PROTEOBAKTERI: KARAKTERISTIK, SUBFIL, PATOGENESIS - BIOLOGI - 2025

The Proteobacteria adalah filum bakteri yang lebih besar, kompleks dan beragam antara prokariota. Ini terdiri dari sekitar 384 genera dan 1.300 spesies bakteri gram negatif dengan dinding sel yang terutama terdiri dari lipopolisakarida.

Pada manusia, proteobakteria terdapat pada kulit, rongga mulut, lidah, dan saluran vagina, selain di usus dan feses. Proteobakteri adalah salah satu filum paling melimpah di mikrobiota usus manusia.

Kelompok E. coli (Gammaproteobacteria). Oleh Foto oleh Eric Erbe, pewarnaan digital oleh Christopher Pooley, keduanya dari USDA, ARS, EMU. , melalui Wikimedia Commons

Peningkatan proporsi normal bakteri dari filum ini dibandingkan dengan yang lain (Bacteroidetes dan Firmicutes) dikaitkan dengan penyakit usus dan ekstraintestinal, terutama dengan fenotipe inflamasi.

Proteobacteria mencakup berbagai macam patogen, seperti genera Brucella dan Rickettsia dari kelas Alphaproteobacteria, Bordetella dan Neisseria dari kelas Betaproteobacteria, Escherichia, Shigella, Salmonella dan Yersinia dari kelas Gammaproteobacteria dan, terakhir, Helicobacter dari kelas kelas Epsilonproteobacteria.

Selain patogen, filum proteobakteri termasuk spesies mutualistik seperti endosimbion obligat serangga, termasuk genera Buchnera, Blochmannia, Hamiltonella, Riesia, Sodalis, dan Wigglesworthia.

Studi terbaru menyimpulkan bahwa proteobakteri simbiosis telah berevolusi dalam banyak kasus dari nenek moyang parasit, yang konsisten dengan paradigma bahwa mutualis bakteri sering berevolusi dari patogen.

karakteristik

Bakteri dari filum ini beragam secara morfologis, fisiologis, dan ekologis. Namanya diambil dari dewa laut Yunani kuno, Proteus, yang memiliki kemampuan untuk mengambil berbagai bentuk, mengacu pada keragaman bentuk bakteri yang berkumpul di taksa ini.

Sel dapat berupa basil atau cocci, dengan atau tanpa prosteca, flagellated atau tidak, dan hanya beberapa spesies yang dapat membentuk tubuh buah. Mereka dapat menjadi fototrofik nutrisi, heterotrofik, dan kemolitotrofik.

Subphiles

Berdasarkan analisis filogenetik gen 16S rRNA, filum proteobakteria dibedakan menjadi 6 kelas yaitu Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Epsilonproteobacteria dan Zetaproteobacteria.

Semua kelas bersifat monofiletik, kecuali gammaproteobacteria yang paraphyletic dengan Betaproteobacteria.

Alphaproteobacteria

Kelas Alphaproteobacteria mencakup 13 ordo bakteri. Mereka dapat mengadopsi berbagai morfologi seperti mengintai, berbintang, dan spiral. Mereka juga dapat membentuk batang dan kuncup, yang memungkinkan mereka meningkatkan rasio permukaan-volume, memungkinkan mereka untuk bertahan hidup di lingkungan dengan sedikit nutrisi.

Alphaproteobacteria menunjukkan keragaman besar dari strategi metabolisme seperti fotosintesis, fiksasi nitrogen, oksidasi amonia, dan metilotrofi. Organisme seluler laut yang paling melimpah termasuk dalam kelompok ini.

Banyak spesies dari golongan bakteri ini cenderung mengadopsi gaya hidup intraseluler sebagai mutualis tumbuhan atau patogen tumbuhan atau hewan, seperti Rhizobim, yang terbentuk dengan akar beberapa spesies tumbuhan atau Wolbachia, parasit dari nyamuk biasa.

Alphaproteobacteria juga telah dikaitkan dengan kelompok leluhur yang memunculkan mitokondria, Rickettsiales. Genera lain, seperti Rickettsia, adalah patogen.

Betaproteobacteria

Betaproteobacteria dibentuk oleh 14 ordo bakteri yang menghadirkan keragaman bentuk dan metabolisme. Mereka bisa menjadi aerobik ketat atau fakultatif.

Beberapa spesies dapat bersifat chemoautotrophic, seperti genus Nitrosomonas, yang merupakan pengoksidasi amonia. Lainnya adalah fototrof seperti Rhodocyclus dan Rubrivivax, yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi.

Betaproteobacteria ikut campur dalam fiksasi nitrogen, melalui oksidasi amonium, menghasilkan nitrit, senyawa yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan.

Spesies lain yang mungkin patogen dalam kelompok ini, seperti Neisseriaceae (yang menyebabkan gonore dan meningitis), Ralstonia, patogen tanaman nightshades (tomat, kentang), dan Burkholderia glumae, yang menyebabkan kerusakan malai di budidaya padi.

Deltaproteobacteria

Deltaproteobacteria kelompok 7 ordo bakteri gram negatif. Mereka anaerobik dan biasanya diisolasi dalam sedimen danau, rawa dan dasar laut. Mereka adalah pereduksi sulfat dan berpartisipasi dalam siklus belerang alami.

Kelas ini termasuk bakteri yang mendahului bakteri lain, seperti spesies dari genera Bdellovibrio dan Myxococcus. Myxobacteria mengeluarkan spora dan kelompok dalam tubuh buah multiseluler di lingkungan terbatas makanan. Ini merupakan kelompok bakteri yang paling kompleks

Epsilonproteobacteria

Epsilonproteobacteria hanya mencakup satu orde bakteri gram negatif. Bentuknya seperti heliks tipis atau batang melengkung. Beberapa spesies merupakan simbion pada saluran pencernaan hewan, yang lainnya adalah parasit lambung (Helicobacter spp.) Atau duodenum (Campylobacter spp.).

Bakteri dalam kelompok ini mendiami lingkungan mikroaerofilik atau anaerobik, seperti ventilasi hidrotermal laut dalam. Mereka adalah chemolytotrophic, karena mereka memperoleh energinya dari oksidasi sulfur tereduksi atau hidrogen yang digabungkan dengan reduksi nitrat atau oksigen. Yang lain autotrofik dan menggunakan siklus Krebs terbalik untuk memperbaiki karbon dioksida dalam biomassa.

Patogen

Karena proteobacteria adalah filum bakteri dengan jumlah spesies terbanyak dan paling kompleks serta beragam, maka proteobacteria mencakup berbagai macam patogen.

Escherichia coli

Bakteri ini dikeluarkan melalui kotoran hewan yang terinfeksi dan dapat bertahan hidup di lingkungan hingga tiga hari.

E. coli menjajah inang baru melalui jalur fecal-oral, dengan menelan makanan mentah atau air yang terkontaminasi, menempel pada sel usus dan menyebabkan diare pada orang yang terkena.

Bakteri feses dapat menjajah uretra dan menyebar melalui saluran kemih ke kandung kemih dan ginjal atau prostat pada pria, menyebabkan infeksi saluran kemih.

Ketika strain spesifik E. coli, yang mengandung antigen kapsuler yang disebut K1, menjajah usus bayi baru lahir melalui vagina ibu yang terkontaminasi, bakteremia terjadi, yang menyebabkan meningitis neonatal.

Dalam kasus yang lebih jarang, strain virulen juga bertanggung jawab untuk sindrom uremik hemolitik, peritonitis, mastitis, septikemia, dan pneumonia.

Salmonella

Begitu S. enterica memasuki inang baru, ia memulai siklus infeksinya melalui jaringan limfoid. Bakteri menempel pada sel epitel usus ileum dan sel M, mendorong di dalamnya penataan ulang sitoskeleton mereka yang memicu pembentukan riak besar di permukaan yang memungkinkan endositosis non-selektif, di mana bakteri berhasil memasuki sel. .

Demikian juga, Salmonella menghasilkan efek sitotoksik yang menghancurkan sel M dan menginduksi apoptosis pada makrofag yang teraktivasi dan fagositosis pada makrofag yang tidak teraktivasi, yang kemudian dibawa ke hati dan limpa, tempat mereka berkembang biak.

Pada manusia S. enterica dapat menyebabkan dua penyakit yaitu demam tifoid yang disebabkan oleh S. enterica sub. enterica Paratyphi serotypes atau salmonellosis yang disebabkan oleh serotipe lain.

Vibrio

Sebagian besar infeksi Vibrio berhubungan dengan gastroenteritis, tetapi juga dapat menginfeksi luka terbuka dan menyebabkan septikemia. Bakteri ini dapat dibawa oleh hewan laut dan menelannya menyebabkan infeksi yang fatal pada manusia.

