Gamaproteobakteriler - Gammaproteobacteria

Gamaproteobakteriler
Vibrio kolera.jpg
Gamaproteobakteriler
bilimsel sınıflandırma e
İhtisas: bakteri
filum: proteobakteriler
Sınıf: Gammaproteobacteria
Garrity ve ark . 2005
Emirler
Eş anlamlı
  • " Chromatiia " Cavalier-Smith 2020

Gammaproteobacteria sınıfı , Proteobacteria filumuna aittir ve yaklaşık 250 cins içerir, bu da onu Prokaryotların en zengin cins taksonu yapar. Tıbbi, ekolojik ve bilimsel olarak önemli birkaç bakteri grubu bu sınıfa aittir. Tüm Gram negatif mikroplardan oluşur ve filogenetik ve fizyolojik olarak en çeşitli Proteobacteria sınıfıdır.

Bu mikroorganizmalar, hidrotermal menfezler gibi aşırı ortamlar da dahil olmak üzere çeşitli önemli roller oynadıkları çeşitli kara ve deniz ortamlarında yaşayabilirler . Genellikle farklı şekillere sahiptirler - çubuklar, kavisli çubuklar, koklar, spirilla ve filamentler ve serbest yaşayan bakterileri, biyofilm oluşturucuları, kommensalleri ve ortakyaşarları içerir, bazıları ayrıca biyolüminesan olma gibi ayırt edici bir özelliğe sahiptir. Farklı cinslerde bulunan metabolizmalar çok farklıdır; aerobik ve anaerobik (zorunlu ya da seçimli) türleri, her ikisi de bulunmaktadır chemolithoautotrophics , chemoorganotrophics , photoautotrophs ve heterotroflar .

etimoloji

" Gama " öğesi (Yunanca alfabesinin üçüncü harfi), bunun Bergey'in Sistematik Bakteriyoloji El Kitabında (Cilt II, sayfa 1) Sınıf III olduğunu gösterir . Proteus , şeklini değiştirebilen Yunan deniz tanrısını ifade eder. Bakteriler (Yunanca βακτήριον; "çubuk" "küçük çubuk"), etimolojik tarih açısından Bacillus'a (çubuk şeklindeki bakteriler) atıfta bulunur , ancak bu durumda "filogenetik veriler resmi bakteriye entegre edilirken geçici olarak yararlıdır. taksonomi."

filogeni

Halihazırda, birçok farklı sınıflandırma, genomik temelli Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi , Nomenklatürde Duran Prokaryotik İsimler Listesi , ribozomal RNA'ya dayalı ARB-Silva Veritabanı veya bir multiprotein yaklaşımı gibi farklı yaklaşımlara dayanmaktadır. Bu bakteri sınıfının filogenisini çözmek hala çok zordur.

Burada, Gammaproteobacteria sınıfı için bir dizi 356 protein familyasına dayanan bir bölüm rapor edilmiştir.

Gamaproteobakterilerin Filogenisi

Betaproteobakteriler

Gamaproteobakteriler

Xanthomonadales

kromatikler

metilokok

beggiatoa

lejyonellalar

Ruthia Vesicomyosocius Thiomicrospira Dichelobacter Fransisela

MoraxellaceaeAlcanivorax

sakarofagus

Oceanospirillaceae

marinobakter

Pseudomonadaceae

PseudoalteromonadaceaeAlteromonasIdiomarinaceae

Shewanellaceae

Psychromonadaceae

aeromonadales

titreşimler

Pastörellalar

enterobakteriler

Gammaproteobacteria Filogenisi Tüm siparişler monofiletik değildir, dolayısıyla Pseudomonadales, Oceanospirillales ve Alteromonadales için familyalar veya cinsler gösterilmiştir. Tekil siparişlerde cins gösterilir. ( Bakteriyel taksonomide , ailelerde -aceae eki bulunurken, siparişler -ales son ekine sahiptir.)

