Зелёные серобактерии: описание и жизненный цикл, значение

Зеленые серные бактерии неподвижны (за исключением хлорогерпетона талалия, который может скользить) и способны к аноксигеническому фотосинтезу. В отличие от растений, зеленые серные бактерии в основном используют сульфид-ионы в качестве доноров электронов.

Это автотрофы, которые используют обратный цикл трикарбоновых кислот для фиксации углерода. Зеленые серные бактерии были обнаружены на глубине до 145 м в Черном море в условиях плохой освещенности.

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

Эти зеленые серные бактерии (Chlorobiaceae) представляют собой семейство облигатных анаэробных фотоавтотрофных бактерий. Вместе с нефотосинтетическими Ignavibacteriaceae они образуют филум Chlorobi.

Что такое серобактерии?

Согласно новой классификации пурпурные и зеленые бактерии объединены в отряд Rhodospirillales, который включает два подотряда: Rhodospirillindeae и Chlorobiineae. Первый представляет пурпурные бактерии, а второй — зеленые бактерии. Это подразделение основано на некоторых различиях в составе хлорофиллов, образованных этими микроорганизмами, и коррелирует с другими их свойствами.

Подотряд Rhodospirillineae состоит из двух семейств: Rhodospirillaceae и Chromatiaceae. Семейство Rhodospirillaceae включает микроорганизмы, обычно известные как пурпурные несернистые бактерии, а семейство Chromatiaceae включает микроорганизмы, называемые пурпурными серными бактериями или пурпурными серными бактериями. Это разделение основано на некоторых различиях в их физиологических свойствах, в основном на связи с сероводородом.

Подотряд Chlorobiineae пока представлен одним семейством — Chlorobiaceae. Эти микроорганизмы обычно называют зелеными серными бактериями или зелеными серными бактериями. Как и пурпурные серные бактерии, все члены этого семейства способны окислять сероводород. Только недавно были выделены зеленые бактерии (Chloroflexis), потребность которых в сероводороде и других восстановленных соединениях серы не была установлена. Поэтому их нельзя отнести к семейству Chlorobiacee.

На основании преимущественно морфологических признаков каждое из семейств фототрофных бактерий делится на определенное количество родов. Основы этой классификации были заложены в 1888 г. С. Н. Виноградским и с некоторыми изменениями сохранились до наших дней.

Какие бывают зеленые серобактерии?

Семейство Chlorobiaceae состоит из зеленых серных бактерий, имеет 5 родов и 9 видов. Наиболее известные представители рода Chlorobium, к которым относятся 4 вида и две разновидности (C limicola, C limicola forma thiosulfatophilum, C vibrioforme, C vibrioforme forma thiosulfatophilum, C phaeobacteroides, C phaeovibrioides).

Читайте также:  Стафилококк ауреус: лечение в горле и носу, методы диагностики

Это фиксированные стержни или формы вибриона размером 0,3-0,8 × 1,0-3,0 мкм. Организм, такой как C limicola, часто образует цепочки клеток. Для зеленых бактерий рода Pelodictyon (P clathratiforme, P luteolum) показана способность образовывать клеточные агрегаты, которые у P clathratiforme имеют вид ретикулярных структур. Отдельные клетки имеют овальную или палочковидную форму и способны ветвиться.

Бактерии, принадлежащие к роду Prosthecochloris (P aestuarii), отличаются тем, что их клетки имеют разрастания (протезы), но по физиологическим свойствам схожи с Chlorobium. Наличие длинных наростов характерно и для зеленых бактерий, выделенных в особый род Ancalochloris (A perfilievii). Впервые P aestuarii и A perfilievii были описаны В. М. Горленко. Последний род зеленых серных бактерий представлен малоизученным организмом Clathracloris sulfica, который наблюдается только в природных материалах и накопительных культурах.

Следует также отметить, что такие микроорганизмы, как Chloroflexis, теперь включены в подотряд Chlorobiineae. Известно два штамма этих бактерий: F-1 и F-2. Никаких конкретных имен пока не было.

Свойства зеленых серобактерий

Зеленые серные бактерии (лат. Chlorobiaceae) представляют собой семейство облигатных анаэробных бактерий (более серьезных, чем пурпурные бактерии, не растут в присутствии O2) фотолитотрофных грамотрицательных бактерий, которые используют сероводород (H2S), водород (H2) и элементарную серу. (S 0) в качестве доноров электронов… По происхождению они относятся к супертипу Bacteroidetes-Chlorobi, однако они неоднородны и поэтому классифицируются как отдельный тип.

Характеристика

Клетки палочковидные, яйцевидные, слегка изогнутые, сферические или спиральные. При выращивании в чистой культуре они часто образуют цепочки, клубки или сетчатые структуры. Гликоген накапливается как резервное вещество. Группа достаточно однородна по нуклеотидному составу ДНК: молярное содержание оснований GC колеблется от 48 до 58%. Зеленые серные бактерии неподвижны (за исключением талалия Chloroherpeton, который может перемещаться с помощью бактериального потока), но имеют газообразные вакуоли. Фотосинтез происходит с использованием бактериохлорофиллов с, лань, которые действуют как вспомогательные пигменты для бактериохлорофилла а, а также алициклических каротиноидов.

