Lila bakterier

Lila bakterier är en heterogen grupp av fotosyntetiska proteobakterier som lever i salt och sötvatten. Lila bakterier tillhör klasserna alfa- , beta- och gammaproteobakterier .

Studiens historia

Lila bakterier har upptäckts i studien av anoxisk fotosyntes . Det bevisades att de inte avger syre, utan svavel som en biprodukt av fotosyntesen, vilket senare upptäcktes anaerobiciteten hos många av dem. Så i experimenten avslöjade de först bakteriers reaktion på olika koncentrationer av syre, det visade sig att även med ett spårinnehåll av det i miljön, flyttade bakterierna till den syrefria zonen i petriskålar . Ljuset fokuserades sedan på ena sidan av skålen och lämnade den andra mörk - bakterierna försökte flytta in i ljuszonen.

Beskrivning

Polymorphic , deras storlek varierar brett (från 1 till 20 mikron), multiplicerar med binär fission eller knoppning . Dessa celler kännetecknas av ett mycket välutvecklat system av intracytoplasmatiska fotosyntetiska membran . Ett antal vattenformer har gasvakuoler . Motila arter har aktiv fototaxi . Vissa arter kan bilda cystor och exosporer [1] . De föredrar att växa i ljuset under anaeroba förhållanden. Gram-negativ typ cellvägg , täckt med en slemhinna eller kapsel, vissa representanter har ett S-lager av hexagonalt arrangerade proteiner. Poly-β-hydroxialkonater och glykogen återfanns i dem som reservämnen .

Ett brett utbud av kväveföreningar används , många är kapabla till kvävefixering . Kolkällan kan vara koldioxid eller organiskt material. Koldioxid är fixerad i Calvin-cykeln , vars aktivitet undertrycks genom tillsats av organiska ämnen. I mörker ökar organiska ämnens roll som energikälla, jäsningar av olika slag sker. Energi kan också erhållas genom anaerob andning med sulfat , svavel , Fe 3+ , CO och organiska föreningar som elektronacceptorer. Socker används genom glykolys eller CDPG-vägen . De har en komplett eller öppen CTC och en glyoxylatshunt [2] .

Syntesen av bakterioklorofyller hämmas av syre , men kan även ske i mörker. De innehåller röda pigment: bakterioklorofyll a och b och karotenoider , vilket är anledningen till att kolonier eller kluster av deras celler färgas lila. Pigment ger dem förmågan att använda ljus i det mörkröda, röda, orangea och violetta spektralområdet [3] . Fotosyntetiska membran är derivat av CPM och behåller ett distinkt förhållande till det. De har utseendet av individuella vesiklar, rör eller plattor (lameller), som är belägna längs cellens periferi. H 2 S, S 0 eller organiska ämnen används som elektrondonatorer för fotosyntes [2] .

De flesta representanter kräver hög ljusintensitet (~500 lux ), endast släktet Amoebobacter kräver låg belysning (50–100 lux) vid låga tillväxttemperaturer. De flesta arter är mesofila , psykoaktiva organismer inkluderar Amoebobacter och Lamprocystis , och termofila arter finns i släktena Halorhodospira , Rhodocista och Thermochromatium . Extrema termofiler hittades inte bland lila bakterier. I grund och botten är det neutrofila mikroorganismer som växer bra vid pH 6-8, men det finns syra- ( Rhodobacter acidophila ) och alkaliälskande ( Ectothiorhodospira , Halospira ). Samma släkten innehåller extremt halofila representanter som syntetiserar osmoprotektorer ( glycin-betain , ekotin , trehalos ).

Beroende på karaktären av svavelavsättning delas lila bakterier in i lila svavelbakterier (som har inneslutningar av svavel i cytoplasman ) och lila icke-svavelbakterier som deponerar det utanför.

Lila svavelbakterier

Detta inkluderar främst representanter för gammaproteobakterier. obligatoriska anaerober . Prototrofer och fotolitoautotrofer. Möjligheten av kemolitoautotrofisk tillväxt med molekylärt väte och sulfid som elektrondonatorer visades för släktena Thiocapsa och Thiospirillum . Motila former har polära flageller. Möjligheten att använda organiska ämnen som elektrondonatorer är begränsad. De fungerar främst som kolkällor och kan jäsa pyruvat till acetat . Bakterioklorofyller har absorptionsmaxima vid 470 nm, 870 nm och 1070 nm [2] .

Lila icke-svavliga bakterier

Detta inkluderar vanligtvis representanter från ordnarna Rhodospirillales , Rhodobacterales och Rhodocyclales . De har O 2 - skyddsenzymer . Under mikroaerofila och aeroba förhållanden kan de växa i mörker. De tenderar att vara fotoorganoheterotrofa och föredrar organiskt material som elektrondonatorer och kolkällor, men de kan också vara fotolitoautotrofa. Motila former har flageller, och många har gasvakuoler. Det finns även fasta formulär. De behöver lite vitaminer. Bakterioklorofyller har absorptionsmaxima vid 400 nm, 800 nm och 1030 nm [2] .

Ett antal lila icke-svavelfria bakterier utan en glyoxylat-shunt ( Rhodospirillum rubrum , Rhodobacter sphaeroides ) har en citrat-malat-cykel där acetyl-CoA omvandlas till glyoxylat i en kedja av reaktioner

Det resulterande glyoxylatet ingår i TCA-cykeln med deltagande av malatsyntas, och pyruvat regenereras från propionyl-CoA genom en karboxylasreaktion:

Plats

Lila svavelbakterier är främst vattenlevande mikroorganismer. Dessutom finns de i jorden, men där är deras roll liten. De utvecklas vanligtvis i syrefria vatten med svavelväte, där ljus tränger in, i sällsynta fall finns de på större djup. Lila icke-svavliga bakterier föredrar organiskt rika vatten och sumpiga jordar, men bildar sällan kluster som ger färg åt vattnet. Ibland utvecklas de i kustnära havsvatten. Lila svavelbakterier skapar tvärtom synliga ansamlingar i genomskinliga reservoarer vid gränsen till den anaeroba zonen. Sådana skikt bildas bäst i meromiktiska (med högre bottensalthalt) eller holomiktiska (med säsongsbetonad skiktning) vattenförekomster och längs havets kuster i mynningsområden . I kustnära områden av haven kan röda tidvatten bildas . Representanter för Ectothiorhodospira tenderar till salta och alkaliska livsmiljöer, marina flodmynningar . I den globala svavelcykeln är svavel funktionellt nära relaterad till sulfatreducerare .

För lila bakterier noterades samexistensen av liknande arter i samma lager av reservoaren på grund av separeringen av deras aktivitet i tid. Till exempel Chromatium okenii och Chromatium vinosum genom affinitetskonstant och sulfidoxidationshastighet . I en blandad kultur förskjuter den andra organismen den första, och i naturen ersätter de varandra under dagen: på morgonen, när det finns mycket sulfid, oxiderar C. okenii snabbt svavelväte , vars koncentration sjunker, och på kvällen börjar C. vinosum långsamt oxidera små mängder H 2 S, till medan den första mikroorganismen stoppar sin tillväxt [4] .

Taxonomi

Lila icke-svavelhaltiga bakterier [5]

Ingår i klassen alfa-proteobakterier

• Släktet Rhodospirillum  - spirilla med polära flageller
• Släktet Rhodopseudomonas -  pinnar med polära flageller, förökar sig genom knoppning
• Genus Rhodobacter  - stavar, multiplicera med binär fission
• Genus Rhodovulvum  - äggformade celler
• Genus Rhodopila  - stora sfäriska celler, acidofiler (pH 5,0)

Ingår i klassen beta-proteobakterier

• Genus Rhodocyclus  - ringformade böjda celler
• Genus Rubrivivax  - böjda stavar
• Genus Rhodoferax  - vridna pinnar

Lila svavelbakterier [5]

Ingår i klassen gamma-proteobakterier

• Släktet Ectothiorhodospira -  spirilla med polära flageller ( avlagringar svavel utanför )
• Släktet Halorhodospira  - spirilla, extrema halofiler ( avsätter svavel utanför )

inga gasvakuoler

• Genus Chromatium  - ovala pinnar med polära flageller
• Släktet Thiocapsa -  diplokocker och tetrader, icke-rörliga
• Genus Thiocystis  - sfäriska eller ovala celler med polära flageller
• Genus Thiospirillum  - stor spirilla med polar flageller
• Släktet Thiorhodovibrio -  liten spirilla
• Genus Rhabdochromatium  - stora spindelpinnar (1,5-1,7 × 16-32 mikron)

har gasvakuoler

• Genus Amoebobacter  - oregelbundna sfäriska eller ovala celler, orörliga
• Släktet Lambrobacter  - spön med polar flageller
• Släktet Lamprocystis  - sfäriska eller ovala celler med polära flageller
• Genus Thiodiction  - orörliga stavar som bildar ett rutnät
• Genus Thiopedia  - orörliga sfäriska celler i platta tetrader

Anteckningar

1. ↑ Gusev, Mineeva, 2003 , sid. 303.
2. ↑ 1 2 3 4 Netrusov, Kotova, 2012 , sid. 187.
3. ↑ D. A. Bryant, N.-U. Frigaard. Prokaryotisk fotosyntes och fototrofi belyst  //  Trender Microbiol. : journal. - 2006. - November ( vol. 14 , nr 11 ). - S. 488 . - doi : 10.1016/j.tim.2006.09.001 . — PMID 16997562 .
4. ↑ Netrusov, Kotova, 2012 , sid. 207.
5. ↑ 1 2 Netrusov, Kotova, 2012 , sid. 204.

Litteratur

• Netrusov A.I., Kotova I.B. Microbiology. - 4:e uppl., reviderad. och ytterligare .. - M . : Publishing Center "Academy", 2012. - S. 46. - 384 sid. - ISBN 978-5-7695-7979-0 .
• Gusev M.V., Mineeva L.A. Mikrobiologi. — 4:e upplagan, stereotyp. - Moskva: Publishing Center "Academy", 2003. - 464 s. — ISBN 5-7695-1403-5 .
• [bse.sci-lib.com/article094222.html Stora sovjetiska encyklopedin] . Datum för åtkomst: 22 januari 2010. Arkiverad från originalet den 15 april 2012. (ryska)
• Biologi och medicin - Lila bakterier . Hämtad: 22 januari 2010. (ryska)
• Bilich G. L., Kryzhanovsky V. A. Biology. Hel kurs: I 4 volymer - 5:e upplagan, kompletterad och reviderad. - M .: Oniks Publishing House, 2009. - T. 1. - 864 sid. — ISBN 978-5-488-02311-6

Ordböcker och uppslagsverk	Stor ryss
I bibliografiska kataloger	GND : 4176412-2