Tài liệu Mycobacteria và Corynebacteria

Mycobacteria và Corynebacteria Những vi khuẩn Gram dương vật liên quan chặt chẽ đến Actinobacteria và thường được phân loại với họ. Chúng bao gồm ba nhân gây bệnh quan trọng:  Mycobacterium tuberculosis là tác nhân của bệnh lao (TB). TB được ước tính đã giết chết 2 triệu người trong năm 2007. Trong điều kiện lý tưởng, một loại vi khuẩn đơn có thể gây ra nhiễm trùng.AIDS đặc biệt là bệnh nhân có nguy cơ. bộ gen của nó có chứa 4.411.532 bp của DNA mã hóa một số 3.959 gen.  Mycobacterium leprae gây ra bệnh phong. bộ gen của nó có chứa 3.268.203 bp của DNA mã hóa chỉ 1.604 gen. Mặc dù họ hàng gần của M. bệnh lao (họ chia sẻ 1.439 gen), phần lớn DNA của nó pseudogenes mã hóa, các gene đó không còn làm cho một sản phẩm chức năng. M. leprae là một ký sinh nội bào bắt buộc, nó chưa bao giờ được nuôi trong ống nghiệm. Đây có lẽ là bởi vì nó đã bị bỏ rơi rất nhiều gen cần thiết cho một sự tồn tại độc lập lựa chọn thay vì phụ thuộc vào các gen của tế bào chủ của nó.  Chế phẩm Corynebacterium diphtheriae gây ra bệnh bạch hầu. Như trong uốn ván, nó không phải là sự phát triển của các sinh vật (trong cổ họng) mà là nguy hiểm nhưng độc tố của nó giải phóng.độc tố là sản phẩm của một vi khuẩn tiềm ẩn trong vi khuẩn. Nó xúc tác khử hoạt tính của một yếu tố cần thiết cho các axít amin để được thêm vào chuỗi polypeptide được tổng hợp trên ribosome.Hợp lý đủ, độc tố không có tác dụng như vậy trên các máy móc thiết bị dịch của vi khuẩn (hoặc của lục lạp và ty thể). Điều trị các độc tố với formaldehyde chuyển nó thành một vô hại biến độc tố . Chủng ngừa với biến độc tố này - thường được kết hợp cùng với các biến độc tố uốn ván và ho gà kháng nguyên trong một "vắc-xin ba" ( DTP ) - bảo vệ chống lại căn bệnh này. Các Proteobacteria Nhóm lớn các vi khuẩn tạo thành một nhánh rRNA trình tự liên quan đến chia sẻ. Họ là tất cả gram âm , nhưng đến trong hình dáng mỗi (thanh, cocci, spirilla). Họ được chia thành 5 nhánh: alpha-, beta-, gamma-, delta-, và epsilon proteobacteria. Alpha (α) Proteobacteria. Một số ví dụ:  Rickettsias . Những vi khuẩn này là quá nhỏ để có thể thấy rõ dưới kính hiển vi ánh sáng. Hầu như tất cả đều là ký sinh nội bào bắt buộc. Điều này có nghĩa rằng họ chỉ có thể phát triển và sinh sản trong khi bên trong tế bào sống của chủ nhà của họ - một số động vật chân đốt (bọ chét, ve, rận, bọ chét) và động vật có vú. o Prowazekii Rickettsia gây ra cơn sốt bệnh sốt phát ban khi nó được truyền sang người do chí. o Rocky Mountain phát hiện sốt là một bệnh lây truyền qua ve rickettsial. Các ti thể của sinh vật nhân chuẩn có thể tiến hóa từ vi khuẩn nội cộng sinh. Bởi vì sự giống nhau của bộ gen của họ, rickettsias có thể là họ hàng gần gũi nhất với các tổ tiên của ty thể. Liên kết để thảo luận về các lý thuyết nội cộng sinh về nguồn gốc của ty thể. Liên kết với dữ liệu về gen của R. prowazekii và ty thể.  Rhizobia . Những vi khuẩn này sống trong một mối quan hệ mutualistic với gốc rễ của cây họ đậu, nơi họ có thể "sửa chữa" nitơ (N 2 ) trong không khí thành các hợp chất có thể được sử dụng bởi các sinh vật. Liên kết để thảo luận.  Magnetospirillum magnetotacticum  Agrobacterium tumefaciens Beta (β) Proteobacteria  Lưu huỳnh vi khuẩn . Một số vi khuẩn không màu, chia sẻ khả năng của chất diệp lục có chứa sinh vật để sản xuất tinh bột từ nguyên liệu vô cơ, nhưng họ không sử dụng năng lượng ánh sáng cho việc này. Những cái gọi làchemoautotrophic vi khuẩn an toàn năng lượng cần thiết bằng cách ôxi hóa một số mặt chất giảm trong môi trường của họ. Các năng lượng miễn phí phát hành bởi quá trình oxy hóa này là khai thác để sản xuất thực phẩm. Ví dụ, một số vi khuẩn lưu huỳnh chemoautotrophic ôxi hóa H 2 S trong môi trường xung quanh (ví dụ, nước của lưu huỳnh lò xo) để sản xuất năng lượng: 2H 2 S + O 2 → 2S + 2H 2 O; ΔG = -100 kcal Sau đó, họ sử dụng năng lượng để giảm khí carbon dioxide để carbohydrate (như các quang màu tím vi khuẩn lưu huỳnh ). 2H 2 S + CO 2 → (CH 2 O) + H 2 O + 2S  Iron vi khuẩn . Những chemoautotrophs có trách nhiệm quy mô nâu rằng hình thức bên trong các xe tăng của nhà vệ sinh tuôn ra. Họ hoàn tất quá trình oxy hóa các hợp chất của sắt bị oxy hóa một phần và có thể vài năng lượng được sản xuất để tổng hợp carbohydrate.  Nitrosomonas Điều này chemoautotroph ôxi hóa NH 3 (sản xuất từ protein của vi khuẩn phân hủy ) để nitrit (NO 2 - ). Điều này cung cấp năng lượng để lái xe phản ứng đồng hóa của họ. Các nitrit sau đó được chuyển đổi (bởi nitrat vi khuẩn khác) thành nitrat (NO 3 - ), các nguồn cung cấp nitơ nhu cầu của các nhà máy. Liên kết để thảo luận về các vai trò khác nhau mà vi khuẩn phát trong chu trình nitơ.  Ba quan trọng của con người tác nhân gây bệnh trong số các proteobacteria-β. o Neisseria meningitidis . Nguyên nhân gây viêm màng não viêm màng não, một nhiễm trùng nặng vô cùng của màng não mà thỉnh thoảng xảy ra ở trẻ em rất và trong các trại quân sự. Có một loại vắc xin có hiệu quả chống lại nhiều giống, nhưng tiếc là không phải là một nguy hiểm nhất. o Neisseria gonorrhoeae . Nguyên nhân gây bệnh lậu , một trong những phổ biến nhất-truyền bệnh qua đường tình dục ( STDs ): hơn 300.000 trường hợp được báo cáo ở Mỹ trong năm 2009.Ở nam giới, vi khuẩn xâm nhập niệu đạo gây ra xả mủ và thường thiết lập chính nó trong tuyến tiền liệt và mào tinh hoàn . Ở phụ nữ, nó lây lan từ âm đạo đến cổ tử cung và ống dẫn trứng . Nếu nhiễm trùng là không được điều trị ( penicillin thường có hiệu quả mặc dù các chủng đề kháng với nó đang được gặp), các thiệt hại gây ra cho các ống dẫn trứng có thể cản trở sự di chuyển của trứng và do đó gây ra vô sinh. Làm thế nào N. gonorrhoeae trốn tránh miễn dịch chủ. o Bordetella ho gà , là nguyên nhân của "ho gà". Gamma (γ) Proteobacteria Các nhóm con lớn nhất và đa dạng nhất của proteobacteria này. Một số ví dụ  Escherichia coli . Các kỹ lưỡng nhất được nghiên cứu của tất cả các sinh vật (có thể ngoại trừ bản thân). toàn bộ bộ gen của nó đã được xác định xuống nucleotide cuối: 4.639.221 cặp base của DNA mã hóa 4.377 gen. Sống trong ruột của con người, thường là vô hại. Tuy nhiên, nước hoặc thực phẩm chưa nấu chín bị ô nhiễm với các O157: H7 gây ra căng thẳng nghiêm trọng - đôi khi gây tử vong - nhiễm trùng.  Salmonella enterica . Hai chính con người tác nhân gây bệnh: o Salmonella enterica typhi var . Nguyên nhân gây bệnh thương hàn, sốt, nhiễm trùng nghiêm trọng hệ thống chỉ xảy ra ở người. vi khuẩn này còn được gọi là Salmonella typhi . o Salmonella enterica var Typhimurium . Hạn chế trong ruột, nó là một nguyên nhân thường gặp của rối loạn tiêu hóa của con người nhưng cũng được tìm thấy ở nhiều loài động vật khác (mà thường là nguồn gốc của sự lây nhiễm của con người). Còn được gọi là Salmonella typhimurium . Làm thế nào Salmonella typhi xâm nhập vào tế bào người. Bộ gen của cả hai sinh vật S. typhimurium trong các thử nghiệm Ames  Vibrio cholerae . Nguyên nhân gây bệnh tả, một trong những tàn phá của các bệnh đường ruột. Vi khuẩn giải phóng một loại độc tố là nguyên nhân gây tiêu chảy lớn (10-15 lít / ngày) và mất muối. Trừ khi các nước và các muối được thay thế nhanh chóng, nạn nhân có thể chết (sốc) trong một vài giờ. Giống như các bệnh đường ruột khác, bệnh tả được ký kết bằng việc ăn thức ăn hay, thường xuyên hơn, nước bị ô nhiễm với vi khuẩn. Tìm hiểu về các dịch bệnh tả 1991-92 ở miền Trung và Nam Mỹ đã làm hơn 700.000 người bị bệnh và gây ra hơn 6.000 ca tử vong.  Pseudomonas aeruginosa . Một cư dân chung của đất và nước, nó có thể gây bệnh nghiêm trọng ở người với o lỗi hệ thống miễn dịch o bỏng nghiêm trọng o xơ nang Thường gặp trong các bệnh viện và kháng với hầu hết các kháng sinh và thuốc khử trùng.  Yersinia pestis . vi khuẩn này gây ra bệnh dịch hạch . Nó thường được truyền sang người qua vết cắn của một trời bị nhiễm bệnh. Vì nó lây lan vào các hạch bạch huyết, nó làm cho chúng trở nên rất nhiều sưng lên, do đó cái tên "bệnh dịch hạch" (mụt hạch - sưng hạch bạch huyết) bệnh dịch hạch. Một khi trong phổi, tuy nhiên, các vi khuẩn có thể lây lan qua không khí gây chết người nhanh chóng (2-3 ngày) "phổi" bệnh dịch hạch. Nếu không điều trị, 50-75% các trường hợp của bệnh dịch hạch là chết người, và con số này đối với hình thức thể phổi đạt 100%. Các dịch bệnh tái phát của "cái chết đen" ở châu Âu từ 1347-1352, trong đó đã giết chết ít nhất một phần tư dân số, được cho là nhiều người (không phải tất cả) cho là gây ra bởi sinh vật này. Mặc dù không có dịch bệnh lớn xảy ra trong thế kỷ này, mối đe dọa không phải là hoàn toàn hơn. Yersinia pestis vẫn khởi sắc trong một số quần thể động vật gặm nhấm ở miền Tây nước Mỹ và gây ra một chục hay như vậy trường hợp của bệnh dịch của con người - chủ yếu là các thợ săn trò chơi nhỏ - mỗi năm. Hoàn thành trình tự ADN của bộ gen của Y. pestis - nhiễm sắc thể của nó cộng với ba plasmid - đã được báo cáo vào ngày 4 Tháng Mười 2001.  Francisella tularensis gây ra bệnh thỏ . Điều này chủ yếu là một bệnh của động vật có vú nhỏ, nhưng khoảng 100 người bị nhiễm mỗi năm tại Hoa Kỳ. Hầu hết các trường hợp xảy ra trong trung tâm tiểu bang phía nam (KS, MO, OK, AR). Tuy nhiên, việc nhập khẩu những con thỏ bị nhiễm bởi các câu lạc bộ trò chơi đã giới thiệu bệnh sang Cape Cod và Martha's Vineyard tại Massachusetts.Trong mùa hè năm 2000, 15 người bị bệnh (một đã chết) trên đảo. Tất cả dường như đã có được nhiễm trùng của họ khi họ sử dụng máy cắt cỏ và máy cắt bàn chải mà có lẽ khuấy lên những sinh vật từ xác động vật bị nhiễm bệnh.  Haemophilus influenzae đã từng cho là gây ra bệnh cúm. Nó không, nhưng nó có thể gây viêm màng não do vi khuẩn và nhiễm trùng tai giữa ở trẻ em và bệnh viêm phổi ở người lớn - đặc biệt là những người có sức đề kháng được hạ xuống do các bệnh khác (ví dụ, AIDS ). Hiện nay, một loại vắc xin hiệu quả chống lại các chủng nguy hiểm nhất. Các bộ gen hoàn chỉnh của Haemophilus influenzae được biết: 1.830.138 bp mã hóa gen DNA 1743.  Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía Giống như cây xanh, các vi khuẩn này là quang, sử dụng năng lượng của ánh sáng mặt trời để giảm lượng khí carbon dioxide để carbohydrate. Không giống như các nhà máy, tuy nhiên, họ không sử dụng nước như một nguồn của các điện tử. Thay vào đó họ sử dụng sulfua hydro để cung cấp các điện tử cần thiết để tổng hợp NADPH và ATP. 2H 2 S + CO 2 → (CH 2 O) + H 2 O + 2S Trong quá trình đó, họ sản xuất nguyên tố lưu huỳnh (thường - như đã thấy trong ca ́ch chụp vi ảnh của Chromatium - lưu trữ như các hạt trong tế bào). [Hình ảnh từ HG Schlegel và N. tiê ̀n nhỏ như ́t, Arch. Microbiol. 38 [1], năm 1961.] Chứa các loại vi khuẩn quang hợp đặc biệt của các chất diệp lục (gọi là bacteriochlorophylls) kết hợp vào màng tế bào. Với máy móc, họ có thể chạy quang tôi nhưng không quang II (điều này giải thích sự bất lực của họ để sử dụng nước như một nguồn của các điện tử). Liên kết với một cuộc thảo luận của các nhà máy quang màu xanh lá cây và photosystems I và II. Hầu hết các vi khuẩn quang hợp được buộc vi khuẩn yếm khí , họ không thể chịu đựng oxy tự do. Do đó chúng bị hạn chế đến môi trường sống như bề mặt của trầm tích dưới đáy ao nông cạn và cửa sông. Ở đây họ phải làm gì với bất cứ điều gì bức xạ năng lượng được thông qua các loại tảo xanh và thực vật thủy sinh phát triển trên họ. Tuy nhiên, sự phổ hấp thụ của bacteriochlorophylls của họ chủ yếu nằm trong vùng hồng ngoại của quang phổ để họ có thể bẫy năng lượng bị mất của các loài thực vật màu xanh lá cây ở trên chúng. Delta (δ) Proteobacteria Nhóm này bao gồm các myxobacteria . Chúng được tìm thấy với số lượng lớn trong đất và là người chơi chính trong sự phân rã của các chất hữu cơ. [ Liên kết để thảo luận ] Epsilon (ε) Proteobacteria Hai thành viên của nhóm nhỏ được tác nhân gây bệnh cho người:  Helicobacter pylori , nguyên nhân chính gây viêm loét dạ dày [ Link ]  Campylobacter jejuni ; các loại vi khuẩn thường gặp nhất liên quan đến rối loạn tiêu hóa. [ Link ] Bacteroidetes Một nhóm đa dạng bao gồm Bacteroides fragilis , một trong những sinh vật phong phú nhất trong ruột già của con người. Nó đã được ước tính rằng những Gram âm vi khuẩn yếm khí chiếm> 30% trọng lượng khô của phân người. Trong khi chúng có thể gây bệnh ở nơi khác trong cơ thể, họ sống như commensals trong một số trường hợp, khó tiêu hóa ruột tiêu hoá polysaccharides và cung cấp cho chúng tôi với các axit béo , đường, và có lẽ vitamin K . Xoắn khuẩn Đây là mỏng, có hình xoắn ốc, Gram âm vật linh hoạt trong phạm vi chiều dài từ một vài tới 500 μm. Hai ví dụ nổi tiếng:  Treponema pallidum (phải), nguyên nhân của bệnh giang mai , một trong những nguy hiểm của bệnh lây truyền qua đường tình dục (STDs). (Hình ảnh lịch sự của E. Harry Morton.)  