FIRMICUTES: EGENSKAPER, MORFOLOGI OG KLASSIFISERING - BIOLOGI - 2025

Firmicutes er en av filaene som bakterier er klassifisert i. Denne filylen består av tre klasser (Bacilli, Clostridia og Erysipelotrichia), 26 familier og 223 slekter, og utgjør således den viktigste bakterielle filylen.

Bakteriene klassifisert i dette filylet har en felles evolusjonshistorie. De har alle en stiv cellevegg, som navnet Firmicutes stammer fra (på latin betyr firmus fast og hudfarge refererer til huden eller celleveggen).

Lactobacillus acidophilus. Av dok. RNDr. Josef Reischig, CSc. (Forfatterarkiv), via Wikimedia Commons

Alle filumbakterier inneholder muraminsyre i celleveggen, og noen inneholder teitoinsyre. De fleste er gram-positive med unntak av familiene Veillonellaceae og Syntrophomonadaceae, som er gram-negative.

Firmicutes-bakterier er fenotypisk forskjellige, og kan være sfæriske, rette, buede celler, spiralformede stenger eller filamenter, med eller uten flagella, med eller uten varmebestandige endosporer.

De kan være aerobe, fakultative eller strenge anaerobe. Noen er termofile og / eller halofile. Noen av dem er kjemoganotrofer og andre er anoksiske fotoheterotrofer. De fleste vokser med nøytral pH, men noen er syrlige eller alkalifile. De har et DNA-innhold som generelt er mindre enn 50%.

Bakteriene klassifisert i phylum Firmicutes utgjør en viktig del av den menneskelige tarmfloraen, sammen med de som er klassifisert i phylum Bacteriodetes. Nyere studier har identifisert at tarmmikrobiota fra overvektige mennesker og dyremodeller er assosiert med en større overflod av Firmicutes, i forhold til Bacteriodetes.

Generelle egenskaper

fylogeni

Filogenen til Firmicutes har blitt kontinuerlig revidert og studert på nytt og inneholder flere og flere data og nye metoder som gjør det mulig å foreslå nye evolusjonshypoteser.

Nyere studier basert på analyse av små underenheter av ribosomale RNA-nukleotidsekvenser har generert et fylogenetisk rammeverk hvor Firmicutes phylum består av tre klasser (Basilli, Clostridia og Erysipelotrichia), 26 familier og 223 slekter.

I tidligere klassifiseringer inkluderte denne filylen en tilleggsklasse kalt Mollicutes, som skiller seg fra resten av Firmicutes-bakteriene ved at den mangler stive cellevegger, mangler peptidoglykaner eller muraminsyre, er fleksibel og er svært pleomorfe celler.

Denne gruppen er fjernet fra Firmicutes i nyere studier med alternative markører. Som et resultat ble Mollicutes-klassen hevet til Tenericute-kanten.

Familien Erysipelotrichaceae, tidligere klassifisert som Mollicutes, som danner en gram-positiv cellevegg, forblir i Firmicutes som en ny klasse kalt Erysipelotrichia, med en enkelt rekkefølge (Erysipelotrichales) som inkluderer en enkelt familie (Erysipelotrichaceae). Nyere analyser bekrefter separasjonen mellom Basilli og Clostridia klasser.

Klassifisering

Clostridia-klasse

Clostridia-klassen er en fenotypisk, fysiologisk og økologisk mangfoldig polyfyletisk klede. Den inneholder både gram-positive og gram-negative bakterier, og de fleste slekter er spordannende, med unntak som Clostridium.

Clostridia-klassen er sammensatt av ordrene Clostridiales, Halanaerobiales og Thermoanaerobacterales. Bakterier som tilhører rekkefølgen Clostridiales er strenge anaerober, de av ordenen Halanaerobiales er halofile og de av ordenen Thermoanaerobacteriales er termofile.

Noen arter av Clostridia er av stor betydning for industrien, da de brukes til å produsere løsemidler som sluttproduktet av gjæringsprosessen.

Andre produserer giftstoffer, som Clostridium botulinum, også kjent som BoTox, for å lamme ansiktsmusklene for å redusere rynker i huden.