Bir dizi bakteri Gammaproteobacteria'nın üyeleri olarak tanımlanmıştır, ancak henüz bir düzen veya aile atanmamıştır. Bu cinslerin bakteriler Alkalimarinus , Alkalimonas , Arenicella , Gallaecimonas , Ignatzschineria , Litorivivens , Marinicella , Methylohalomonas , Methylonatrum , Plasticicumulans , Pseudohongiella , Sedimenticola , Thiohalobacter , Thiohalomonas , Thiohalorhabdus , Thiolapillus ve Wohlfahrtiimonas .

Önemi ve uygulamaları

Gammaproteobakteriler , özellikle Alteromonadales ve Vibrionales takımları , deniz ve kıyı ekosistemlerinde esastır, çünkü besin döngüsünde yer alan ana gruplardır ve patojenler olarak ünlerine rağmen, biyoremediasyon ve biyosentez gibi çok sayıda alanda uygulama bulurlar.

Gammaproteobacteria, çeşitli metalleri ayrıştırma yeteneklerini uygulayan bir mikrobiyal yakıt hücresi (MFC) elemanı olarak kullanılabilir . Üretilen enerji en çevre dostu ve sürdürülebilir enerji üretim sistemlerinden biri olarak toplanabilir. Biyolojik metan filtreleri olarak da kullanılırlar.

Fototrofik mor kükürt bakterileri atık su arıtma proseslerinde kullanılmaktadır ve bazı Gammaproteobacteria'ların (örneğin Alcanivorax cinsi ) petrolü biyolojik olarak iyileştirme yeteneği, petrol sızıntılarından sonra ham petrolü bozmak için giderek daha önemli hale gelmektedir. Chromatiaceae familyasından bazı türler, B12 vitamini üretiminde rol oynayabilecekleri için dikkate değerdir . Bazı Gammaproteobakterilerin bir başka uygulaması, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin üretiminde kullanılan bir polimer olan Poli-b-hidroksialkanoatı (PHA) sentezleme yetenekleridir . Ayrıca birçok Gammaproteobacteria türü, antibakteriyel özelliklere sahip ikincil metabolitler üretebilir.

Ekoloji

Gammaproteobakteriler, toprak, tatlı su gölleri ve nehirler, okyanuslar ve tuz gölleri gibi çeşitli ekosistemlerde yaygın olarak bulunur ve bol miktarda bulunur. Örneğin, Gammaproteobacteria, farklı okyanuslardaki bakteriyoplanktonun yaklaşık %6-20'sini (ortalama %14) oluşturur; artı, mevcut araştırmalar derin deniz ve kıyı çökellerinde dünya çapında yayılımlarını ortaya koymuştur. Deniz suyunda, Bakteri topluluğu bileşimi fosfor, toplam organik karbon içeriği, tuzluluk ve pH gibi çeşitli çevresel parametrelerle şekillendirilebilir ve toprak pH'ı ne kadar yüksekse, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria ve Gammaproteobacteria'nın nispi bolluğu da o kadar yüksek olur. Betaproteobacteria ve Gammaproteobacteria'nın nispi bolluğu, bakteri topluluğu kompozisyonunu şekillendiren önemli bir çevresel parametre olan çözünmüş organik karbon (DOC) konsantrasyonu ile de pozitif olarak ilişkilidir . Gammaproteobakteriler, aynı zamanda , dünyadaki en büyük karbon yutağı olan kıyı çökellerindeki karanlık karbon fiksasyonunda da kilit oyunculardır ve bu bakterilerin çoğu henüz kültürlenmemiştir. Derin deniz hidrotermal sistemi, Dünya'daki en aşırı ortamlardan biridir. Hemen hemen tüm vent endemik hayvanlar, endo ve/veya episimbiyotik kemoototrofik mikroorganizmaların birincil üretimi ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. Çeşitli derin deniz hidrotermal ortamlarındaki hem simbiyotik hem de serbest yaşayan mikrobiyal toplulukların analizleri, Gammaproteobacteria üyelerinin biyokütlesinde bir baskınlığı ortaya çıkarmıştır.

Gammaproteobakteriler, hidrotermal çökeltilerde geniş bir çeşitliliğe, metabolik çok yönlülüğe ve fonksiyonel fazlalığa sahiptir ve önemli organik karbon döngüsü ve azot ve kükürt döngüsü süreçlerinden sorumludurlar. Anoksik hidrotermal sıvılar, H2S'ye ek olarak H2, CH4 gibi birkaç indirgenmiş bileşik ve indirgenmiş metal iyonları içerir. Hidrojen sülfürü oksitleyen ve oksijeni azaltan kemoototrofların bu benzersiz ekosistemlerde birincil üretimi potansiyel olarak sürdürdüğü öne sürülmüştür. Son yıllarda, Pseudomonas, Moraxella gibi Gammaproteobacteria'ya ait siparişlerin  farklı plastik türlerini bozabildiği ve bu mikropların plastik biyolojik bozunmada önemli bir role sahip olabileceği bulunmuştur.

Metabolizma

Gammaproteobacteria sınıfında çok çeşitli metabolizmalar vardır.

Bazı gruplar, Nitrosococcus mobilis hariç, Nitrosococcus üyeleri gibi nitrit oksitleyiciler ve amonyak oksitleyicilerdir   ve ayrıca zorunlu  halofilik bakterilerdir . 

Gammaproteobakteriler arasında, Tiren denizindeki Tor Caldara sığ su gazı menfezinde mikrobiyal biyofilm ipliksi topluluklar olarak bulunan Thiotrichales gibi kemoototrofik kükürt oksitleyici gruplar  vardır. Ayrıca 16S rRNA gen analizi sayesinde Gammaporteobacteria sınıfında farklı sülfid oksitleyiciler tespit edilmiş olup, bunlardan en önemlileri Beggiatoa , Thioploca ve Thiomargarita ; ayrıca, organik açıdan zengin kıyı çökellerinde sülfat indirgeyen bakteriler tarafından büyük miktarlarda hidrojen sülfür üretilir.

Deniz Gammaproteobakterileri ayrıca  elektron taşıma zincirini desteklemek için bakteriyoklorofil kullanan aerobik anoksijenik fototrofik bakterileri (AAP) içerir  . Okyanuslarda önemli bir topluluk olduklarına inanılıyor ve aynı zamanda her yere iyi yayılmış durumdalar. 

Gammaproteobacteria tarafından gerçekleştirilen başka bir metabolizma türü, Methylococcales siparişiyle gerçekleştirilen  Metanın oksidasyonudur . Tek enerji kaynağı olarak metanı metabolize ederler ve küresel karbon döngüsünde çok önemlidirler . Gaz rezervleri , topraklar, atık sular gibi metan kaynaklarının bulunduğu herhangi bir yerde bulunurlar .   

Mor kükürt bakterileri anoksijenik fototrofik demir oksitleyicilerdir ve Acidithiobacillus cinsinin bir parçasıdırlar, ancak Thiodictyon'un (Chromatiales takımı) iki suşu (L7 suşu ve F4 suşu ) ve Thermomonas cinsi içinde (Lysobacter takımı) taşıyan birkaç tür vardır. aynı metabolizmadan çıkar.

