FIRMICUTES: EGENSKAPER, MORFOLOGI OCH KLASSIFICERING - BIOLOGI - 2025

Firmicutes är en av filerna inom vilka bakterier klassificeras. Denna filum omfattar tre klasser (Bacilli, Clostridia och Erysipelotrichia), 26 familjer och 223 släkter, och utgör således den huvudsakliga bakteriella filylen.

De bakterier som klassificeras i detta filum har en gemensam evolutionär historia. Alla har en styv cellvägg, från vilken namnet Firmicutes härstammar (på latin betyder firmus fast och hy som hänvisar till huden eller cellväggen).

Lactobacillus acidophilus. Av Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. (Författarens arkiv), via Wikimedia Commons

Alla filumbakterier innehåller muraminsyra i cellväggen och vissa innehåller teitoinsyra. De flesta är gram-positiva förutom familjerna Veillonellaceae och Syntrophomonadaceae, som är gram-negativa.

Firmicutes-bakterier är fenotypiskt olika och kan vara sfäriska, raka, böjda celler, spiralformade stänger eller filament, med eller utan flagella, med eller utan värmebeständiga endosporer.

De kan vara aeroba, fakultativa eller strikta anaeroba. Vissa är termofila och / eller halofila. Vissa av dem är kemoganotrofer och andra är anoxiska fotoheterotrofer. De flesta växer i neutralt pH, men vissa är sura eller sura eller alkalifila. De har ett DNA-innehåll som i allmänhet är mindre än 50%.

Bakterierna klassificerade i filylen Firmicutes utgör en viktig del av den mänskliga tarmfloraen tillsammans med de som klassificeras i filum Bacteriodetes. Nyligen genomförda studier har identifierat att tarmmikrobiota hos feta människor och djurmodeller är förknippad med ett större överflöd av Firmicutes, i förhållande till Bacteriodetes.

Generella egenskaper

phylogeny

Firogenicylens fylogeni har ständigt reviderats och omstudierats med fler och fler data och nya metoder som gör det möjligt att föreslå nya evolutionära hypoteser.

Nyligen genomförda studier baserade på analys av små underenheter av ribosomala RNA-nukleotidsekvenser har genererat ett fylogenetiskt ramverk där Firmicutes-filyl består av tre klasser (Basilli, Clostridia och Erysipelotrichia), 26 familjer och 223 släkter.

I tidigare klassificeringar inkluderade denna filyl en ytterligare klass som kallas Mollicutes, som skiljer sig från resten av Firmicutes-bakterier genom att den saknar styva cellväggar, saknar peptidoglykaner eller muraminsyra, är flexibel och är mycket pleomorfa celler.

Denna grupp har tagits bort från Firmicutes i nyare studier med alternativa markörer. Som ett resultat höjdes Mollicutes-klassen till Tenericute-kanten.

Familjen Erysipelotrichaceae, tidigare klassificerad som Mollicutes, som bildar en gram-positiv cellvägg, finns kvar i Firmicutes som en ny klass som kallas Erysipelotrichia, med en enda ordning (Erysipelotrichales) som inkluderar en enda familj (Erysipelotrichaceae). Nya analyser bekräftar separationen mellan Basilli och Clostridia klasserna.

Klassificering

Clostridia klass

Clostridia-klassen är en fenotypisk, fysiologiskt och ekologiskt mångfaldig polyfyletisk clade. Den innehåller både gram-positiva och gram-negativa bakterier och de flesta släkten är sporedannande, med undantag som Clostridium.

Klassen Clostridia består av beställningarna Clostridiales, Halanaerobiales och Thermoanaerobacterales. Bakterier som tillhör ordningen Clostridiales är strikta anaerober, de av ordningen Halanaerobiales är halofila och de av ordningen Thermoanaerobacteriales är termofila.

Vissa arter av Clostridia är av stor betydelse för industrin eftersom de används för att producera lösningsmedel som den slutliga produkten av jäsningsprocessen.

Andra producerar gifter, som Clostridium botulinum, även känd som BoTox, för att förlamma ansiktsmusklerna för att minska hudrynkor.

Erysipelotrichia klass

Denna klass består av bakterier med formen av tunna, raka eller svagt krökta stavar, med en tendens att bilda långa filament. De är orörliga, med en gram-positiv cellvägg, som inte producerar endosporer.

De är aeroba, fakultativa anaeroba. De är kemoorganotrofiska. De har en fermentativ andningsmetabolism. Denna grupp inkluderar några patogena arter för däggdjur och fåglar, bland dem Erysipelothrix rhusiopathiae och Bulleidia extructa.

Basilliklass

Basilliklassbakterier bildar i allmänhet en gram-positiv cellvägg. De kan eventuellt bilda endosporer. De flesta är aeroba eller mikroaerofila, medan bara några är fakultativa anaerober. Bacilli-klassen består av beställningarna Bacillales och Lactobacillales.

De flesta släkten av ordningen Bacillales bildar endosporer, även om det finns undantag. Dessutom har de gram-positiv färgning av cellväggen i unga celler. De flesta släkten har menakinon 7 (MK-7).

Långkedjiga menakinoner, från MK-6 till MK-11, har rapporterats i familjen thermoactinomycetaceae. Menakinoner är också kända som vitamin K ₂ .

Antalet sidokedjor anges i det specifika namnet på varje menakinon (t.ex. MK-6 har sex molekylära enheter bundna till kärnan i molekylen som bildas av en kinonring).

Släktet bacillaler inkluderar mycket patogena bakterier såsom Bacillus anthracis, vilket orsakar mjältbrand. En annan viktig art är Bacillus subtilis, en av de organismer som används som modell i forskning för att förstå ämnen som sträcker sig från celldifferentiering till järnlagring och DNA-replikering.

Bakterier av ordningen Lactobacillales kan vara stav- eller kokalkformade, har grampositiv cellväggfärgning, bildar inte endosporer och är fakultativa anaerober och är mestadels katalasnegativa.

Denna ordning inkluderar fördelaktiga bakterier såsom Lactobacillus, viktiga komponenter i mag-tarmfloraen hos människor och andra djur, och används hantverksmässigt och industriellt för produktion av yoghurt och andra fermenterade livsmedel.

Gastrointestinal mikrobiota

Den gastrointestinala mikrobiota spelar en viktig roll för att upprätthålla människors hälsa genom att tillhandahålla energi, näringsämnen och immunskydd. Hos friska vuxna har mer än 1250 arter av bakterier identifierats, främst tillhörande phyla Bacteroidetes, Firmicutes och Actinobacteria.

I allmänna termer anses förhållandet Firmicutes / Bacteroidetes vara av stor betydelse i sammansättningen av den mänskliga tarmmikrobiota. Hos överviktiga personer har en hög andel Firmicutes identifierats, medan hos de med låg vikt har ett invers förhållande rapporterats.

Sammansättningen av denna mikrobiota utvecklas under hela livet, från tidig barndom till ålderdom. Således ökar förhållandet Firmicutes / Bacteroidetes från födelse till vuxen ålder och förändras ytterligare med avancerad ålder.

Diet har också identifierats ha en signifikant effekt på mag-tarmmikrobiota. Förhållandet Firmicutes / Bacteroidetes är högre hos personer med dieter baserat på animaliskt protein och mättat fett än hos de med dieter med mycket grönsaker och fiber.

referenser

1. Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Biotechnology & Medical Applications. Tyskland. Wiley-VCH.
2. Conlon, MA & och Bird. AR (2015). Effekten av kost och livsstil på tarmmikrobiota och människors hälsa. Näringsämnen, 7 (1), 17-44.
3. Firmicutes. (2018, 30 januari). Wikipedia, den fria encyklopedin. Konsultationsdatum: 20:40, 27 september 2018 från es.wikipedia.org
4. Firmicutes. (2018, 17 september) På Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hämtad 20:41, 27 september 2018, från en.wikipedia.org
5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G och Furet JP. (2009). Förhållandet Firmicutes / Bacteroidetes hos den mänskliga mikrobiota ändras med åldern. BMC Microbiology, 9 : 123.
6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergeys Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. Användningsområden.