Erysipelotrichia klasse

Denne klassen er sammensatt av bakterier med form av fine, tynne, rette eller svakt buede stenger, med en tendens til å danne lange filamenter. De er ubevegelige, med en gram-positiv cellevegg, som ikke produserer endosporer.

De er aerobe, fakultative anaerobe. De er kjemoorganotrofe. De har en fermentativ respirasjonsmetabolisme. Denne gruppen inkluderer noen arter som er sykdomsfremkallende for pattedyr og fugler, inkludert Erysipelothrix rhusiopathiae og Bulleidia extructa.

Basilliklasse

Basilliklasse-bakterier danner generelt en gram-positiv cellevegg. De kan danne endosporer. De fleste er aerobe eller mikroaerofile, mens bare noen er fakultative anaerober. Bacilli-klassen består av ordrene Bacillales og Lactobacillales.

De fleste av slektene av ordenen Bacillales danner endosporer, selv om det er unntak. Videre har de gram-positiv farging av celleveggen i unge celler. De fleste av slektene har menakinon 7 (MK-7).

Langkjedede menakinoner, fra MK-6 til MK-11, er rapportert i familien thermoactinomycetaceae. Menakinoner er også kjent som vitamin K ₂ .

Antallet sidekjeder er angitt i det spesielle navnet på hver menakinon (f.eks. MK-6 har seks molekylære enheter festet til kjernen i molekylet dannet av en kinonring).

Slekten bacillales inkluderer sterkt patogene bakterier som Bacillus anthracis, som forårsaker miltbrann. En annen viktig art er Bacillus subtilis, en av organismer som brukes som modell i forskning for å forstå temaer som spenner fra celledifferensiering til jernlagring og DNA-replikasjon.

Bakterier av rekkefølgen Lactobacillales kan være stang- eller kokalkformet, ha gram-positiv celleveggfarging, danner ikke endosporer og er fakultative anaerober og er for det meste katalase-negative.

Denne rekkefølgen inkluderer gunstige bakterier som Lactobacillus, viktige komponenter i mage-tarmfloraen hos mennesker og andre dyr, og brukes håndverksmessig og industrielt for produksjon av yoghurt og andre fermenterte matvarer.

Gastrointestinal mikrobiota

Mage-tarm mikrobiota spiller en viktig rolle i å opprettholde menneskers helse ved å gi energi, næringsstoffer og immunbeskyttelse. Hos friske voksne er mer enn 1250 arter av bakterier identifisert, hovedsakelig tilhørende phyla Bacteroidetes, Firmicutes og Actinobacteria.

Generelt sett er forholdet Firmicutes / Bacteroidetes ansett som av stor betydning i sammensetningen av den menneskelige tarmen mikrobiota. Hos overvektige mennesker er det identifisert en høy andel Firmicutes, mens det er rapportert om invers forhold hos personer med lav vekt.

Sammensetningen av denne mikrobiota utvikler seg gjennom livet, fra tidlig barndom til alderdom. Dermed øker forholdet Firmicutes / Bacteroidetes fra fødsel til voksen alder og endres ytterligere med avansert alder.

Kosthold er også blitt identifisert for å ha en betydelig effekt på mage-tarm-mikrobiota. Firmicutes / Bacteroidetes-forholdet er høyere hos personer med dietter basert på animalsk protein og mettet fett enn hos de med dietter med mye grønnsaker og fiber.

referanser

1. Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: Bioteknologi og medisinske applikasjoner. Tyskland. Wiley-VCH.
2. Conlon, MA & og Bird. AR (2015). Effekten av kosthold og livsstil på tarmmikrobiota og menneskers helse. Næringsstoffer, 7 (1), 17-44.
3. Firmicutes. (2018, 30. januar). Wikipedia, The Free Encyclopedia. Høringsdato: 20:40, 27. september 2018 fra es.wikipedia.org
4. Firmicutes. (2018, 17. september) I Wikipedia, The Free Encyclopedia. Hentet 27.41, 27. september 2018, fra en.wikipedia.org
5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G og Furet JP. (2009). Firmicutes / Bacteroidetes-forholdet mellom den menneskelige mikrobiota endres med alderen. BMC Microbiology, 9 : 123.
6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. BRUKER.