Bu sınıfta, çok sayıda zorunlu ve genelci hidrokarbonklastik bakteri türü vardır . Zorunlu hidrokarbonoklastik bakteriler (OHCB), hidrokarbonları neredeyse yalnızca bir karbon kaynağı olarak kullanma kabiliyetini paylaşırlar ve şimdiye kadar sadece deniz ortamında bulunmuşlardır. Bu metabolizmayı gerçekleştiren cinsler Alcanivorax , Oleiphilus, Oleispira , Thalassolitus , Cycloclasticus ve Neptunomonas'tır . Daha sonra, bu gibi ek türler Polycyclovorans , Algiphilus emri Xanthomonadales ve Porticoccus hydrocarbonoclasticus fitoplankton izole edilmiştir sipariş Cellvibrionales arasında. Aerobik “kültürlü” hidrokarbon degraders grupları hidrokarbonlar ve karbon ve enerji kaynağı olarak hidrokarbon olmayan substratlar yararlanmak ve cins olan üye olan Acinetobacter , Colwellia , Glaciecola , Halomonas , Marinobacter , Marinomonas , Methylomonas , Pseudoalteromonas , Pseudomonas , Rhodanobacter , Shewanella , Stenotrophomonas , ve Vibrio .

Gammaporteobacteria üyeleri arasında glikoz sentezlemenin en yaygın yolu Calvin-Benson-Bassham (CBB) döngüsüdür, ancak bu sınıfın az sayıda türü rTCA döngüsünü kullanabilir . Thioflavicoccus mobilis ( serbest yaşayan gammaproteobacteria) ve "Candidatus Endoriftia persephone" (dev tubeworm Riftia pachyptila'nın ortakyaşamı ), CBB döngüsüne ek olarak rTCA döngüsünü kullanma olasılığını sunar . Bazı Gammaproteobacteria türlerinin aynı anda iki farklı karbon fiksasyon yolunu ifade edebileceği gösterilmiştir.

simbiyoz

Simbiyoz , iki farklı biyolojik organizma arasındaki yakın ve uzun vadeli biyolojik etkileşimdir. Çok sayıda Gammaproteobakteri, çeşitli türlerle yakın bir endosimbiyozda birleşebilir. Bunun kanıtı çok çeşitli ekolojik nişlerde bulunabilir: yerde, bitkilerin içinde veya okyanus tabanının derinliklerinde. Karada, Gammaproteobacteria türlerinin Robinia pseudoacacia ve diğer bitkilerden izole edildiği, derin denizde ise bir hidrotermal havalandırma bacasında kükürt oksitleyici bir gammaproteobakteri bulunduğu; Derin deniz bölgelerinde simbiyotik ilişkilere girerek, kükürt oksitleyici kemolitotrofik mikroplar hidrotermal ekosistemlerde ek organik hidrokarbonlar alırlar. Bazı Gamaproteobakteriler, jeotermik okyanus havalandırmasında aşağı doğru inen hayvanlarla simbiyotiktirve buna ek olarak, Gammaproteobacteria , kaplıcaların çevresinde yaşayan diğer türlerle, örneğin Orta Atlantik Sırtındaki hidrotermal menfezlerde yaşayan karides Rimikaris exoculata ile karmaşık ilişkilere sahip olabilir .

Endosembiyozlarla ilgili olarak, çoğu, önemli genom azalması nedeniyle aile özelliklerinin çoğundan yoksundur.

patojenler

Gammaproteobakteriler , Enterobacteriaceae , Vibrionaceae ve Pseudomonadaceae familyaları gibi tıbbi ve bilimsel olarak önemli birkaç bakteri grubunu içerir . Yersinia pestis , Vibrio cholerae , Pseudomonas aeruginosa , Escherichia coli ve bazı Salmonella türleri dahil olmak üzere bir dizi insan patojeni bu sınıfa aittir . Sınıf ayrıca Xanthomonas axonopodis pv gibi bitki patojenlerini de içerir . citri ( narenciye canker ), Pseudomonas syringae pv. actinidiae ( kivi Psa salgını) ve Xylella fastidiosa . Deniz ortamında, bu sınıftan birkaç tür, balıkları, karidesleri, mercanları veya istiridyeleri etkileyen Vibrio cinsindeki türler ve gri fokları etkileyen Salmonella türleri ( Halichoerus grypus ) gibi farklı deniz organizmalarını enfekte edebilir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar