Шпаргалка по "Биологии и медицине"

Местообитания: обнаружен  в морском гидротермальном выходе близ Исландии, в субполярной части  океана, а также в водоемах Йеллоустоунского национального парка (Сев. Америка).

5. Отдел  Таумархеота - Thaumarchaeota.

Название отдела происходит от греческого слова 'thaumas' ‒ блуждающий. Отдел предложен в 2008 г.Включает 3 рода.Значимые молекулярные признаки: обладают топоизомеразой типа I, которая ранее считалась уникальной для эукариот.

Физиология: хемолитоавтотрофные окислители аммония.

Роль в биогеохимических циклах: предположительно, имеют важную роль в круговороте азота и углерода.Особенности генома: полностью секвенированный геном Cenarchaeum symbiosum значительно отличается от геномов представителей Crenarchaeota. Отдел предложен главным образом на основе сиквенсов генов рРНК.Местообитания, экология: морской вид Cenarchaeum symbiosum живет эндосимбиотически внутри губки Axinella mexicana.Представители: Cenarchaeum symbiosum, Nitrosopumilus maritimus, Nitrososphaera gargensis, and Nitrososphaera viennensis.

 

22.Отдел Термотоги – Thermotogae.

Включает 10 родов, относящихся  к 1 классу.

Филогенетическое положение: В разных филогенетических схемах отдел  соперничает с Aquificae как наиболее древний из эубактерий.Биохимические маркеры: в пептидогликане клеточной стенки отсутствует мезодиаминопимелиновая кислота. Клетки содержат уникальные для отдела липиды.Окраска по Граму: грамотрицательные (однако монодермные – окружены одинарной липидной биомембраной).

Морфология клетки: Клетки покрыты особым чехлом – тогой (toga), который выходит в виде вздутий на концах клетки. Отсюда названия всех родов включают слово «toga». Тога – это зимняя одежда в древнем Риме, полоса шерстяной ткани, обворачиваемая вокруг туники. Неспорообразующие палочки; неподвижные или подвижные из-за полярных, латеральных или перитрихиальных жгутиков.

Физиология: хемогетеротрофы, обладают функциональным гликолитическим путем. Могут развиваться анаэробно на углеводах и продуктах расщепления белков. Основные продукты брожения – лактат, ацетат, углекислый газ, молекулярный водород. В среде с водородом и серой образуют сероводород. Морские виды растут при повышенной концентрации NaCl.Отношение к кислороду: анаэробные.Отношение к температуре: термофильные или гипертермофильные (оптимальные температуры 70‒80С, растут при 90С), редко мезофильные.Местообитания: обитают в геотермально нагретых морских осадках или горячих источниках  (активные геотермальные участки, где найдены термотоги, включают морские гидротермальные выходы и наземные сольфатарные источники – грязевые вулканы, участки с вулканической активностью).

Практическое значение: представляют интерес как объекты биотехнологии (промышленной микробиологии) из-за термоустойчивости, способности использовать в пищу углеводы и продуцировать газообразный водород (который является одной  из основ альтернативной энергетики).

Отдел Диктиогломы - Dictyoglomi.

Филогенетическое положение: в филогенетических деревьях отдел имеет непостоянное положение. Отдел основан на 1 виде, Dictyoglomus thermophilum. Окраска по Граму: грамотрицательные. Поверхность клетки имеет сложную грамотрицательную структуру.

Форма клетки: палочки, неспорообразующие, неподвижные. Встречаются одиночно, в парах, нитях. Имеется тенденция  к формированию агрегатов клеток (от нескольких до сотни), заключенных  в общую оболочку. «Круглые тельца»  формируются к концу экспоненциальной фазы роста, и представляют собой  многоклеточные агрегаты внутри сплошной однослойной оболочки.

Физиология: хемоорганогетеротрофы.Отношение к кислороду: облигатные анаэробы.

Отношение к температуре: экстремальные термофилы (растут при 50‒80С, оптимум +78С).Местообитания: найден в континентальных горячих источниках со слегка щелочной реакцией.

Отдел Деферрибактерии – Deferribacteres.

Включает 7 родов.Особенности генома: отдел выделен на основе особенностей 16S рДНК.

Морфология клетки: прямые или изогнутые палочки или  спириллы. Могут иметь полярный жгутик.Физиология: хемоорганогетеротрофы, восстанавливают Fe2+, Mn4+, S⁰, Co3+, нитраты. Встречаются солеустойчивые виды.Отношение к кислороду: анаэробы.

Отношение к температуре: в основном термофилы (оптимум 60‒65С), встречаются мезофилы.

23. Отдел Синергисты – Synergistetes (Synergistes).

Филогенетическое положение: Включает 11 родов, относящихся к нескольким обособленным филогенетическим линиям внутри отдела.Молекулярные маркеры: предположительно, имеют атипичный химизм внешних клеточных покровов.Окраска по Граму: отрицательная.Форма клеток: палочки или вибриоиды. Клетки обладают двухслойным (дидермным) клеточным чехлом.Отношение к кислороду: анаэробы.Отношение к температуре: Культивирование: поддержанию в культуре поддаются только некоторые представители отдела, выделенные из природных экосистем. Остальные известны на основе сиквенсов Synergistes-типа, полученных, в частности, из клинических образцов.Особенности генома: гены, ответственные за ферментативные пути синтеза липополисахаридов клеточных покровов, пока не обнаружены. Местообитания: желудочно-кишечный тракт животных (например, рубец коз); почва; нефтяные скважины; сточные воды; ротовая полость человека, включая кариозные полости, периодонтальные инфекции; желудочно-кишечные инфекции; перитонеальная жидкость человека; инфекции мягких тканей человека (абсцессы, цисты); фекалии. Предположительно, оппуртунистические патогены человека, но встречаются и как компонент нормальной микробиоты.

Практическое значение: имеются  виды, дающие значительный вклад в  разложение илов; виды, способные к  выработке биогаза при анаэробном разложении отходов; потенциальные  продуценты водорода (альтернативная энергетика).

Характерные виды: Synergistes jonesii.

Отдел Кальдисерики – Caldiserica.

Многоклеточные филаменты CaldisericumОтдел описан в 2009 г. Включает 1 род и 1 вид, Caldisericum exile. Ранее назывался «кандидатный филум OP5». Основной маркер отдела ‒ своеобразный 16S рРНК сиквенс.Хемотаксономические маркеры: главная жирная кислота ‒ iso-C(17 : 0). Дыхательные хиноны ‒ менахинон-8(H(6)), менахинон-8(H(8)), менахинон-8(H(10)).Окраска по Граму: отрицательная.Морфология клетки: клетки соединены в нити (филаменты), снабженные одиночным полярным жгутиком.Физиология: тиосульфат-восстанавливающий (тиосульфат-редуцирующий). Восстанавливает соединения серы (тиосульфат, сульфит, элементарную серу) до сероводорода. Донор электронов неизвестен. Для роста нуждается в дрожжевом экстракте. На основе предсказанных генов, большинство путей биосинтеза аминокислот, кофакторов и нуклеотидов у микроорганизма утрачены, что предполагает его существование в окружающей среде как «падальщика».Отношение к кислороду: анаэроб.Отношение к температуре: термофил. Оптимальный рост наблюдается при +65С.Особенности генома: геном ‒ одна кольцевая хромосома, 1 558 тыс. п.н., включает 1 582 предсказанных белок-кодирующих сиквенсов. Около 60% предсказанных белков наиболее близки к белкам Firmicutes, Dictyoglomi и Thermotogae. Около 9% предсказанных белков ‒ наиболее близки к белкам архей.

Местообитания: выделен из горячего источника.

Распространение: Япония.

Отдел Термодесульфобактерии – Thermodesulfobacteria.

Включает 3 рода. Морфология клетки: клетки от овальных до палочковидных. Подвижные за счет полярного жгутика  или неподвижные. Физиология: восстанавливают сульфат до сероводорода. В качестве донора электронов используют водород или молочную кислоту. Органические субстраты окисляют до уксусной кислоты.

тношение к кислороду: строгие анаэробы.Отношение к температуре: термофилы, диапазон оптимальных температур – 65‒70С.Культивирование: большинство представителей отдела в лабораторной культуре не поддерживаются.Местообитания: выделены из горячих источников и пластовых вод нефтяных месторождений.

Наиболее известный представитель  – Thermodesulfobacterium commune.

Отдел Аквифики - Aquificae.

Отдел предложен в 2001 г. Включает 14 родов, объединяемых в 1 класс.Окраска по Граму: грамотрицательные. Морфология клетки: палочки или нити. Неподвижные или подвижные за счет одного полярного или биполярных жгутиков.Физиология: хемолитотрофы и хемоорганотрофы. Доноры электронов – водород или органические вещества. Могут восстанавливать нитраты до аммиака, серу до сероводорода.Отношение к кислороду: аэробы, облигатные анаэробы, микроаэрофилы.Отношение к температуре: термофилы (оптимальные температуры 65‒85С).Наиболее известные роды: Aquifex, Hydrogenobacter.

 

 

24.Отдел Фирмикуты – Firmicutes.

Отдел включает 2 больших  класса – Бациллы и Клостридии, и еще 3 малых класса.

Молекулярные маркеры: все  представители характеризуются низким содержанием ГЦ-пар.Окраска по Граму: грамположительные, а также отдельные грамотрицательные бактерии, которые родственны грамположительным фирмикутам согласно сиквенсам 16S рДНК.Морфология клетки: палочки (одиночные или в цепочках), чаще подвижные (перитрихиальное жгутикование). Часть видов образует овальные или сферические эндоспоры, обычно растягивающие клетки.

Класс Клостридии – плеоморфные клетки (чередуются кокки и палочки, прямые или изогнутые палочки), чаще подвижные (перитрихи) палочки, одиночные, в парах, цепочках. Образуют овальные или сферические эндоспоры, обычно растягивающие клетки (например, в форме барабанных палочек), либо неспорообразующие.

Класс Бациллы – прямые грамположительные палочки, обычно правильной формы, с закругленными или «обрубленными» концами, часто в парах или цепочках. Подвижны (перитрихи) или неподвижны. Образуют овальные эндоспоры, либо спор не образуют. Примеры: род Bacillus, Lactobacillus.

Физиология: большинство  видов хемоорганотрофы (метаболизм бродильного типа). Некоторые способны к сульфатному дыханию (Clostridia). Встречаются галофилы (Clostridia). У многих видов класса Bacilli конечным продуктом брожения является молочная кислота.Отношение к кислороду: облигатные анаэробы (Clostridia); аэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы (Bacilli).Отношение к температуре: мезофилы или термофилы (Clostridia).Образ жизни: некоторые виды патогенны для животных и человека, либо в результате размножения (раневой инфекции), либо в результате попадания токсинов.

Отдел Тенерикуты - Tenericutes.

Включает 11 родов.

Морфология клетки: клетки ограничены только цитоплазматической мембраной, не способны к синтезу пептидогликана, и поэтому устойчивы к пенициллину и его аналогам. Форма клетки пластична – от сферических и грушевидных до разветвленных и спиральных нитей. Обычно неподвижны, но для некоторых представителей со спиральными клетками наблюдается вращательное, изгибательное и поступательное движение.Прочие морфологические признаки: в подходящих условиях большинство видов образует колонии типа «яичницы-глазуньи».

Отношение к кислороду: факультативные или облигатные анаэробы.

Образ жизни: паразиты, комменсалы, сапротрофы. Многие патогенны для человека, животных, растений.

 

25. Фузобактерии (Fusobacterium) - Включает 9 родов, относящихся к 1 классу.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: прямые или слегка изогнутые, либо веретенообразные (Fusobacterium) палочки, собранные в пары или цепочки, подвижные либо неподвижные. Нередко для клеток свойственен плеоморфизм.Физиология: хемоорганотрофы. Тип метаболизма – брожение (процесс, при котором регенерируется АТФ, а продукты расщепления органического субстрата могут служить одновременно и донорами, и акцепторами водорода; иными словами, анаэробный метаболический распад молекул органических веществ). Сбраживают сахара и органические кислоты. Основные конечные продукты метаболизма – молочная, уксусная и пропионовая кислоты.Отношение к кислороду: облигатно анаэробные.Места обитания: морской и пресноводный ил, кишечник термитов, носоглотка крыс. Отдельные виды связаны с некротическим поражением тканей у человека и найдены в ротовой полости человека.

Актинобактерии Actinobacteria, Отдел включает только 1 класс (Actinobacteria), внутри которого выделяют 5 подклассов. Основой классификации внутри отдела служат сигнатурные (таксон-специфичные) участки гена 16S pРНК, невзирая на морфологические особенности клеток. Вторая по уровню группа признаков – хемотаксономические.Молекулярные маркеры: все виды характеризует высокое содержание ГЦ-пар в геноме.Окраска по Граму: грамположительные. Морфология клетки: в отдел собраны самые разнообразные формы бактерий. Среди других эубактерий выделяются сложной морфологической организацией клеток. Филогенетически близкие роды характеризуются разнообразием по морфологии, физиологии и химическим маркерам. Форма клетки – от кокковидной до мицелиальной, включая палочки, палочки неправильной формы (раздутые ‒ эллиптические, грушевидные, булавовидные, изогнутые, одиночные, парные, V-образные, в цепочках), палочки сильно вариабельные по форме, ветвящиеся палочки. У многих форм мицелий имеет тенденцию к фрагментации. У наиболее сложно организованных форм имеется развитый субстратный и воздушный мицелий и спорангии со спорами. Палочки неподвижные, иногда подвижные. Мицелий над субстратом формирует отдельные клетки типа конидии – одиночные (аналогичны эндоспорам) и в цепочках, либо спорангиоспоры. Физиология: хемоорганогетеротрофия, окисление неорганических соединений серы, утилизация неорганических соединений азота как единственного источника азота.Отношение к кислороду: аэробы (метаболизм дыхательного типа), либо осуществляют брожение, реже строгие анаэробы.Отношение к температуре: мезофилы, умеренные термофилы, редко термофилы.Особенности генома: среди других эубактерий выделяются усложненной организацией генома.Места обитания: почва, пищеварительный тракт теплокровных, горячие источники.

26. Отдел Нитроспиры – Nitrospira (Nitrospirae).Включает 3 рода (Leptospirillum, Nitrospira, Thermodesulfovibrio), относящихся к 1 классу.Филогенетическое положение: древняя филогенетическая линия, которая на филогенетических деревьях, построенных разными способами, занимает непостоянное положение.Окраска по Граму: грамотрицательные.Морфология клетки: клетки вибриоидной или спиральной формы. Род Leptospirillum – клетки подвижные, очень мелкие (до 1 мкм длиной). Род Nitrospira отличается очень широким периплазматическим пространством (в 2 раза шире, чем у других грамотрицательных бактерий); клетки неподвижны.Физиология: несмотря на малое таксономическое разнообразие внутри отдела, разнообразие метаболических путей для представителей велико. Большинство – хемолитоавтотрофы (нитрификаторы, сульфатредукторы). Leptospirillum: источник энергии – ОВ реакции с использованием ионов Fe2+ (в особенности используют сульфид железа); окисляют сульфиды по формуле FeS + O2 -> FeSO4. Nitrospira: источник энергии – ОВ реакции с использованием нитрита железа; для роста необходима морская вода; способны к переключению типов питания ‒ миксотрофии; осуществляет окисление нитритов в нитраты (нитрификацию): NO2 - + 1.5O2 -> NO3 -.Отношение к кислороду: большинство ‒ аэробы. Thermodesulfovibrio ‒ анаэробы.Отношение к температуре: термофилы (Thermodesulfovibrio).Прочие морфофизиологические особенности: имеются виды-магнетотактики – содержащие в клетках магнитные кристаллы, позволяющие выстраиваться клеткам по силовым линиям геомагнитного поля либо двигаться в магнитном поле.Местообитания: Leptospirillum ‒ ацидофилы, в основном встречаются в месторождениях сульфидных руд; Thermodesulfovibrio ‒ облигатные ацидофилы.