní |
| Enterokok | Fakultativně kulovité nebo vejčité buňky, kataláza-negativní a podléhající fermentaci, produkují laktát s jakýmkoli plynem přítomným ve stolici |
| Lactobacillus | Fakultativně nebo mikroaerofilní, nesporující, fermentativní, kataláza-negativní |
| Staphylococcus | Chemoorganotrofy, kataláza-pozitivní, patogenní, přítomné v kůži a slizniční membráně lidí |
| Streptococcus | Fermentativní, produkuje laktát bez jakýchkoli plynů, kataláza-negativní, hemolýza-pozitivní, paraziti zvířat |
Aktinobakterie
To je fascinující skupina bakterií, která produkuje charakteristické sekundární metabolity s protirakovinné, a antihelmintický vlastnosti. Jejich životní cyklus zahrnuje vývoj vláknitých hyf, které nesou spory.
| Arthrobacter | Aerobní, přítomné jako tyčinkovité buňky (mladé) nebo malé koky (staré), kataláza-pozitivní, většinou přítomné v půdě |
| Corynebacterium | Fakultativně anaerobní, fermentační, oxidáza-pozitivní |
| Micrococcus | Aerobní, přítomné jako tetrády nebo nepravidelné koky, pozitivní na katalázu, vyskytující se na kůži savců a také přítomné v půdě |
| Mycobacterium | Aerobní, mírně zakřivené tyčinky, kataláza-pozitivní, přítomné v půdě a vodě, někdy patogenní povahy |
| Streptomyces | Aerobní, rozvětvené vegetativní mycelium se vzdušným myceliem obsahujícím výtrusy, může využívat různé organické sloučeniny |
| Frankie | Aerobní nebo mikroaerofilní, rozvětvené vegetativní mycelium bez vzdušného mycelia, obvykle přítomné jako symbionti s rostlinami |
Planctomycetes
Tato skupina bakterií je široce rozšířena ve vodním i suchozemském prostředí. Hrají významnou roli v cyklech uhlíku a dusíku a mohou přežít pod omezenými zdroji uhlíku a dusíku. Postrádají peptidoglykanovou vrstvu a mají oddělené vnitřní kompartmenty.
Tyto anaeroby jsou schopné oxidace amoniak na dusík uvnitř specializovaného zvaná organela anammoxosome který má podobnost s eukaryotickými mitochondriemi.
Chlamydie
Tato skupina zahrnuje obligátní intracelulární parazity; někteří jsou patogenní, zatímco jiní zůstávají jako symbionti lidí a zvířat. Chybí mu také peptidoglykanová vrstva. Příklad Chlamydia pneumoniae což způsobuje zápal plic a Chlamydia trachomatis který způsobuje chlamydie.
Spirochaetes
Tyto jsou dvojitá membrána gramnegativní bakterie s výrazné tvary vývrtek. Tato skupina má výrazné bičíky známé jako endoflagella která je ukotvena na konci bakteriální buňku. Má točivý pohyb. Většina druhů má patogenní povahu.
Acidobakterie
Tento kmen představuje gramnegativní acidofilní půdní bakterie. Většinou přítomný v horké prameny a zeminy kontaminované kovy. V půdě představuje 52 % všech půdních bakterií společenství. Obsahuje bakteriochlorofyl a a karotenoidy jako Echinenon, lykopen, ɣ- a β- karoten. Využívá organické sloučeniny jako acetát a sukcinát jako donory elektronů
Bacteroides
Mohou to být buď patogenní nebo symbiotické bakterie. Jedná se o gramnegativní tyčinkovité bakterie. Některé druhy mohou degradovat komplexní polysacharidy rostlin, jako je škrob a celulóza. Vystavují se proteázy a ureasa aktivitu.
Fusobakterie
Tyto jsou obligátní anaeroby s tyčovitou morfologií. Druhy tohoto kmene kolonizují slizniční membránu lidí a způsobují tonzilitidu a peritonzilární absces.
Fibrobakterota
Tento kmen zahrnuje bakterie, které jsou schopné degradující celulózu a obvykle se vyskytují v bachoru skotu. Tento kmen je zastoupen dvěma členy Fibrobacter succinogenes a Fibrobakter střevní.
Shrnutí
Doménové bakterie zahrnují různorodou skupinu mikroorganismů, které využívají různé metabolické strategie. Prostřednictvím těchto metabolických procesů se jim může dařit kdekoli, od hlubinných hydrotermálních průduchů až po vesmír. Mohou využívat organické a anorganické zdroje uhlíku. Některé jsou patogenní, komenzální, zatímco jiné jsou pro rostliny prospěšné.
Také čtení:
- Holoenzym a enzym
- Mají živočišné buňky endoplazmatické retikulum?
- Příklady specializovaných druhů
- Calvinův cyklus
- Struktura rostlinných buněk
- Proces buněčného dýchání
- Anatomie prstu
- Příklad řasy
- Krebsův cyklus je součástí fotosyntézy
- Potravní vakuola u protistů
Jsem doktorandem CSIR-CIMAP, Lucknow. Věnuji se oblasti rostlinné metabolomiky a environmentalistiky. Absolvoval jsem postgraduální studium na univerzitě v Kalkatě s odborností v molekulární biologii rostlin a nanotechnologii. Jsem vášnivý čtenář a neustále rozvíjím koncepty v každém výklenku biologických věd. Publikoval jsem výzkumné články v recenzovaných časopisech Elsevier a Springer. Kromě akademických zájmů mě také baví kreativní věci, jako je fotografování a učení se nových jazyků.
Pojďme se spojit přes Linkedin