Большинство вспомогательных хлорофиллов расположено в хлоросомах, которые представляют собой покрытые белком органеллы, которые прикрепляются к внутренней стороне цитоплазматической мембраны клетки с помощью базальной пластинки. Основным источником углерода является углекислый газ. Эти бактерии используют сульфиды, водород или, в редких случаях, ионы железа в качестве доноров электронов; фотосинтез происходит с помощью реакционного центра типа I, сходного по структуре с фотосистемой I, и комплекса Фенна-Мэтьюза-Олсона. И наоборот, клетки растений используют воду в качестве донора электронов и образуют кислород. Большинство видов являются мезофильными и нейтрофильными, некоторые формы галотолерантны.

Читайте также:  Как и чем быстро вывести вшей и гнид у ребенка: советы и рекомендации

Окисление сульфида, происходящее в периплазматическом пространстве, в первой фазе приводит к образованию молекулярной серы, которая откладывается вне клетки. После того, как H2S истощается из среды, S 0 поглощается клетками и окисляется до сульфата в периплазматическом пространстве. Изучение локализации образования молекулярной серы в разных группах фототрофных и хемотрофных эубактерий, окисляющих H2S, позволило сделать вывод об их однотипности. Во всех случаях сера образуется в периплазматическом пространстве клетки, но у некоторых организмов она затем выделяется в окружающую среду (зеленые несернистые бактерии), в то время как у других она остается внутри клетки.

Местообитание

Виды зеленых серных бактерий были обнаружены в воде возле черных курильщиков на тихоокеанском побережье Мексики, на глубине до 2500 м. Эта глубина, куда не проникает солнечный свет, бактерии, обозначенные GSB1, живут исключительно за счет тусклого свечения гидротермального источника весна.

Зеленые серные бактерии также встречаются в озере Матано в Индонезии на глубине около 110-120 метров. Популяция может содержать виды Chlorobium ferrooxidans.

Зеленые серные бактерии редко образуют скопления. Они растут в илах в хемоклине под слоем пурпурных бактерий. С глубиной зеленые виды сменяются коричневыми. Для них характерно образование консорциумов на основе синтрофии сероводорода.

Физиология

Способность зеленых серных бактерий использовать органические соединения ограничена несколькими сахарами, аминокислотами и органическими кислотами. Ни при каких обстоятельствах органические соединения не могут выступать в качестве доноров электронов или основного источника углерода. Их можно использовать только в присутствии H2S и CO2. Некоторые зеленые серные бактерии продемонстрировали способность фиксировать N2, другие предпочитают ионы аммония в качестве источника азота.

Необычной особенностью группы является доказанное наличие восстанавливающего цикла трикарбоновых кислот, или цикла Арнона, вместо обычного цикла Кальвина. В этом цикле углекислый газ регистрируется только в ходе ферментативных реакций, две из которых протекают с участием фотохимически восстановленного ферредоксина, а одна — аналогичным образом образуется из НАДН. В результате кругооборота трех молекул CO2 и 12H + с использованием энергии пяти молекул АТФ синтезируется одна молекула триосфосфата. Есть открытый CTB без глиоксилированного шунта. Большинство из них способны самостоятельно синтезировать все вещества, необходимые для жизни, но некоторым нужен витамин B12.

Читайте также:  Как обнаружить лямблии в организме у ребенка и взрослого человека, симптомы и диагностика

Зеленые серные бактерии способны к аноксигеническому фотосинтезу. Из переносчиков электронов у них есть цитохромы c и b, а также менахиноны. Синтез восстанавливающих эквивалентов осуществляется за счет электронов окисленной серы, которые входят в цикл с помощью фермента тиосульфатредуктазы, который окисляет тиосульфат и восстанавливает цитохром с. По интенсивности света они делятся на две группы: первая требует сильного освещения, а вторая способна существовать на глубине до 80 м и более в условиях низкой освещенности.

Chlorobium tepidum этой группы используется как модельный организм. На данный момент геном десяти представителей группы секвенирован, что позволяет охарактеризовать биоразнообразие всей семьи. Эти геномы имеют размер 2–3 Мбит / с и кодируют 1750–2800 генов, 1400–1500 из которых являются общими для всех штаммов. У этих бактерий отсутствует двухкомпонентная гистидинкиназа и регуляторные гены, что указывает на ограниченную фенотипическую пластичность и неспособность быстро адаптироваться к быстро меняющимся условиям окружающей среды. Незначительная зависимость этих бактерий от белков-переносчиков органических веществ и факторов транскрипции также свидетельствует об адаптации этих организмов к узкой экологической нише с ограниченными источниками энергии, такой как цианобактерии Prochlorococcus и Synechococcus.

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

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

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию