Skip to main content
Global

4.2: بروتيوباكتيريا

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    194823

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • وصف الميزات الفريدة لكل فئة داخل بكتيريا البروتيوباكتريا: بكتيريا ألفا بروتيوباكتيريا وبيتا بروتيوباكتيريا جاما وبكتيريا دلتابروتيوباكتيريا وإبسيلون بروتيوباكتيريا
    • أعط مثالاً لبكتيريا في كل فئة من أنواع البكتيريا البروتينية

    في عام 1987، اقترح عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي كارل ويز (1928-2012) أنه يجب تعريف مجموعة كبيرة ومتنوعة من البكتيريا التي أطلق عليها اسم «البكتيريا الأرجوانية وأقاربها» على أنها فيلوم منفصل داخل مجال البكتيريا بناءً على تشابه تسلسل النيوكليوتيد في الجينوم الخاص بها. 1 حصلت هذه الشريحة من البكتيريا سالبة الجرام لاحقًا على اسم Proteobacteria. وهي تشمل العديد من البكتيريا التي تشكل جزءًا من الميكروبات البشرية الطبيعية بالإضافة إلى العديد من مسببات الأمراض. تنقسم البكتيريا البروتينية أيضًا إلى خمس فئات: بكتيريا ألفا بروتيوباكتيريا وبيتا بروتيوباكتيريا وغاما بروتينية وبكتيريا دلتا بروتيوباكتيريا وإبسيلون بروتيوباكتيريا.

    بكتيريا ألفا بروتينية

    الفئة الأولى من البكتيريا البروتينية هي بكتيريا ألفا بروتيوباكتيريا. السمة الموحدة لهذه الفئة هي أنها كائنات قليلة السعرات الحرارية، وهي كائنات حية قادرة على العيش في بيئات منخفضة المغذيات مثل الرواسب المحيطية العميقة أو الجليد الجليدي أو التربة العميقة تحت السطح.

    من بين البكتيريا البروتينية ألفا نوعان من الأصناف والكلاميديا والريكتسيا، وهما من مسببات الأمراض الإلزامية داخل الخلايا، مما يعني أن جزءًا من دورة حياتها يجب أن يحدث داخل خلايا أخرى تسمى الخلايا المضيفة. عند عدم النمو داخل الخلية المضيفة، تكون الكلاميديا والريكيتسيا غير نشطين في التمثيل الغذائي خارج الخلية المضيفة. لا يمكنهم تصنيع ثلاثي فوسفات الأدينوزين الخاص بهم (ATP)، وبالتالي الاعتماد على الخلايا لتلبية احتياجاتهم من الطاقة.

    Rickettsia spp. تشمل عددًا من مسببات الأمراض البشرية الخطيرة. على سبيل المثال، تتسبب بكتيريا R. rickettsii في الإصابة بحمى روكي ماونتن المرقطة، وهي شكل يهدد الحياة من التهاب السحايا والدماغ (التهاب الأغشية التي تغلف الدماغ). تصيب R. rikettsii القراد ويمكن أن تنتقل إلى البشر عن طريق لدغة من القراد المصاب (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

    صورة مجهرية للخلايا الزرقاء تسمى خلايا القراد النزفية. توجد داخل هذه الخلايا خلايا حمراء صغيرة تسمى R. rikettsia.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): تتطلب الريكتياس طرق تلطيخ خاصة لرؤيتها تحت المجهر. هنا، تظهر بكتيريا R. r. rickettsii، التي تسبب حمى روكي ماونتن المرقطة، وهي تصيب خلايا القراد. (الائتمان: تعديل العمل من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    ينتشر نوع آخر من الريكتسيا، R. prowazekii، عن طريق القمل. وهو يسبب التيفوس الوبائي، وهو مرض معدٍ وخيم شائع أثناء الحروب والهجرات الجماعية للناس. يصيب R. prowazekii خلايا البطانة البشرية، مما يسبب التهاب البطانة الداخلية للأوعية الدموية، وارتفاع درجة الحرارة، وآلام البطن، وأحيانًا الهذيان. يتسبب أحد الأقارب، R. typhi، في مرض أقل حدة يُعرف باسم الفئران أو التيفوس المتوطن، والذي لا يزال يُلاحظ في جنوب غرب الولايات المتحدة خلال المواسم الدافئة.

    الكلاميديا هي نوع آخر من بكتيريا ألفا بروتينية. يتمتع أعضاء هذا الجنس بمقاومة شديدة للدفاعات الخلوية، مما يمنحهم القدرة على الانتشار من مضيف إلى مضيف بسرعة عبر الأجسام الأولية. الأجسام الأولية غير النشطة في التمثيل الغذائي والتناسلي هي الشكل الشبيه بالمسام الداخلية للبكتيريا داخل الخلايا التي تدخل الخلية الظهارية، حيث تصبح نشطة. \(\PageIndex{2}\)يوضح الشكل دورة حياة الكلاميديا.