Y. cholerae (agen penyebab kolera) biasanya menyebar melalui air yang terkontaminasi. Spesies patogen lain seperti V. parahaemolyticus dan V. vulnificus ditularkan melalui makanan yang terkontaminasi, umumnya terkait dengan konsumsi kerang yang kurang matang.

Wabah V. vulnificus mematikan dan biasanya terjadi di iklim panas. Setelah Badai Katrina, di New Orleans, terjadi wabah spesies ini.

Helicobacter

Beberapa spesies Helicobacter hidup di saluran pencernaan bagian atas dan hati mamalia dan beberapa burung. Beberapa strain bakteri ini bersifat patogen bagi manusia dan sangat terkait dengan tukak lambung, gastritis kronis, duodenitis, dan kanker perut.

Spesies dari genus Helicobacter dapat berkembang biak di dalam perut mamalia, menghasilkan urease dalam jumlah besar, yang secara lokal meningkatkan pH dari 2 menjadi 6 atau 7, menjadikannya media yang lebih kompatibel.

Y. pylori menginfeksi hingga 50% populasi manusia. Itu ditemukan di lendir, di permukaan bagian dalam epitel, dan kadang-kadang di dalam sel epitel lambung.

Kolonisasi lambung oleh H. pylori dapat menyebabkan gastritis kronis, peradangan pada lapisan lambung di tempat infeksi.

Yersinia

Genus Yersinia mencakup 11 spesies, di mana hanya Y. pestis, Y. pseudotuberculosis, dan strain Y. enterocolitica tertentu yang memiliki kepentingan patogen bagi manusia dan beberapa hewan berdarah panas.

Y. pestis adalah agen penyebab penyakit pneumonia, septikemia dan pes. Jenis wabah tergantung dari bentuk infeksinya, baik melalui gigitan kutu yang terinfeksi (pes dan septicemic plague) atau dari orang ke orang melalui batuk, muntah dan bersin, ketika penyakit telah berkembang menjadi bentuk pneumonia. (wabah paru atau pneumonia).

Wabah pneumonia terjadi ketika bakteri menginfeksi paru-paru, sedangkan wabah pes terjadi saat bakteri masuk ke tubuh melalui kulit dari gigitan kutu dan berjalan melalui pembuluh limfatik ke kelenjar getah bening, menyebabkan peradangan. Akhirnya, wabah septikemia terjadi akibat infeksi darah, setelah gigitan kutu yang terinfeksi

Y. pseudotuberculosis ditularkan melalui kontak dengan hewan yang terinfeksi atau dengan mengonsumsi makanan dan air yang terkontaminasi. Ini adalah penyebab penyakit yang mirip dengan tuberkulosis, disebut demam berdarah, yang menyerang kelenjar getah bening. Dapat menyebabkan nekrosis jaringan lokal, granuloma di limpa, hati dan kelenjar getah bening.

Infeksi Y. enterocolitica umumnya terjadi akibat konsumsi daging babi yang kurang matang atau dari air, daging, atau susu yang terkontaminasi. Infeksi akut umumnya menyebabkan kolitis entero terbatas atau ileitis terminal dan adenitis pada manusia. Gejala mungkin termasuk diare dan demam berair atau berdarah, mirip dengan usus buntu atau salmonellosis atau shigellosis.

Referensi

1. Garrity, Gm, Bell, JA, & Lilburn, TG (2004). Garis Besar Taksonomi Prokariota. Manual Bakteriologi Sistematis Bergey, Edisi Kedua. Springer-Verlag, New York.
2. Rizzatti, G., Lopetuso, LR, Gibiino, G., Binda, C. & Gasbarrini, A. (2017) Proteobacteria: Faktor Umum dalam Penyakit Manusia. Biomed Research International, 2017: 9351507.
3. Sachs, JL, Skophammer, RG, Nidhanjali Bansal & Stajich, JE (2013). Asal evolusioner dan diversifikasi proteobacterial mutualists. Proceedings of the Royal Society, 281: 20132146.
4. Euzéby, JP (1997). Daftar Nama Bakteri dengan Standing in Nomenclature: Folder yang Tersedia di Internet. Jurnal Internasional Bakteriologi Sistematis 47, 590-592; doi: 10.1099 / 00207713-47-2-590. Diakses tanggal 7 Oktober 2018.
5. Kelly P. Williams, KP, Sobral, BW, dan Dickerman AW (2007). Pohon Spesies yang Kuat untuk Alphaproteobacteria. Jurnal Bakteri, 189 (13): 4578-4586.