Планктомицеты (Planctomycetes): описание и жизненный цикл, какие заболевания вызывает

Гельминты

Планктомицеты – это виды водных бактерий, которые обнаруживаются в пробы соленой, морской и пресной воды. Они размножаются путем появления бутонов.

Организмы этой категории, по своей структуре, обладают яйцевидной формой и имеют фиксатор на конце тонкого цилиндрического выступа, называемого стеблем, от тела клетки. Этот стебель на непродуктивном конце помогает им во время бутонизации прикрепляться друг к другу.

Как избавиться от какого либо паразита? Просто. Перестаньте быть его питательной средой.

Планктомицеты – что это за микроорганизмы?

Планктомицеты, или Планктомицеты (Planctomycetes) — тип грамотрицательных бактерий, которые характеризуются уникальной структурой клетки — наличием сложной системы замкнутых мембран. Особенностями некоторых представителей является наличие нуклеоида в ядерном тельце, окруженном двойной мембраной. Некоторые виды способны производить анаммокс — процесс, при котором аммиак анаэробно окисляется, что приводит к образованию элементарного азота. Размножение Планктомицет происходит путем почкования. Они обладают уникальным для бактерий строением цитоплазмы и клеточной стенки, имеют овальную форму и наличие «стебелька» на нерепродуктивном конце, которое помогает им прикрепляться к подложке.

Самолечение и попытки вывести паразитов из организма человека без консультации с квалифицированным медицинским специалистом могут быть опасными и иметь серьезные последствия для здоровья.! Поэтому мы хотим предложить Вам послушать советы доктора натуропатии Лизы Догадаевой...>>> КАК ПОБЕДИТЬ ПАРАЗИТОВ

Ранее думали, что у бактерий типа Planctomycetes отсутствует пептидогликан в их клеточной стенке, который присутствует в большинстве других бактерий. Вместо него, предполагалось, что клеточная стенка Planctomycetes состоит из гликопротеина, обогащенного глутаматом. Однако, сейчас было обнаружено, что пептидогликан присутствует в клеточных стенках всех Planctomycetes.

В мембране микроорганизмов Planctomycetes выявлены гопаноиды – химические соединения, аналогичные стероидам, которые способствуют укреплению плазматической мембраны.

Стороение и свойства клетки

У бактерий типа Планктомицеты характерная морфология, которая основана на наличии мембраносвязанных внутренних компартментов. Внутри клетки Planctomycetes можно выделить три области: парифоплазму, расположенную непосредственно под мембраной клетки и свободную от рибосом, рибоплазму или пиреллюсом, содержащую рибосомы, а также нуклеоид, окруженный двойной мембраной. Пространство, находящееся под двойной мембраной вокруг нуклеоида, также относится к рибоплазме, а совокупность нуклеоида и его окружающей мембраны порой называется ядерным тельцем.

До появления Poribacteria считалось, что Planktomycetes — единственные бактерии, имеющие сложную систему внутренних мембран. При использовании трехмерной электронной томографии реконструкция внутренней структуры Gemmata obscuriglobus не дала четкой интерпретации устройства этих мембран. Согласно исследованию 2013 года, внутренние мембранные компартменты представляют собой плотно расположенные впадины одной и той же мембраны, что, в свою очередь, означает, что в клетках Planctomycetes присутствуют два характерных для грамотрицательных бактерий пространства: цитоплазма и периплазматическое пространство. Избыток впадин увеличивает поверхность клетки втрое по отношению к ее объему, что, возможно, связано с особенностями биосинтеза стеролов у Gemmata. Однако исследование 2014 года показало, что мембранные компартменты Planctomycetes являются закрытыми, а не впадинами.

Имеются доказательства, что Gemmata obscuriglobus способна ассимилировать значительные молекулы в процессе, который по множеству атрибутов напоминает эндоцитоз, характерный для эукариот.

У не всех видов планктомицетов нуклеоид окружен двойной мембраной. Например, у Candidatus Brocadia anammoxidans отсутствует ядерное тельце, однако присутствует анаммоксосома – особая органелла, в которой происходит анаммокс, то есть анаэробное окисление аммиака с образованием азота. Цикл жизни планктомицетов состоит из чередования покоящейся стадии, присоединенной к субстрату при помощи стебелька, и подвижной стадии, у которой стебелек представляет собой отдельное белковое придаток клетки.

Анализ 16S рРНК последовательностей позволяет сравнить тип с другими трёмя типами – Verrucomicrobia, Chlamydiae и Lentisphaerae, и установить высокий уровень гомологии, что свидетельствует о их надтиповой связи. Изучение геномов представителей типа Planctomycetes раскрывает информацию о происхождении метаногенеза и метилотрофии. Уникальной особенностью геномов представителей типа Планктомицеты является отсутствие оперонной структуры генов некоторых важных метаболических путей, что отличает их от прокариот. Сравнение нуклеотидных последовательностей некоторых генов показывает большую гомологию с генами эукариот, например, ген Gemmata obscuriglobus имеет высокую гомологию с геном, кодирующим белок интегрин альфа-V, который играет важную роль в передаче сигнала через мембрану у эукариот.

Экология

Водообитающие представители Planctomycetes являются значимыми участниками микробных сообществ в пресных и солёных водоёмах, а также в почве. Находятся они также в болотах из торфяника, обитают в анаэробных источниках, содержащих большое количество соединений серы.

Жизненный цикл

Жизненный цикл Планктомицетов сходен с жизненными циклами некоторых других микроорганизмов, которые размножаются асимметричным делением клетки, подобно бактериям рода Caulobacter. Этот цикл включает чередование между стационарными и подвижными клетками, которые перемещаются при помощи свипеток. Стационарные клетки делятся и образуют подвижные клетки, которые перемещаются на определенное расстояние, после чего прикрепляются к поверхности, становятся стационарными и начинают размножаться.

Новые горизонты в исследованиях планктомицетов

Planctomycetes — это одна из часто встречающихся, но малоизвестных групп филогенетических изолятов в домене Bacteria.

Первый представитель планктомицетов – Planctomyces bekefii – был открыт более столетия назад при изучении микроскопического анализа воды из пруда венгерским микробиологом Гимези. Ошибочно приняв его за планктонный гриб. Несмотря на значительные достижения в методах современной микробиологии, P. bekefii и другие виды этого рода до сих пор не удалось выделить в чистых культурах и они описываются только на основании морфологических признаков.

Помимо первоначального определения как водные бактерии, планктомицеты позднее были обнаружены с использованием молекулярных подходов в различных почвах, торфах, осадках, наскальных микробиотах и других местах. Обычно они составляют от нескольких до полутора десятков процентов общего бактериального разнообразия данных экосистем.

Число планктомицетов, полученных и подробно описанных в культурах, растет очень медленно, несмотря на их широкое распространение в природе. В настоящее время фила Planctomycetes состоит из класса Planctomycetia и порядков Planctomycetales, Phycisphaerales и «Candidatus Brocadiales», включающих не более тридцати родов.

До недавнего времени наиболее исследованными были группа анаммокс (anammox) — планктомицеты «Candidatus Brocadiales», которые проводят анаэробное окисление аммиака и используются в биотехнологии очистки сточных вод. Но знания о «классических» планктомицетах порядка Planctomycetales и их роли в природных экосистемах до сих пор остаются ограниченными. Представители этого порядка являются поистине уникальными во многих аспектах — как в организации клеток, жизненном цикле, так и в составе липидов и других характеристиках.

Исследование геномов нескольких видов планктомицетов, проведенное в последнее десятилетие, значительно добавило знаний о них. Однако до сих пор более половины генов в геномах этих бактерий остаются неизученными, и их функция остается неясной. Большие размеры геномов планктомицетов, достигающие 12 млн. п. о., делают их перспективными объектами для поиска новых биологически активных соединений.

Исследовательская группа лаборатории по микробиологии болотных экосистем Института микробиологии им. С. Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН активно занимается изучением планктомицетов с 2006 года. За это время коллективом лаборатории было описано 8 новых родов и 10 видов этих бактерий, а также выявлены 2 новых семейства. С использованием метода высокопроизводительного секвенирования удалось выяснить огромное разнообразие планктомицетов в бореальных болотах, почвах тундры с повышенной влажностью и пресноводных водоемах. Применение метода метатранскриптомики позволило сделать предположения о функциональном потенциале планктомицетов, обитающих в болотах, что было подтверждено анализом геномов и исследованием физиологии новых изолятов.

Автор статьи
Каташова Е.Б.
Каташова Е.Б.
Акаролог, Паразитолог высшей категории, инфекционист. Кандидат биологических наук. Стаж работы в институте эпидемиологии и микробиологии им Н. Ф. Гамалеи более 16 лет. Общий стаж 27 лет

KLESHUN.RU
Добавить комментарий