Interested Article - Планктомицеты

nelly
  • 2020-09-29
  • 2

Планктомице́ты ( лат. Planctomycetes ) — тип грамотрицательных бактерий , отличающихся уникальной клеточной структурой, а именно наличием сложной системы замкнутых мембран . В частности, у некоторых представителей нуклеоид находится в ядерном тельце, окружённом двойной мембраной. Некоторые виды осуществляют анаммокс — процесс анаэробного окисления аммиака , в ходе которого образуется элементарный азот ) .

Клеточная биология

Строение клетки Gemmata obscuriglobus

Электронная микрофотография (вверху) и трёхмерная реконструкция внутреннего строения клетки (внизу). Внутренние мембранные компартменты представлены как впячивания одной и той же мембраны
Электронная микрофотография (вверху) и реконструкция ядерного тельца (внизу). NB — ядерное тельце, N — нуклеоид, R — рибоплазма. Система внутренних мембран представлена как система самостоятельных компартментов, а не впячиваний
Внешние изображения

Долгое время считалось, что у бактерий типа Planctomycetes в клеточной стенке отсутствует пептидогликан , характерный для клеточных стенок большинства бактерий. Вместо него, как предполагалось, клеточная стенка Planctomycetes состояла из гликопротеина , обогащённого глутаматом . В настоящее время, однако, пептидогликан обнаружен в клеточных стенках всех Planctomycetes . В мембране Planctomycetes обнаружены гопаноиды — вещества, подобные стероидам , укрепляющие плазматическую мембрану .

Клетки бактерий типа Planctomycetes имеют характерную морфологию, а именно отличаются наличием мембраносвязанных внутренних компартментов. В клетке Planctomycetes различают парифоплазму — лишённую рибосом область, расположенную непосредственно под мембраной клетки, рибоплазму , или пиреллюсому — пространство, содержащее рибосомы, и нуклеоид , окружённый двойной мембраной (пространство, находящееся под двойной мембраной, окружающей нуклеоид, также относится к рибоплазме, а совокупность нуклеоида и окружающей его мембраны иногда называют ядерным тельцем ) . До открытия Planctomycetes считались единственными бактериями, имеющими сложную систему внутренних мембран . Реконструкция внутреннего строения при помощи трёхмерной электронной томографии не смогла дать однозначную интерпретацию устройства этих мембран. По результатам одного исследования 2013 года внутренние мембранные компартменты представляют собой густо расположенные впячивания одной и той же мембраны, и, таким образом, в клетках Planctomycetes присутствуют два характерных для грамотрицательных бактерий пространства: цитоплазма и периплазматическое пространство . Избыток впячиваний увеличивает поверхность клетки втрое по отношению к её объёму, что, возможно, связано с особенностями биосинтеза стеролов у Gemmata . Исследование 2014 года показало, однако, что мембранные компартменты Planctomycetes замкнуты, то есть не являются впячиваниями .

Имеются свидетельства, что Gemmata obscuriglobus способна поглощать крупные молекулы в ходе процесса, который по ряду признаков напоминает эндоцитоз , свойственный эукариотам .

Не у всех Planctomycetes нуклеоид окружён двойной мембраной. Так, у вида Candidatus Brocadia anammoxidans нет ядерного тельца, однако есть анаммоксосома — особая органелла, в которой происходит анаммокс , то есть анаэробное окисление аммиака с образованием азота .

Деление клетки Gemmata obscuriglobus . N — нуклеоиды материнской (более крупной) и дочерней (более мелкой) клеток, NE — нуклеоидная мембрана, не полностью сформированная у дочерней клетки

Жизненный цикл Planctomycetes состоит из чередования сидячей стадии, прикрепляющейся к субстрату при помощи стебелька, и подвижной стадии, у которой стебелёк является не продолжением клетки, а отдельным белковым придатком .

Геном

Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 16S рРНК показывает, что тип имеет высокий уровень гомологии с тремя другими типами — Verrucomicrobia , Chlamydiae и , образуя надтип . Изучение геномов представителей типа Planctomycetes позволяет пролить свет на происхождение метаногенеза и метилотрофии . Уникальной особенностью геномов представителей типа Planctomycetes является отсутствие оперонной структуры генов некоторых важных * , что также не характерно для прокариот . Сравнение нуклеотидных последовательностей некоторых генов показывает больший уровень гомологии с таковыми у эукариот: например, один ген Gemmata obscuriglobus проявляет большой уровень гомологии с геном, кодирующим белок интегрин альфа-V , играющим большую роль в трансмембранной передаче сигнала у эукариот .

Экология

Представители Planctomycetes обитают в пресных и солёных водах , являются важными членами почвенных сообществ микроорганизмов . Кроме того, они обнаруживаются в торфяных сфагновых болотах , обитают также в анаэробных источниках, богатых соединениями серы .

Филогения

Ниже приведена кладограмма Planctomycetes с учётом номенклатуры, рекомендованной (LSPN) . Филогенетические связи определены на основе анализа 16S рРНК, представленного в 111 релизе (2013 год) проекта .

Обозначения:
♠ Штаммы, имеющиеся в базе данных Национального центра биотехнологической информации (NCBI), но отсутствующие в базе данных LSPN
♪ Прокариоты, для которых не существует чистых культур, то есть некультивируемые штаммы или штаммы, культуры которых нестойки.