    رسم تخطيطي يوضح دورة حياة الكلاميديا. تصاب الخلية الظهارية بكريات صغيرة تسمى الأجسام الأولية. في غضون 12 ساعة، تتشكل هذه الأجسام في أجسام شبكية تنقسم لتشكل شوائب في غضون 24 ساعة. داخل الحشوات يتم تشكيل المزيد من الأجسام الأولية وفي غضون 72 ساعة يتم إطلاقها عند تمزق الخلية.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): تبدأ الكلاميديا في إصابة المضيف عندما تدخل الأجسام الأولية غير النشطة في التمثيل الغذائي إلى خلية طلائية. بمجرد دخول الخلية المضيفة، تتحول الأجسام الأولية إلى أجسام شبكية نشطة. تتكاثر الأجسام الشبكية وتطلق المزيد من الأجسام الأولية عندما تموت الخلية بعد أن تستخدم الكلاميديا كل ATP للخلية المضيفة. (الائتمان: تعديل العمل من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    C. trachomatis هو أحد مسببات الأمراض البشرية التي تسبب التراخوما، وهو مرض يصيب العينين، وغالبًا ما يؤدي إلى العمى. تتسبب بكتيريا C. trachomatis أيضًا في الإصابة بالورم اللمفاوي الحبيبي الوريدي (LGV) الذي ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي. غالبًا ما يكون هذا المرض أعراضًا خفيفة، ويتجلى في تورم العقدة الليمفاوية الإقليمية، أو قد يكون بدون أعراض، ولكنه شديد العدوى وشائع في حرم الجامعات. \(\PageIndex{1}\)يلخص الجدول خصائص الأجناس المهمة لبكتيريا ألفا بروتيوباكتيريا.

    الجدول\(\PageIndex{1}\): بكتيريا بروتينية من الفئة ألفا
    نوع التشكل المجهري خصائص فريدة
    أغروباكت عصيات سالبة الجرام مسببات الأمراض النباتية؛ أحد الأنواع، A. tumefaciens، يسبب الأورام في النباتات
    بارتونيلا عصيات جوز الهند السالبة للجرام ومتعددة الأشكال والمليئة بالسوط تسبب البكتيريا الاختيارية داخل الخلايا، التي تنتقل عن طريق القمل والبراغيث، حمى الخندق ومرض خدش القطط لدى البشر
    بروسيلا عصيات الكوككوباسيلوس صغيرة الحجم سالبة الجرام تسبب البكتيريا الاختيارية داخل الخلايا، التي تنتقل عن طريق الحليب الملوث من الأبقار المصابة، داء البروسيلات في الماشية والبشر
    كولوباكتر عصيات سالبة الجرام تستخدم في دراسات التكيف الخلوي والتمايز بسبب دورة حياتها الخاصة (أثناء انقسام الخلايا، تشكل خلايا «سرب» وخلايا «مطاردة»)
    مرض الكلاميديا جرثومة سالبة الجرام أو الكوكويد أو بيضوية البكتيريا الإجبارية داخل الخلايا؛ بعضها يسبب الكلاميديا والتراخوما والالتهاب الرئوي
    كوكسيلا عصيات صغيرة سالبة الجرام البكتيريا الإجبارية داخل الخلايا؛ تسبب حمى كيو؛ إمكانية استخدامها كسلاح بيولوجي
    إرليشيا بكتيريا صغيرة جدًا، سالبة الجرام، كوكويد أو بيضاوية البكتيريا الإجبارية داخل الخلايا؛ يمكن نقلها من خلية إلى أخرى؛ تنتقل عن طريق القراد؛ تسبب داء الإيرليخية (تدمير خلايا الدم البيضاء والالتهابات) في البشر والكلاب
    هيفوميكروبيوم عصيات سالبة الجرام تنمو من ساق مشابهة لـ كولوباكتر
    الميثيلوكيستيس عصيات سالبة الجرام أو كوكويد أو عصيات قصيرة البكتيريا الهوائية المثبتة للنيتروجين
    ريزوبيوم عصيات مستطيلة سالبة الجرام ذات نهايات مستديرة تشكل مجموعات البكتيريا المثبتة للنيتروجين التي تعيش في التربة وتشكل علاقة تكافلية مع جذور البقوليات (مثل البرسيم والبرسيم والفاصوليا)
    الريكتسيا بكتيريا سالبة الجرام ومتعددة الأشكال للغاية (قد تكون مكورات أو قضبان أو خيوط) تلطخ البكتيريا داخل الخلايا؛ التي تنتقل عن طريق القراد؛ قد تسبب الحمى المرقطة في جبال روكي والتيفوس

    التمارين\(\PageIndex{1}\)

    ما هي الخاصية التي تشترك فيها جميع بكتيريا ألفا بروتيوباكتيريا؟

    بكتيريا بيتا بروتينية

    على عكس البكتيريا البروتينية ألفا، التي تعيش على الحد الأدنى من العناصر الغذائية، فإن فئة Betaproteobacteria هي اليوتروفات (أو الكوبيوتروفس)، مما يعني أنها تتطلب كمية وفيرة من العناصر الغذائية العضوية. غالبًا ما تنمو بكتيريا بيتا بروتينية بين المناطق الهوائية واللاهوائية (على سبيل المثال، في أمعاء الثدييات). تشمل بعض الأجناس أنواعًا من مسببات الأمراض البشرية، القادرة على التسبب في أمراض خطيرة وأحيانًا مهددة للحياة. يشمل جنس النيسرية، على سبيل المثال، بكتيريا N. gonorhoeae، العامل المسبب لمرض السيلان الذي ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي، و N. meningitides، العامل المسبب لالتهاب السحايا البكتيري.

    النيسرية هي المكورات التي تعيش على الأسطح المخاطية لجسم الإنسان. فهي شديدة الحساسية أو يصعب استزراعها، وتتطلب مستويات عالية من الرطوبة والمكملات الغذائية وثاني أكسيد الكربون. كما أن النيسرية محبة للميكروبات، مما يعني أنها تتطلب مستويات منخفضة من الأكسجين. لتحقيق النمو الأمثل ولأغراض تحديد الهوية، تتم زراعة Neisseria spp. على أجار الشوكولاتة (أي الأجار المكمّل بخلايا الدم الحمراء المتحللة جزئيًا). نمط نموها المميز في الثقافة هو ثنائي المكورات: أزواج من الخلايا تشبه حبوب البن (الشكل\(\PageIndex{3}\)).

    صورة تُظهر قباب مستديرة على خلفية بنية.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): النيسرية السحائية تنمو في المستعمرات على طبق أجار بالشوكولاتة. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    العامل الممرض المسؤول عن السعال الديكي (السعال الديكي) هو أيضًا عضو في Betaproteobacteria. تنتج بكتيريا البورديتيلا السعال الديكي، من رتبة Burkholderiales، العديد من السموم التي تشل حركة الأهداب في الجهاز التنفسي البشري وتتلف خلايا الجهاز التنفسي بشكل مباشر، مما يتسبب في سعال شديد. \(\PageIndex{2}\)يلخص الجدول خصائص الأجناس المهمة للبكتيريا البيتابروتينية.

    الجدول\(\PageIndex{2}\): بكتيريا بيتا بروتينية من الفئة
    مثال على الجنس التشكل المجهري خصائص فريدة
    بورديتيلا عصيات كوكوباسيلوس صغيرة سالبة الجرام هوائي، شديد الحساسية؛ بكتيريا B. السعال الديكي تسبب السعال الديكي (السعال الديكي)
    بورخهولديريا عصيات سالبة الجرام تسبب التمارين الهوائية والمائية أمراضًا في الخيول والبشر (خاصة مرضى التليف الكيسي)؛ عوامل التهابات المستشفيات
    ليبتوثريكس عصية خيطية مغلفة سالبة الجرام مائي؛ يؤكسد الحديد والمنغنيز؛ يمكن أن يعيش في محطات معالجة مياه الصرف الصحي وسد الأنابيب
    النيسرية أزواج مكوّنة من مكورات على شكل حبوب قهوة سالبة الجرام تتطلب الرطوبة والتركيز العالي لثاني أكسيد الكربون؛ الأوكسيداز إيجابي، ينمو على أجار الشوكولاتة؛ الأنواع المسببة للأمراض تسبب السيلان والتهاب السحايا
    ثيوباسيلوس عصيات سالبة الجرام البكتيريا المحبة للحرارة، المحبة للحمض، الهوائية بدقة؛ تؤكسد الحديد والكبريت

    التمارين\(\PageIndex{2}\)

    ما هي الخاصية التي تشترك فيها جميع بكتيريا بيتابروتيوباكتيريا؟

    التركيز السريري: الجزء 2

    عندما ذهبت مارشا أخيرًا إلى عيادة الطبيب، استمع الطبيب إلى تنفسها من خلال سماعة الطبيب. فقد سمع بعض صوت الطقطقة (صوت طقطقة) في رئتيها، لذلك طلب إجراء تصوير شعاعي للصدر وطلب من الممرضة جمع عينة من البلغم للتقييم الميكروبيولوجي وعلم الخلايا. وجد التقييم الإشعاعي تجاويف وعتامة ونمط معين لتوزيع المواد غير الطبيعية (الشكل\(\PageIndex{4}\)).

