变形菌门 :细菌中最大的一门

更新时间:2024-09-20 14:51

变形菌门(Proteobacteria),是细菌中最大的一门,包括很多病原菌(如大肠杆菌)及自由生活的种类(如可以进行固氮的细菌)。变形菌门主要是由核糖体核糖核酸序列定义的,名称取自希腊神话中能够变形的神普罗透斯

变形菌门细菌皆为革兰氏阴性菌,其外膜主要由脂多糖组成。变形菌门细菌的很多种类利用鞭毛运动。有一类独特的黏球菌目可以聚集形成多细胞的子实体。大多数变形菌门细菌是营兼性或者专性厌氧及异养生活。变形菌门根据rRNA序列分为五类,用希腊字母α、β、γ、δ和ε命名。

形态特征

所有的变形菌门细菌为革兰氏阴性菌,尽管在实践中有些可能实际上染色为革兰氏阳性或革兰氏变性。其外膜主要由脂多糖组成。很多种类利用鞭毛运动,但有一些非运动性的种类,或者依靠滑行来运动。此外还有一类独特的黏细菌,可以聚集形成多细胞的子实体。变形菌门包含多种代谢种类。大多数细菌营兼性或者专性厌氧及异养生活,但有很多例外。很多并非紧密相关的属可以利用光合作用储存能量,因其多数具有紫红色的色素,被称为紫细菌

种类

变形菌门根据rRNA序列被分为五类(通常作为五个纲),用希腊字母α、β、γ、δ和ε命名。其中有的类别可能是并系的。此外,还存在ζ-变形菌和氢菌类,分别为铁氧化中性化学自养细菌和专性嗜热菌硫酸杆菌类仅包含硫、铁和氧化自养细菌。这些类以前被视为门的亚纲,但现在被视为类,并且是单系的。

Α-变形菌除包括光合的种类外,还有代谢C1化合物的种类、和植物共生的细菌(如根瘤菌属)、与动物共生的细菌和一类危险的致病菌立克次体目。此外真核生物线粒体的前身也很可能属于这一类(参见内共生学说)。一些α-变形菌可以在非常低的营养水平下生长,并具有茎和芽等不寻常的形态。

β-变形菌包括很多好氧或兼性细菌,通常其降解能力可变,但也有一些无机化能种类(如可以氧化氨的亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas))和光合种类(红环菌属(Rhodocyclus)和红长命菌属(Rubrivivax))。很多种类可以在环境样品中发现,如废水或土壤中。该纲的致病菌有奈氏球菌目(Neisseriales)的中一些细菌(可导致淋病脑膜炎)和伯克霍尔德菌(Burkholderia)。在海洋中很少能发现β-变形菌。

γ-变形菌包括一些医学上和科学研究中很重要的类群,如肠杆菌科(Enterobacteraceae)、弧菌科(Vibrionaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)。很多重要的病原菌属于这个纲,如沙门氏菌属(Salmonella)(肠炎伤寒)、耶尔森菌属属(Yersinia)(鼠疫)、弧菌属(Vibrio)(霍乱)、绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)(就医时引发的肺部感染或者囊性纤维化)。重要的模式生物大肠杆菌也属于此纲。γ-变形菌是种类最多的一个类,其类型目是假单胞菌目,包括假单胞菌属和固氮假单胞菌属。

δ-变形菌包括基本好氧的形成子实体的黏球菌目和严格厌氧的一些种类,如硫酸盐还原菌脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫菌属(Desulfobacter)、脱硫球菌属(Desulfococcus)、脱硫线菌属(Desulfonema)等)和硫还原菌(如除硫单胞菌属(Desulfuromonas)),以及具有其它生理特征的厌氧菌,如还原三价铁的地杆菌属(Geobacter)和共生的居泥杆菌属(Pelobacter)和互营菌属(Syntrophus)。

ε-变形菌只有少数几个属,多数是弯曲或螺旋形的细菌,如沃林氏菌属(Wolinella)、螺杆菌属(Helicobacter)和弯曲菌属(Campylobacter)。它们都生活在动物或人的消化道中,为共生菌(沃林氏菌在牛中)或致病菌(螺旋菌在胃中或弯曲菌在十二指肠中)。在2017年ε-变形菌纲被重新划分为新门 - Epsilonbacteraeota。

遗传转化

变形菌门中至少有30种细菌报道进行了转化,这是一种遗传物质从一种细菌传递到另一种细菌的过程,分布在α、β和γ类中。在自然遗传转化方面研究最深入的假单胞菌感染是医学上重要的人类病原体奈瑟氏球菌(β类)和流感嗜血杆菌(γ类)。自然遗传转化是一种性过程,涉及脱氧核糖核酸从一个细菌细胞通过介质传递到另一个细菌细胞,并将供体序列整合到受体基因组中。在致病的假单胞菌中,转化似乎起到一种DNA修复过程的作用,保护病原体的DNA免受宿主的吞噬细胞防御的攻击,这些防御利用氧化自由基

历史和命名

卡尔·沃斯于1987年建立了这个分类群,非正式地称之为“紫色细菌及其近亲”。由于该群体中存在着多样性的形态,后来非正式地被命名为变形菌门,以希腊海神普罗特斯(Proteus)命名,他能够呈现许多不同的形态。2021年对多个原核生物门的重新命名,包括假单胞菌感染门,仍然在微生物学家中存在争议,其中许多人继续使用早期的长期存在于文献中的名称变形菌门。

参考资料

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