Примечания

  1. Куличевская И. С., Панкратов Т. А., Дедыш С. Н. Выявление представителей Planctomycetes в сфагновых болотах с использованием молекулярных и культуральных подходов // Микробиология. — 2006. — Т. 75 , № 3 . — С. 389—396 .
  2. Анюшева М. Г., Калюжный С. В. Анаэробное окисление аммония: микробиологические, биохимические и биотехнологические аспекты // Успехи современной биологии. — 2007. — Т. 127 , № 1 . — С. 34—43 .
  3. Шаталкин А. И. На книгу «Монтаж древа жизни» // Журнал общей биологии. — 2006. — Т. 67 , № 3 . — С. 227—236 .
  4. Заварзин Г. А. Протеобактерии: экологический принцип в систематике прокариот // Природа . — Наука , 1990. — № 5 . — С. 11 .
  5. ↑ , p. 429.
  6. ↑ Santarella-Mellwig R. , Pruggnaller S. , Roos N. , Mattaj I. W. , Devos D. P. (англ.) // Public Library of Science Biology. — 2013. — Vol. 11, no. 5 . — P. e1001565. — doi : . — . [ ]
  7. ↑ Sagulenko E. , Morgan G. P. , Webb R. I. , Yee B. , Lee K. C. , Fuerst J. A. (англ.) // Public Library of Science ONE. — 2014. — Vol. 9, no. 3 . — P. e91344. — doi : . — . [ ]
  8. Jeske O. , Schüler M. , Schumann P. , Schneider A. , Boedeker C. , Jogler M. , Bollschweiler D. , Rohde M. , Mayer C. , Engelhardt H. , Spring S. , Jogler C. (англ.) // Nature communications. — 2015. — Vol. 6. — P. 7116. — doi : . — . [ ]
  9. van Teeseling M. C. F., Mesman R. J., Kuru E., Espaillat A., Cava F., Brun Y. V., VanNieuwenhze M. S., Kartal B & van Niftrik L. (англ.) // Nature communications : journal. — 2015. — Vol. 6 . — doi : . 22 января 2016 года.
  10. Jaap S. Sinninghe Damstéa, W. Irene C. Rijpstraa, Stefan Schoutena, John A. Fuerstb, Mike S. M. Jettenc, Marc Strousc. // Organic Geochemistry. — 2004. — Vol. 35, № 5 . — P. 561—566. — doi : .
  11. Lindsay M. R. , Webb R. I. , Strous M. , Jetten M. S. , Butler M. K. , Forde R. J. , Fuerst J. A. (англ.) // Archives of microbiology. — 2001. — Vol. 175, no. 6 . — P. 413—429. — . [ ]
  12. ↑ Glöckner F. O. , Kube M. , Bauer M. , Teeling H. , Lombardot T. , Ludwig W. , Gade D. , Beck A. , Borzym K. , Heitmann K. , Rabus R. , Schlesner H. , Amann R. , Reinhardt R. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2003. — Vol. 100, no. 14 . — P. 8298—8303. — doi : . — . [ ]
  13. Fieseler L. , Horn M. , Wagner M. , Hentschel U. (англ.) // Applied and environmental microbiology. — 2004. — Vol. 70, no. 6 . — P. 3724—3732. — doi : . — . [ ]
  14. Lonhienne T. G. , Sagulenko E. , Webb R. I. , Lee K. C. , Franke J. , Devos D. P. , Nouwens A. , Carroll B. J. , Fuerst J. A. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2010. — Vol. 107, no. 29 . — P. 12883—12888. — doi : . — . [ ]
  15. Lee K. C. , Webb R. I. , Fuerst J. A. (англ.) // BMC cell biology. — 2009. — Vol. 10. — P. 4. — doi : . — . [ ]
  16. Colin Munn. Marine Microbiology. — Second edition. — Garland Science, 2011. — P. 117. — 320 p. — ISBN 978-0-8153-6517-4 .
  17. Fuerst J. A. , Sagulenko E. (англ.) // Nature reviews. Microbiology. — 2011. — Vol. 9, no. 6 . — P. 403—413. — doi : . — . [ ]
  18. Wagner M. , Horn M. (англ.) // Current opinion in biotechnology. — 2006. — Vol. 17, no. 3 . — P. 241—249. — doi : . — . [ ]
  19. Chistoserdova L. , Jenkins C. , Kalyuzhnaya M. G. , Marx C. J. , Lapidus A. , Vorholt J. A. , Staley J. T. , Lidstrom M. E. (англ.) // Molecular biology and evolution. — 2004. — Vol. 21, no. 7 . — P. 1234—1241. — doi : . — . [ ]
  20. Jenkins C. , Kedar V. , Fuerst J. A. (англ.) // Genome biology. — 2002. — Vol. 3, no. 6 . — P. 0031. — . [ ]
  21. Woebken D. , Teeling H. , Wecker P. , Dumitriu A. , Kostadinov I. , Delong E. F. , Amann R. , Glöckner F. O. (англ.) // The ISME journal. — 2007. — Vol. 1, no. 5 . — P. 419—435. — doi : . — . [ ]
  22. Neef A. , Amann R. , Schlesner H. , Schleifer K. H. (англ.) // Microbiology (Reading, England). — 1998. — Vol. 144 ( Pt 12). — P. 3257—3266. — doi : . — . [ ]
  23. Buckley D. H. , Huangyutitham V. , Nelson T. A. , Rumberger A. , Thies J. E. (англ.) // Applied and environmental microbiology. — 2006. — Vol. 72, no. 7 . — P. 4522—4531. — doi : . — . [ ]
  24. Kulichevskaia I. S. , Pankratov T. A. , Dedysh S. N. // Mikrobiologiia. — 2006. — Vol. 75, № 3 . — P. 389—396. — . [ ]
  25. Elshahed M. S. , Youssef N. H. , Luo Q. , Najar F. Z. , Roe B. A. , Sisk T. M. , Bühring S. I. , Hinrichs K. U. , Krumholz L. R. (англ.) // Applied and environmental microbiology. — 2007. — Vol. 73, no. 15 . — P. 4707—4716. — doi : . — . [ ]
  26. . Дата обращения: 20 марта 2013. 27 января 2013 года.
  27. . Silva Comprehensive Ribosomal RNA Database. Дата обращения: 20 марта 2013. 23 сентября 2015 года.

Литература

  • / Fuerst, John A.. — Springer Science, 2013. — XII, 286 p. — ISBN 978-1-62703-501-9 . — doi : .
  • Joanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton. Prescott's Principles of Microbiology. — 1st edition. — McGraw-Hill Higher Education, 2009. — 968 p. — ISBN 978-0-07-337523-6 .
Источник —

nelly
  • 2020-09-29
  • 2
  • Tags:

Same as Планктомицеты

The title for the last searches