    التمارين\(\PageIndex{3}\)

    ما هي بعض الأمراض المحتملة التي يمكن أن تكون مسؤولة عن نتائج التصوير الشعاعي لمارشا؟

    صورة بالأشعة السينية تُظهر الأضلاع والهياكل الأخرى باللون الأبيض والرئتين باللون الأسود. يتم تمييز الأشرطة البيضاء الفاتحة في الرئتين بمثلثات بيضاء. تم تحديد المنطقة المظلمة في هذا الشريط الأبيض بسهام سوداء.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): تُظهر هذه الصورة الشعاعية الأمامية الخلفية وجود ارتشاح رئوي ثنائي (مثلثات بيضاء) و «تكوين الكهوف» (السهام السوداء) في المنطقة القمية اليمنى. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    بكتيريا جاما بروتينية

    الفئة الأكثر تنوعًا من البكتيريا سالبة الجرام هي بكتيريا Gammaproteobacteria، وتشمل عددًا من مسببات الأمراض البشرية. على سبيل المثال، تشمل عائلة كبيرة ومتنوعة، Pseudomonaceae، جنس Pseudomonas. ضمن هذا الجنس يوجد نوع P. aeruginosa، وهو عامل ممرض مسؤول عن العدوى المتنوعة في مناطق مختلفة من الجسم. P. الزنجارية هي بكتيريا هوائية بحتة وغير مخمرة ومتحركة للغاية. غالبًا ما تصيب الجروح والحروق، ويمكن أن تكون سببًا في التهابات المسالك البولية المزمنة، ويمكن أن تكون سببًا مهمًا لالتهابات الجهاز التنفسي لدى مرضى التليف الكيسي أو المرضى الذين يستخدمون أجهزة التنفس الصناعي الميكانيكية. غالبًا ما يصعب علاج العدوى ببكتيريا الزنجارية لأن البكتيريا تقاوم العديد من المضادات الحيوية ولديها قدرة ملحوظة على تكوين الأغشية الحيوية. يشمل الممثلون الآخرون لـ Pseudomonas البكتيريا الفلورية (المتوهجة) P. fluorescens وبكتيريا التربة P. putida، المعروفة بقدرتها على تحلل الكائنات الحية الغريبة (المواد غير المنتجة بشكل طبيعي أو الموجودة في الكائنات الحية).

    يشمل Pasteurellaceae أيضًا العديد من الأجناس والأنواع ذات الصلة سريريًا. تشمل هذه العائلة العديد من البكتيريا التي هي مسببات الأمراض البشرية و/أو الحيوانية. على سبيل المثال، يسبب Pasteurella haemolytica التهاب رئوي حاد في الأغنام والماعز. P. multocida هو نوع يمكن أن ينتقل من الحيوانات إلى البشر من خلال اللدغات، مما يسبب التهابات في الجلد والأنسجة العميقة. يحتوي جنس الهيموفيلوس على اثنين من مسببات الأمراض البشرية، H. influzae و H. ducreyi. على الرغم من اسمها، لا تسبب H. influzae الأنفلونزا (وهو مرض فيروسي). يمكن أن تسبب الأنفلونزا عدوى الجهاز التنفسي العلوي والسفلي، بما في ذلك التهاب الجيوب الأنفية والتهاب الشعب الهوائية والتهابات الأذن والالتهاب الرئوي. قبل تطوير التطعيم الفعال، كانت سلالات H. influzae سببًا رئيسيًا للأمراض الأكثر توغلاً، مثل التهاب السحايا لدى الأطفال. يسبب H. ducreyi العدوى المنقولة جنسيًا المعروفة باسم chancroid.

    يشمل ترتيب Vibrionales العامل الممرض البشري Vibrio cholerae. تزدهر هذه البكتيريا المائية على شكل فاصلة في البيئات شديدة القلوية مثل البحيرات الضحلة والموانئ البحرية. يتسبب السم الذي تنتجه V. cholerae في فرط إفراز الإلكتروليتات والماء في الأمعاء الغليظة، مما يؤدي إلى الإسهال المائي الغزير والجفاف. يعتبر V. parahaemolyticus أيضًا سببًا لأمراض الجهاز الهضمي لدى البشر، في حين أن V. vulnificus يسبب التهاب النسيج الخلوي الخطير والذي قد يهدد الحياة (عدوى الجلد والأنسجة العميقة) والالتهابات المنقولة بالدم. ينخرط ممثل آخر لـ Vibrionales، Aliivibrio fischeri، في علاقة تكافلية مع الحبار. يوفر الحبار العناصر الغذائية للبكتيريا لتنمو وتنتج البكتيريا ضوءًا بيولوجيًا يحمي الحبار من الحيوانات المفترسة (الشكل\(\PageIndex{5}\)).

    أ) صورة لنقاط خضراء مشرقة على خلفية سوداء. ب) صورة لحبار متوهج.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): (أ) أليفيبريو فيشيري هي بكتيريا ذات إضاءة حيوية. (ب) يستعمر A. fischeri ويعيش في علاقة متبادلة مع حبار هاواي ذو الذيل المزدوج (Euprymna scoopes). (الاعتماد أ: تعديل عمل الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة؛ الاعتماد ب: تعديل عمل مارجريت ماكفال - نجاي)

    ينتمي جنس Legionella أيضًا إلى بكتيريا Gammaproteobacteria. L. pneumophila، العامل الممرض المسؤول عن مرض Legionnaires، هو بكتيريا مائية تميل إلى العيش في حمامات المياه الدافئة، مثل تلك الموجودة في خزانات وحدات تكييف الهواء في المباني الكبيرة (الشكل\(\PageIndex{6}\)). نظرًا لأن البكتيريا يمكن أن تنتشر في الأيروسولات، فإن تفشي مرض الفيالقة غالبًا ما يؤثر على سكان المبنى الذي تلوثت فيه المياه بالليجيونيلا. في الواقع، تستمد هذه البكتيريا اسمها من أول تفشي معروف لمرض Legionnaires، والذي حدث في فندق يستضيف مؤتمرًا لجمعية المحاربين القدامى في American Legion في فيلادلفيا في عام 1976.

    أ) صورة مجهرية للخلايا على شكل قضيب. ب) صورة لمكيف الهواء.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): (أ) تنمو بكتيريا الليجيونيلا الرئوية، وهي العامل المسبب لمرض الفيالقة، في الماء الدافئ. (ب) كثيراً ما تنشأ حالات تفشي داء الفيالقة في وحدات تكييف الهواء في المباني الكبيرة عندما تتلوث المياه في النظام أو بالقرب منه ببكتيريا L. pneumophila. (المصدر: تعديل العمل من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    Enterobacteriaceae هي عائلة كبيرة من البكتيريا المعوية (المعوية) التي تنتمي إلى بكتيريا Gammaproteobacteria. إنها لاهوائيات اختيارية وقادرة على تخمير الكربوهيدرات. داخل هذه العائلة، يتعرف علماء الأحياء الدقيقة على فئتين متميزتين. تسمى الفئة الأولى القولونية، نسبة إلى نوعها الجرثومي النموذجي، Escherichia coli. الكوليفورم قادر على تخمير اللاكتوز تمامًا (أي مع إنتاج الحمض والغاز). أما الفئة الثانية، وهي اللاكوليفورم، فهي إما لا تستطيع تخمير اللاكتوز أو تخميره بشكل غير كامل فقط (تنتج إما الحمض أو الغاز، ولكن ليس كلاهما). تشمل الأنواع غير القولونية بعض مسببات الأمراض البشرية البارزة، مثل السالمونيلا spp.، Shigella spp. ، ويرسينيا بيستيس.

    ربما كانت بكتيريا E. coli هي البكتيريا الأكثر دراسة منذ وصفها لأول مرة في عام 1886 من قبل ثيودور إيشيريش (1857-1911). توجد العديد من سلالات E. coli في علاقات متبادلة مع البشر. ومع ذلك، تنتج بعض السلالات مادة سامة قاتلة محتملة تسمى سم شيغا، الذي يثقب الأغشية الخلوية في الأمعاء الغليظة، مما يسبب الإسهال الدموي والتهاب الصفاق (التهاب البطانات الداخلية للتجويف البطني). قد تتسبب سلالات E. coli الأخرى في إسهال المسافرين، وهو مرض أقل حدة ولكنه منتشر جدًا.

    يعتبر جنس السالمونيلا، الذي ينتمي إلى المجموعة غير القولونية من Enterobacteriaceae، مثيرًا للاهتمام لأنه لا يوجد حتى الآن إجماع حول عدد الأنواع التي يتضمنها. أعاد العلماء تصنيف العديد من المجموعات التي اعتقدوا أنها من الأنواع على أنها أنماط مصلية (تسمى أيضًا السيروفار)، وهي سلالات أو اختلافات من نفس النوع من البكتيريا. يعتمد تصنيفها على أنماط التفاعل بواسطة مضادات الأمصال الحيوانية ضد الجزيئات الموجودة على سطح الخلايا البكتيرية. يمكن أن يسبب عدد من الأنماط المصلية للسالمونيلا داء السالمونيلا، الذي يتميز بالتهاب الأمعاء الدقيقة والغليظة، مصحوبًا بالحمى والقيء والإسهال. يسبب نوع S. enterobacterica (serovar typhi) حمى التيفوئيد، مع أعراض تشمل الحمى وآلام البطن والطفح الجلدي (الشكل\(\PageIndex{7}\)). \(\PageIndex{3}\)يلخص الجدول خصائص الأجناس المهمة لبكتيريا جاما بروتيوباكتيريا.

    صورة مجهرية للعديد من الخلايا على شكل قضيب.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): السالمونيلا التيفية هي العامل المسبب لحمى التيفوئيد. (الائتمان: مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)
      الجدول\(\PageIndex{3}\): بكتيريا جاما بروتينية من الدرجة الأولى
    مثال على الجنس التشكل المجهري خصائص فريدة
    بيجياتوا بكتيريا سالبة الجرام؛ على شكل قرص أو أسطواني مائي، يعيش في ماء يحتوي على نسبة عالية من ثاني كبريتيد الهيدروجين؛ يمكن أن يسبب مشاكل لمعالجة مياه الصرف الصحي
    إنتيروباكتر عصيات سالبة الجرام داء البول الاختياري؛ يسبب التهابات المسالك البولية والجهاز التنفسي لدى المرضى في المستشفيات؛ متورط في التسبب في السمنة
    إروينيا عصيات سالبة الجرام مُمْرِض نباتي يسبب بقع الأوراق وتغير اللون؛ قد يهضم السليلوز؛ يفضل درجات حرارة منخفضة نسبيًا (25-30 درجة مئوية)
    الشريكية عصيات سالبة الجرام أنيروب اختياري؛ يسكن الجهاز الهضمي للحيوانات ذات الدم الحار؛ بعض السلالات تتعاضد، وتنتج فيتامين K؛ البعض الآخر، مثل النمط المصلي E. coli O157:H7، هي مسببات الأمراض؛ كانت E. coli كائنًا نموذجيًا للعديد من الدراسات في علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية
    هيموفيلوس عصيات سالبة الجرام متعدد الأشكال، قد يظهر على شكل عصيات الكوككوباسيلوس أو الأيروب أو الأنيروب الاختياري؛ ينمو على أجار الدم؛ يمكن أن تسبب الأنواع المسببة للأمراض التهابات الجهاز التنفسي والقروح وأمراض أخرى
    كليبسيلا عصيات سالبة الجرام؛ تبدو أكثر استدارة وأكثر سمكًا من الأعضاء الآخرين في بكتيريا Enterobacteriaceae قد تسبب الأنواع المسببة للأمراض الالتهاب الرئوي الاختياري، والمغلف، وغير المتحرك، والالتهاب الرئوي، وخاصة في الأشخاص الذين يعانون من إدمان الكحول
    الليجيونيلا عصيات سالبة الجرام سريع الجفاف، ينمو على مستخلص الخميرة المخزنة بالفحم؛ L. pneumophila يسبب مرض الفيالقة
    ميثيلوموناس عصيات سالبة الجرام استخدم الميثان كمصدر للكربون والطاقة
    بروتيوس عصيات سالبة الجرام (متعددة الأشكال) السكان العاديون في الجهاز الهضمي البشري؛ الحركية؛ ينتجون اليوريا؛ مسببات الأمراض الانتهازية؛ قد يتسببون في التهابات المسالك البولية والإنتان
    الزائفة عصيات سالبة الجرام هوائي؛ متعدد الاستخدامات؛ ينتج أصباغ صفراء وزرقاء، مما يجعلها تبدو خضراء في الثقافة؛ قد تتسبب مسببات الأمراض الانتهازية والمقاومة للمضادات الحيوية في التهابات الجروح والالتهابات المكتسبة من المستشفيات والالتهابات الثانوية في المرضى الذين يعانون من التليف الكيسي
    سيراتيا عصيات سالبة الجرام Motile؛ قد ينتج صبغة حمراء؛ مسببات الأمراض الانتهازية المسؤولة عن عدد كبير من حالات العدوى المكتسبة من المستشفيات
    الشيغيلا عصيات سالبة الجرام غير متحرك؛ مُمْرِض بشكل خطير؛ ينتج توكسين شيغا، الذي يمكن أن يدمر خلايا الجهاز الهضمي؛ يمكن أن يسبب الزحار
    فيبريو بكتيريا على شكل قضيب منحني أو سالبة الجرام أو فاصلة تعيش في مياه البحر؛ قد تنتج سوطًا ومتحركًا؛ قد تنتج سمًا يسبب فرط إفراز الماء والإلكتروليتات في الجهاز الهضمي؛ قد تسبب بعض الأنواع التهابات خطيرة في الجروح
    يرسينيا عصيات سالبة الجرام تنقلها القوارض؛ مسببات الأمراض البشرية؛ Y. pestis تسبب الطاعون الدبلي والطاعون الرئوي؛ يمكن أن تكون Y. enterocolitica من مسببات الأمراض المسببة للإسهال لدى البشر

    التمارين\(\PageIndex{4}\)

    ضع قائمة بعائلتين من بكتيريا جاما البروتينية.

    بكتيريا دلتا بروتيوباكتيريا

    تعد بكتيريا Deltaproteobacteria فئة صغيرة من البكتيريا البروتينية سالبة الجرام والتي تشمل البكتيريا المختزلة للكبريتات (sRBs)، والتي سميت بهذا الاسم لأنها تستخدم الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون في سلسلة نقل الإلكترون. عدد قليل من SRBs مسببة للأمراض. ومع ذلك، يرتبط SRB Desulfovibrio الفموي بأمراض اللثة (مرض اللثة).

    تشمل بكتيريا Deltaproteobacteria أيضًا جنس Bdellovibrio، وأنواعه عبارة عن طفيليات من بكتيريا أخرى سالبة الجرام. يغزو Bdellovibrio خلايا البكتيريا المضيفة، ويضع نفسه في المحيط، والمسافة بين غشاء البلازما وجدار الخلية، ويتغذى على بروتينات المضيف والسكريات. العدوى قاتلة للخلايا المضيفة.

    يعيش نوع آخر من بكتيريا دلتا بروتيوباكتيريا، وهو البكتيريا الفطرية، في التربة، وينظف المركبات غير العضوية. فهي متنقلة واجتماعية للغاية، فهي تتفاعل مع البكتيريا الأخرى داخل وخارج مجموعتها الخاصة. يمكن أن تشكل «أجسامًا مثمرة» مجهرية متعددة الخلايا (الشكل\(\PageIndex{8}\))، وهي هياكل لا تزال قيد الدراسة من قبل علماء الأحياء وعلماء البيئة البكتيرية. 2 يمكن أن تشكل هذه البكتيريا أيضًا مسامات مخاطية غير نشطة في التمثيل الغذائي. \(\PageIndex{4}\)يلخص الجدول خصائص العديد من الأجناس المهمة من بكتيريا Deltaproteobacteria.

    صورة لهيكل دائري يسمى الجسم المثمر. تُسمى الكرات الصغيرة في هذا الهيكل سبورانيوم المحتوية على الفطريات.
    الشكل\(\PageIndex{8}\): تشكل البكتيريا الفطرية أجسامًا مثمرة. (الائتمان: تعديل العمل من قبل ميشيل فوس)
      الجدول\(\PageIndex{4}\): بكتيريا دلتا بروتينية من الفئة
    نوع التشكل المجهري خصائص فريدة
    بيلوفيبريو قضيب على شكل فاصلة سالب الجرام الأيروبات الإجبارية؛ المتحركة؛ الطفيلية (تصيب البكتيريا الأخرى)
    ديسولفوفيبريو (ديسوفوروموناس سابقًا) قضيب على شكل فاصلة سالب الجرام تقليل الكبريت؛ يمكن استخدامه لإزالة النفايات السامة والمشعة
    ميكوباكتيريوم بكتيريا الكوكويد سالبة الجرام التي تشكل مستعمرات (أسراب) تعيش في التربة؛ يمكن أن تتحرك عن طريق الانزلاق؛ تستخدم ككائن حي نموذجي لدراسات التواصل بين الخلايا (إرسال الإشارات)

    التمارين\(\PageIndex{5}\)

    ما نوع بكتيريا دلتا بروتيوباكتيريا التي تشكل الأجسام المثمرة؟

    بكتيريا إبسيلون البروتيوباكتيريا

    أصغر فئة من البكتيريا البروتينية هي Epsilonproteobacteria، وهي بكتيريا ميكروية محبة للهواء سالبة الجرام (بمعنى أنها لا تتطلب سوى كميات صغيرة من الأكسجين في بيئتها). هناك جينان مهمان سريريًا من بكتيريا Epsilonproteobacteria هما Campylobacter و Helicobacter، وكلاهما يشمل مسببات الأمراض البشرية. يمكن أن يسبب Campylobacter تسممًا غذائيًا يتجلى في التهاب الأمعاء الحاد (التهاب في الأمعاء الدقيقة). هذه الحالة، التي يسببها نوع C. jejuni، شائعة إلى حد ما في البلدان المتقدمة، عادة بسبب تناول منتجات الدواجن الملوثة. غالبًا ما يؤوي الدجاج C. jejuni في الجهاز الهضمي والبراز، ويمكن أن تتلوث لحومه أثناء المعالجة.

    ضمن جنس Helicobacter، تم تحديد بكتيريا H. pylori الحلزونية ذات السوط كعضو مفيد في ميكروبيوتا المعدة، ولكنها أيضًا السبب الأكثر شيوعًا لالتهاب المعدة المزمن وقرحة المعدة والاثني عشر (الشكل\(\PageIndex{9}\)). كما أظهرت الدراسات أن بكتيريا الملوية البوابية مرتبطة بسرطان المعدة. 3. Pylori غير عادية إلى حد ما في قدرتها على البقاء في بيئة شديدة الحموضة في المعدة. وتنتج اليورياز والإنزيمات الأخرى التي تعدل بيئتها لجعلها أقل حمضية. \(\PageIndex{5}\)يلخص الجدول خصائص الأجناس الأكثر صلة سريريًا من بكتيريا Epsilonproteobacteria.

    صورة مجهرية لخلية على شكل قضيب مع العديد من الإسقاطات الطويلة.
    الشكل\(\PageIndex{9}\): يمكن أن تسبب بكتيريا Helicobacter pylori التهاب المعدة المزمن، والذي يمكن أن يؤدي إلى القرحة وسرطان المعدة.
      الجدول\(\PageIndex{5}\): فئة إبسيلون بروتيوباكتيريا
    مثال على الجنس التشكل المجهري خصائص فريدة
    كامبيلوباكتر قضيب حلزوني سالب الجرام غالبًا ما تصيب التمارين الهوائية (الميكروروفيليك) الدجاج؛ وقد تصيب البشر عن طريق اللحوم غير المطهية جيدًا، مما يتسبب في التهاب الأمعاء الشديد
    هيليكوباكتر قضيب حلزوني سالب الجرام يمكن للبكتيريا الهوائية (الميكروروفيليك) أن تلحق الضرر بالبطانة الداخلية للمعدة، مما يتسبب في التهاب المعدة المزمن والقرحة الهضمية وسرطان المعدة

    التمارين\(\PageIndex{1}\)

    اذكر اثنين من بكتيريا إبسيلون بروتيوباكتيريا التي تسبب اضطرابات الجهاز الهضمي.

    ملخص

    • البروتيوباكتيريا عبارة عن شريحة من البكتيريا سالبة الجرام اكتشفها كارل وويس في الثمانينيات بناءً على تماثل تسلسل النوكليوتيدات.
    • يتم تصنيف البكتيريا البروتينية أيضًا في فئات البكتيريا البروتينية ألفا وبيتا وغاما ودلتا وإبسيلون، ولكل فئة طلبات وعائلات وأجناس وأنواع منفصلة.
    • بكتيريا ألفا بروتينية هي قلة الصور. تعتبر أصناف الكلاميديا والريكتسيا من مسببات الأمراض الإجبارية داخل الخلايا، وتتغذى على خلايا الكائنات الحية المضيفة؛ وهي غير نشطة في التمثيل الغذائي خارج الخلية المضيفة. يمكن لبعض بكتيريا ألفا بروتيوباكتريا تحويل النيتروجين الجوي إلى نيتريت، مما يجعل النيتروجين قابلاً للاستخدام في أشكال أخرى من الحياة.
    • بيتابروتيباكتيريا هي إنتروفس. وهي تشمل مسببات الأمراض البشرية من جنس النيسرية ونوع بورديتيلا السعال الديكي.
    • تعد بكتيريا جاما بروتيوباكتيريا أكبر مجموعة من البكتيريا البروتينية وأكثرها تنوعًا. العديد من مسببات الأمراض البشرية التي هي عبارة عن هوائيات أو لاهوائيات اختيارية. بعض بكتيريا جاما البروتينية هي بكتيريا معوية قد تكون قولونية أو غير قولونية. ربما تكون Escherichia coli، وهي عضو في بكتيريا Gammaproteobacteria، هي البكتيريا الأكثر دراسة.
    • تشكل بكتيريا Deltaproteobacteria مجموعة صغيرة قادرة على تقليل الكبريتات أو الكبريت الأولي. بعضها عبارة عن زبالين وتشكل مسامات مخاطية ذات أجسام مثمرة متعددة الخلايا.
    • تشكل بكتيريا Epsilon-proteobacteria أصغر مجموعة من البكتيريا البروتينية. تعتبر أجناس كامبيلوباكتر وهيليكوباكتر من مسببات الأمراض البشرية.

    الحواشي

    1. سي آر وويس «التطور البكتيري». المراجعة الميكروبيولوجية 51 رقم 2 (1987): 221-271.
    2. إتش ريشينباخ. «البكتيريا الفطرية، منتجو المواد الجديدة النشطة بيولوجيًا». مجلة الأحياء الدقيقة الصناعية والتكنولوجيا الحيوية 27 رقم 3 (2001): 149-156.
    3. إس سورباوم، ب. ميشيتي. «عدوى هيليكوباكتر بيلوري». مجلة نيو إنجلاند للطب 347 رقم 15 (2002): 1175-1186.