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

Планктомицеты — это тип водных бактерий, которые обнаруживаются в образцах солоноватой, морской и пресной воды. Размножаются бутонами.

По своему строению организмы этой группы имеют яйцевидную форму и имеют остановку на конце тонкого цилиндрического выступа тела клетки, называемого стеблем, на непродуктивном конце, что помогает им прикрепляться друг к другу во время бутонизации.

Что делать в такой ситуации? Для начала рекомендуем. В этой статье подробно описаны методы борьбы с паразитами. Также рекомендуем обратиться к специалисту.

Планктомицеты — что это за микроорганизмы?

Планктомицеты или планктомицеты (Planctomycetes) — вид грамотрицательных бактерий, характеризующийся уникальной клеточной структурой, а именно наличием сложной системы замкнутых мембран. В частности, у некоторых представителей нуклеоид находится в ядерном теле, окруженном двойной мембраной. Некоторые виды выполняют анаммокс, анаэробный процесс окисления аммиака, во время которого образуется элементарный азот. Планктомицеты размножаются почкованием. У них есть цитоплазма и структура клеточной стенки, уникальная для бактерий, яйцевидная форма и «стебель» на нерепродуктивном конце, который помогает им закрепиться на субстрате.

Долгое время считалось, что у бактерий типа Planctomycetes отсутствует пептидогликан в клеточной стенке, что характерно для клеточных стенок большинства бактерий. Вместо этого считалось, что клеточная стенка планктомицетов состоит из гликопротеина, обогащенного глутаматом. Однако в настоящее время пептидогликан обнаружен в клеточных стенках всех планктомицетов.

Опаноиды, стероидоподобные вещества, укрепляющие плазматическую мембрану, находятся в мембране планктомицетов.

Стороение и свойства клетки

Клетки бактерий типа планктомицетов имеют характерную морфологию, то есть отличаются наличием внутренних компартментов, связанных с мембраной. В клетке планктомицетов выделяется парфоплазма — область, лишенная рибосом, расположенная непосредственно под клеточной мембраной, рибоплазма или пиреллусома — пространство, содержащее рибосомы и нуклеоид, окруженное двойной мембраной (пространство, расположенное под двойной мембраной, окружающей нуклеоид, принадлежит также с рибоплазмой, агрегированный нуклеоид и окружающая его мембрана иногда называют ядерным тельцом).

Читайте также:  Entamoeba Histolytica: жизненный цикл развития, какие болезни вызывает, симптомы

До открытия порибактерий планктомицеты считались единственными бактериями, имеющими сложную систему внутренних мембран. Реконструкция внутренней структуры Gemmata obscuriglobus с помощью трехмерной электронной томографии не могла дать однозначной интерпретации структуры этих мембран. В исследовании 2013 года внутренние компартменты мембраны представляют собой плотно расположенные инвагинации одной и той же мембраны, и, таким образом, у планктомицетов есть два пространства, характерных для грамотрицательных бактерий: цитоплазма и периплазматическое пространство. Избыток инвагинации увеличивает поверхность клетки в 3 раза, что, возможно, связано с особенностями биосинтеза стеролов у геммат. Однако исследование 2014 года показало, что мембранные компартменты Planctomycetes закрыты, то есть они не являются инвагинациями.

Есть свидетельства того, что Gemmata obscuriglobus способна поглощать большие молекулы в процессе, во многом напоминающем эндоцитоз, присущий эукариотам.

Не у всех планктомицетов есть нуклеоид, окруженный двойной мембраной. Таким образом, у вида Candidatus Brocadia anammoxidans нет ядерного тела, но есть анамоксосома — особая органелла, в которой происходит анаммокс, то есть анаэробное окисление аммиака с образованием азота.
Жизненный цикл Planctomycetes состоит из чередования сидячей стадии, которая прикрепляется к субстрату с помощью стебля, и подвижной стадии, в которой стебель является не продолжением клетки, а отдельным белковым придатком.

Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 16S рРНК показывает, что этот тип имеет высокий уровень гомологии с тремя другими типами: Verrucomicrobia, Chlamydiae и Lentisphaerae, которые образуют супертип. Изучение геномов представителей типа Planctomycetes проливает свет на происхождение метаногенеза и метилотрофии. Уникальной особенностью геномов представителей типа планктомицетов является отсутствие структуры оперона генов некоторых важных метаболических путей, что даже не характерно для прокариот. Сравнение нуклеотидных последовательностей некоторых генов показывает более высокий уровень гомологии с таковыми у эукариот: например, ген Gemmata obscuriglobus демонстрирует высокий уровень гомологии с геном, кодирующим белок интегрина альфа-V, который играет важную роль в трансмембранная передача сигналов у эукариот.