Borrelia burgdorferi được truyền sang người qua vết cắn của một con nai đánh dấu gây bệnh Lyme (trên 30.000 trường hợp - con số lớn nhất lên đến sau đó - đã được báo cáo tại Mỹ năm 2009). Cả những sinh vật này đã có bộ gen hoàn chỉnh của họ trình tự. [ Link ] Chlamydiae Chlamydiae cũng buộc ký sinh trùng nội bào (họ không thể thực hiện riêng của họ ATP ). Mặc dù chúng vẫn giữ được một lớp lipopolysaccharide, họ đã mất đi bức tường peptidoglycan của các vi khuẩn Gram âm, thân nhân của họ.  Chlamydia trachomatis bộ gen của nó có chứa 1.042.519 bp của DNA mã hóa 938 gen. Trong năm 2008, hơn 1,2 triệu trường hợp được báo cáo ở Mỹ, và điều này có lẽ chỉ có một nửa của tổng số thực sự. Nhiễm trùng thường lây lan qua quan hệ tình dục làm cho nó là truyền-tình dục phổ biến nhất bệnh (STD). Nó có thể dễ dàng chữa khỏi nếu được chẩn đoán, nhưng vẫn còn nhiều bệnh nhiễm trùng không được điều trị và trong nữ giới, là một nguyên nhân chính gây bệnh viêm vùng chậu . Điều này gây ra sẹo của tử cung và ống dẫn trứng và thường dẫn đến vô sinh. Các bà mẹ có thể truyền bệnh sang cho con mới sinh của họ gây ra bệnh về mắt nghiêm trọng và viêm phổi. Để tránh điều này, phụ nữ mang thai thường được xét nghiệm chlamydia và điều trị bằng kháng sinh nếu bị nhiễm. Nhiều triệu người tại các vùng sa mạc của châu Á, châu Phi và vùng Cận Đông đã bị mù do bệnh mắt hột . Nhiễm trùng mắt này là do một chủng của C. trachomatis (và chịu trách nhiệm cho tên của nó).  Chlamydia psittaci thường lây nhiễm các loài chim, nhưng có thể lây nhiễm chỉ liên lạc của con người của họ gây ra bịnh vẹt (aka ornithosis). Vi khuẩn lam (màu xanh-màu xanh lá cây tảo) Không giống như vi khuẩn quang hợp khác, vi khuẩn lam  sử dụng chất diệp lục một (như làm nhà máy)  sử dụng nước như là nguồn của các điện tử để giảm CO 2 để carbohydrate (bởi vì họ có quang II cũng như quang I). CO 2 + 2H 2 → O (CH 2 O) + H 2 O + O 2 Vi khuẩn lam cũng có hai màu ăng ten :  màu xanh phycocyanin (làm cho chúng "xanh xanh") và  đỏ phycoerythrin (Biển Đỏ được tên của nó từ những bông hoa màu kỳ của cyanobacteria màu đỏ.) Hai sắc tố cũng xảy ra ở tảo đỏ . Có lẽ lạp lục của họ đã tiến hóa từ vi khuẩn lam nội cộng sinh. Trong thực tế, có lẽ tất cả các lục lạp tiến hóa từ vi khuẩn lam nội cộng sinh. hiển vi này là của Oscillatoria , một vi khuẩn cyanobacterium sợi (phóng to khoảng 800 lần). Mỗi đĩa trong dây chuyền là một tế bào. Ty thể và Lục lạp Hiện nay, rất nhiều bằng chứng cho thấy cả hai bào quan có nhân điển hình tiến hóa từ vi khuẩn sống tự do một lần.  alpha-proteobacteria như rickettsias cho ty thể  cyanobacteria cho lục lạp đã diễn ra một cách nội cộng sinh của cuộc sống trong các tổ tiên của các sinh vật nhân chuẩn. Liên kết với một cuộc thảo luận của lý thuyết cộng sinh về nguồn gốc của sinh vật nhân chuẩn. Một xứ nội cộng sinh của các vi khuẩn Gram âm? Tại sao các vi khuẩn Gram âm, bọc trong hai màng trong khi Gram dương chỉ có một? James hồ sinh học tiến hóa đã đề xuất rằng các vi khuẩn Gram âm phát sinh bởi một đơn màng vi khuẩn tổ tiên engulfing khác. Phân tích của ông của nhiều gen trong các nhóm vi khuẩn khác nhau cho thấy rằng tổ tiên có thể xảy ra nhất của cộng sinh này có thể là một Clostridium và một actinobacterium . Clostridia chỉ là những vi khuẩn Gram dương có thành viên quang và vì bộ máy quang hợp ở tất cả các vi khuẩn Gram âm quang là ở lớp màng trong, có lẽ là actinobacterium là chủ nhà và Clostridium các các vi khuẩn cộng sinh.