Proteobaktērijas ir liela un daudzveidīga baktēriju dzimta, kas ietver gan svārstīgas vides brīvi dzīvojošas formas, gan nozīmīgus patogenus un vides inženierijas organismu grupas.
Šūnu uzbūve un Grama krāsojums
Tās ir gramnegatīvas baktērijas. Tas nozīmē, ka tām ir raksturīga plāna šūnu sieniņa ar mazāk peptidoglikāna slāņa un ārējā membrāna, kas satur lipopolisaharīdus (LPS). Šī uzbūve ir iemesls, kāpēc viņas neaiztur violeto krāsu Grama krāsošanas testā un pēc pretkrāsojuma (parasti safranīna) pievienošanas gramnegatīvās baktērijas iekrāsojas rozā.
Grama krāsojuma tests ir vienkāršs un lietderīgs veids, kā klasificēt baktērijas divās plašās grupās, pamatojoties uz to šūnu sienas strukturālajām atšķirībām, kas bieži norāda arī uz atšķirībām jutībā pret antibiotikām un toksīniem.
Taksonomija un noteikšana
Proteobaktēriju grupu mūsdienās galvenokārt nosaka unšķiro pēc molekulārās ģenētikas kritērijiem, it īpaši pēc ribosomālās RNS (rRNS) sekvencēm. Tradicionāli šo filumu iedala vairākās galvenajās klasēs, piemēram:
- Alfaproteobaktērijas
- Betaproteobaktērijas
- Gammaproteobaktērijas
- Deltaproteobaktērijas
- Epsilonproteobaktērijas
Katra no šīm klasēm aptver organizmus ar atšķirīgu ekoloģiju un metabolisma īpašībām; taksonomija turpina attīstīties, jo tiek sequencētas jaunas sugas un tiek pilnveidotas filogenētiskās metodes.
Metabolisms un dzīvesveids
Proteobaktērijas demonstrē ārkārtēju metabolisma daudzveidību. Tajās ir gan:
- aerobi un fakultatīvi anaerobi,
- obligāti anaerobi,
- hemeoautotrofi (ķīmoautotrofi), kas iegūst enerģiju no neorganiskiem savienojumiem,
- heterotrofi, kas barojas ar organiskām vielām,
- fototrofiskas grupas (dažas α- un γ-grupas),
- specializētas grupas, kas piedalās slāpekļa fiksācijā (piem., Rhizobium) vai amonija oksidācijā (piem., Nitrosomonas).
Šī daudzveidība ļauj proteobaktērijām izdzīvot ļoti dažādos biotopos — no dziļjūras hotspringiem un sārmainiem ezeriem līdz cilvēka zarnām un augsnei.
Ekoloģiskā un bioloģiskā nozīme
Dažas proteobaktērijas ir ekosistēmu pamatiedzīvotāji, kas regulē būtiskus biogeokhimiskos ciklus:
- slāpekļa cikls (slāpekļa fiksācija, nitrifikācija, denitrifikācija),
- sēra cikls (sēra oksidācija un reducēšana),
- oglekļa aprite un organisko vielu noārdīšana.
Piemēram, Alfaproteobaktēriju grupa SAR11 (Pelagibacter) ir viena no visizplatītākajām jūras mikroorganismu līnijām un var sastādīt vairāk nekā 10 % no atklātā okeāna mikrobu kopienas, ietekmējot globālus oglekļa plūsmas procesus.
Piemēri un medicīniska nozīme
Proteobaktērijas ietver gan labvēlīgus vides mikroorganismus, gan nozīmīgus cilvēku un dzīvnieku patogenus. Starp labi zināmajām ģintīm un sugu piemēriem ir:
- Escherichia coli — parasti zarnu commensāls, bet dažas patogēnas sugas izraisa pārtikas izraisītas infekcijas;
- Salmonella — pārtikas infektoloģijā nozīmīgs patogēns;
- Vibrio (piem., V. cholerae) — izraisa holēru un citas infekcijas;
- Helicobacter (piem., H. pylori) — saistīts ar kuņģa čūlu un gastrītu;
- citas ģintis ar medicīnisku nozīmi: Pseudomonas, Neisseria, Campylobacter utt.
Daudzas proteobaktērijas ir nozīmīgas arī biotehnoloģijā — piemēram, biodegradācijā, bioremediācijā un kā modeļorganismi pētījumiem. Tās var izrādīt arī rezistenci pret antibiotikām, kas padara noteiktas infekcijas ārstēšanu sarežģītāku.
Secinājums
Proteobaktērijas ir plaša, taksonomiski un funkcionāli daudzveidīga baktēriju grupa, kas spēlē centrālu lomu gan veselībā un medicīnā, gan globālajos ekosistēmu procesos. To klasifikācija balstās galvenokārt uz rRNS sekvencēm, bet to pētījumi turpina atklāt jaunas sugas, fizioloģiskās īpašības un potenciālos lietojumus.