Читайте также:  Йодофильная флора в кале у ребенка и взрослого человека, патологическая и умеренная

Экология

Планктомицеты живут в пресной и соленой воде и являются важными членами микробных сообществ почвы. Кроме того, они встречаются в сфагновых болотах, а также обитают в анаэробных источниках, богатых соединениями серы.

Жизненный цикл

Жизненный цикл представителей планктомицетов аналогичен жизненным циклам некоторых других микроорганизмов с асимметричным делением клеток, например, бактерий рода Caulobacter. Это чередование неподвижных и подвижных клеток, плавающих с помощью жгутиков. Неподвижные клетки прорастают, образуя подвижные клетки, которые плывут на определенное расстояние, после чего фиксируются на месте, становятся неподвижными и начинают размножаться.

Новые горизонты в исследованиях планктомицетов

Планктомицеты являются одной из широко распространенных филогенетических групп бактериального домена, но редко представлены охарактеризованными изолятами.

Первый представитель планктомицетов, Planctomyces bekefii, был описан около века назад в ходе микроскопического анализа воды пруда венгерским микробиологом Гимези, который ошибочно принял его за планктонный гриб. Вопреки внушительному методическому арсеналу современной микробиологии, P bekefii и другие виды этого рода еще не были получены в культуре и были описаны только на основе морфологических критериев.

Несмотря на первоначальное описание как водные бактерии, планктомицеты позже были обнаружены с использованием молекулярных подходов в различных почвах, торфе, отложениях, микробиоценозах горных пород и т.д. Обычно они составляют от нескольких до пятнадцати процентов от общего бактериального разнообразия этих экосистем.

Несмотря на широкое распространение в природе, количество планктомицетов, полученных в сельскохозяйственных культурах и подробно охарактеризованных, растет очень медленно. В настоящее время тип Planctomycetes включает класс Planctomycetia, отряды Planctomycetales, Phycisphaerales и Candidatus Brocadiales, которые насчитывают не более трех десятков родов.

Наиболее изученными до недавнего времени, как это ни парадоксально, были представители Candidatus Brocadiales — планктомицеты группы анаммокс, осуществляющие процесс анаэробного окисления аммония и используемые в биотехнологии очистки сточных вод. Знания о «классических» планктомицетах отряда Planctomycetales и их функциях в естественных экосистемах по-прежнему остаются очень плохими. Представители этого отряда поистине уникальны во многих отношениях: сложности клеточной организации, жизненного цикла, липидного состава и так далее.

Читайте также:  Кампилобактерии: виды, наличие в мазке, в кале, диагностика и лечение

Проведенный в последнее десятилетие анализ геномов некоторых планктомицетов во многом способствовал углублению знаний о них, хотя доля генов, функции которых остаются неясными, в геномах этих бактерий составляет более половины. Большой размер генома (до 12 млн п.н.) делает планктомицеты перспективными мишенями для поиска новых биологически активных соединений.

Лаборатория микробиологии болотных экосистем Института микробиологии им. С.Н. Виноградский федеральный биотехнологический научный центр РАН работает в области изучения планктомицетов с 2006 года. За это время сотрудники лаборатории описали 8 новых родов и 10 видов, а также 2 новых семейства этих бактерий. Использование высокопроизводительного секвенирования позволило идентифицировать и охарактеризовать чрезвычайно высокое разнообразие планктомицетов в бореальных болотах, заболоченных тундровых почвах и пресноводных водоемах. Используя подходы метатраскриптомики, был выдвинут ряд гипотез о функциональном потенциале болотных планктомицетов, которые были подтверждены анализом геномов и изучением физиологии новых изолятов.

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

  • В состав входят только натуральные компоненты;
  • Эффективно уничтожает большинство видов гельминтов за 21 день.
  • Не вызывает побочных эффектов;
  • Он выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
  • Абсолютно безопасно;
  • Защищает печень, сердце, легкие, желудок, кожу от паразитов;

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию