taxonomický systém bakterií
DESCRIPTION
Taxonomický systém bakterií. Podle Bergey ’s manual of systematic bacteriology - systematická příručka Bergey ’s manual of determinative bacteriology – určovací příručka 35 skupin podle fenotypové podobnosti Nově snaha o zatřídění do 23 kmenů podle fylogenetické příbuznosti - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/1.jpg)
Taxonomický systém bakterií• Podle
– Bergey’s manual of systematic bacteriology - systematická příručka
– Bergey’s manual of determinative bacteriology – určovací příručka
• 35 skupin podle fenotypové podobnosti• Nově snaha o zatřídění do 23 kmenů
podle fylogenetické příbuznosti– správnější, ale méně praktické– kmen zahrnuje obvykle více skupin– mnohé skupiny patří do více kmenů
![Page 2: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/2.jpg)
Evoluce bakterií
Společný předek
BacteriaArchea
Eukarya
RostlinyHouby
Živočichové
![Page 3: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/3.jpg)
Evoluce bakterií
Aquifex
Thermotoga
Zelené nesirnébakterie
Radiorezistentnímikrokoky
Spirochety
Zelené sirnébakterie
PlanktomycetyChlamydie
Grampozitivníbakterie
Proteobakterie
FlavobakterieCytophagaBacteroides
Cyanobakterie
![Page 4: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/4.jpg)
Spirochety (1.skupina)• chemoorganotrofní• délka až 500 m• osové vlákno – spirálovitá struktura
zabudovaná do buněčné stěny– kontraktilní – vývrtkovitý pohyb
• některé druhy patogenní• Treponema pallidum – syfilis• Borellia burgdorferi – lymská borelióza
![Page 5: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/5.jpg)
Borrelia burgdorferi
Treponema pallidum
![Page 6: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/6.jpg)
Spirily (2.skupina)• spirální či vibroidní buňky• aerobní, heterotrofní• 1-2 bičíky• Bdellovibrio bacteriovorus = predátor
jiných bakterií• Helicobacter pylori – choroby žaludku
(vředy, gastritida, možná rakovina)
![Page 7: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/7.jpg)
Gramnegativní aerobní nebo mikroaerofilní tyčinky a koky (4.skupina)• Obligátně aerobní nebo mikroaerofilní• Většina heterotrofní, některé autotrofní
(využívání H2)• Nesporulující• Obvykle mají bičíky• Hojně rozšířené
![Page 8: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/8.jpg)
Gramnegativní aerobní nebo mikroaerofilní tyčinky a koky (4.skupina)• Agrobacterium tumefaciens
– napadá rostliny pomocí tzv. Ti-plasmidu– rostlina pak produkuje opiny
(aminokyseliny), kterými se bakterie živí– Ti-plasmid se integruje (začleňuje) do DNA
– využití v genovém inženýrství rostlin• Zoogloea – štěpení aromatických látek
– čištění odpadních vod
![Page 9: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/9.jpg)
Gramnegativní aerobní nebo mikroaerofilní tyčinky a koky (4.skupina)• Methylomonas – schopnost využití
jednouhlíkatých sloučenin (methanol, methan…)
• Acetobacter – oxidace sacharidů a ethanolu na octovou kyselinu
– výroba octa– octovatění vína– striktně aerobní metabolismus– při nedostatku substrátu oxidace až na CO2
a H2O
![Page 10: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/10.jpg)
Gramnegativní aerobní nebo mikroaerofilní tyčinky a koky (4.skupina)• Azotobacter – váže vzdušný N2
• Rhizobium – váže vzdušný N2, symbióza s kořeny rostlin (luskoviny)
– hlízkovité bakterie• Legionella pneumophila – legionářská
nemoc– přenos vodou, včetně trubek
• Neisseria gonorrhoeae – kapavka• Neisseria meningitidis – meningitida
![Page 11: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/11.jpg)
Pseudomonas• = falešná mince• nefermentující tyčinky• aerobní, výjimečně respirace nitrátů• bohatý metabolismus – využívání
nejrůznějších uhlíkatých zdrojů– proteiny– lipidy– uhlovodíky – alifatické, aromatické– deriváty uhlovodíků – fenoly, chlorované
látky...• některé patogenní, kažení potravin
![Page 12: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/12.jpg)
Fakultativně anaerobní gramnegativní tyčinky (5.skupina)• heterotrofní, občas autotrofní využití H2
• přepínání oxidační respirace a fermentace
• 4 podskupiny (čeledě)– Enterobacteriaceae - tyčinky– Vibrionaceae – zakřivené tyčinky– Pasteurellaceae – koky a tyčinky– ostatní – umělý taxon
![Page 13: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/13.jpg)
Enterobacteriaceae• tyčinky, peritrichní• často patogeny či oportunní patogeny
– součást přirozené mikroflóry, který se může stát patogenem
• Enterobacter aerogenes – součást střevní mikroflóry, oportuntní meningitida
• Escherichia coli – součást střevní mikroflóry– indikátor fekálního znečištění– některé kmeny patogenní, produkce toxinů
(průjmy)– modelová, nejprozkoumanější bakterie
![Page 14: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/14.jpg)
Enterobacteriaceae
• Salmonella – salmonelózy (zánět střeva)• Salmonella typhi – tyfus
– někteří lidé odolní, ale nakažliví - bacilonosoči• Shigella dysenteriae – úplavice• Yersinia pestis - mor
![Page 15: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/15.jpg)
Vibrionaceae• delší zahnuté tyčinky• Vibrio cholerae – cholera• Vibrio fischeri – luminiscenční mořská
bakterie, symbióza s mořskými organismy, testy toxicity
![Page 16: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/16.jpg)
Pasteurellaceaea• koky, krátké tyčinky• Haemophillus influenzae – meningitida
dětí
![Page 17: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/17.jpg)
Ostatní• Zymomonas – fermentace sacharidů na
ethanol– vysoká odolnost k ethanolu– dosahuje vyšší konverze ethanolu než
kvasinky (přes 20%)– potenciál využití v lihovarnictví, hlavně při
produkci bioethanolu– způsobuje kažení nápojů, hlavně
alkoholických (pivo, víno)
![Page 18: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/18.jpg)
Desulfobakterie (7. skupina)• obligátně anaerobní• anaerobní respirace síranů a síry na H2S
• zdroj elektronů H2 a jednoduché organické látky (kyseliny, ethanol)
• zdroj uhlíku stejný nebo CO2
• ve vodních sedimentech bez kyslíku –hnilobný zápach organicky znečištěných vod
• Desulfovibrio – v ropných polích (zdroj H2S v ropě)
![Page 19: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/19.jpg)
Riketsie a chlamydie (9. skupina)• obligátní parazité obratlovců a členovců –
rozmnožování v cytoplazmě buněk– mj. obrana před imunitním systémem
• přenos hmyzem (vši, blechy…) na zvířata i člověka, pohlavní přenos
• Rickettsia prowazekii – skvrnivka (epidemický skvrnitý tyfus) – přenos vešmi
– nejpodobnější genom mitochondrii – potenciální předchůdce
![Page 20: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/20.jpg)
Riketsie a chlamydie (9. skupina)• Chlamydie – patogenní, rozmnožování v
cytoplazmě hostitelských buněk– nejčastější pohlavně přenášené
mikroorganismy
![Page 21: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/21.jpg)
Anoxygenní fototrofní bakterie (10. skupina)• fotosyntéza bez produkce kyslíku• speciální bakteriochlorofyly odlišné od
rostlinných– bakteriochlorofyl a, b – purpurové bakterie– bakteriochlorofyl G – heliobakterie– bakteriochlorofyl c, d, e – zelené bakterie
• zdrojem elektronů jsou redukované sirné sloučeniny (sulfidy, síra, thiosírany...) nebo jednodušší organické látky
![Page 22: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/22.jpg)
Anoxygenní fototrofní bakterie (10. skupina)• zdroj uhlíku CO2 (autotrofie) nebo
organické látky (heterotrofie)• zdroj dusíku N2 nebo amonné ionty• při nedostatku světla aerobní respirace• časté ukládání síry uvnitř buněk i vně• 7 skupin podle chlorofylu a zdroje
elektronů
![Page 23: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/23.jpg)
Oxygenní fototrofní bakterie (11. skupina)
• obsahují chlorofyl a (jako rostliny)• při fotosyntéze oxidují vodu na kyslík (zdroj
elektronů)• někdy též anoxygenní fotosyntéza v
přítomnosti sulfidů• při nedostatku světla i respirace a
fermentace – jen udržovací, nerozmnožují se• často tvorba vláken nebo shluků• některé druhy žijí symbioticky s eukaryemi
(houbami, rozsivkami) - vznik chloroplastů?
![Page 24: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/24.jpg)
Oxygenní fototrofní bakterie (11. skupina)
• dvě podskupiny• Prochlorofyta – chlorofyl a i b• Cyanobakterie (sinice)
– více barviv– velmi přizpůsobivé (např. teplota 2-74°C)– autotrofní, schopnost fixovat vzdušný N2
– součást planktonu– „vodní květ“ v nádržích, kde je vysoká
koncentrace fosfátů – eutrofizace vody– produkce cyanotoxinů – zdraví škodlivé
![Page 25: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/25.jpg)
Aerobní chemoautotrofní bakterie (12. skupina)• oxidace různých anorganických a
jednoduchých látek• akceptor elektronů kyslík, výjimečně
dusičnany• zdroj uhlíku CO2
• Thiobacillus, Thiothrix – oxidace redukovaných sirných sloučenin (sulfidy, síra) na sírany resp. H2SO4
– tvoří kyselé prostředí
![Page 26: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/26.jpg)
Aerobní chemoautotrofní bakterie (12. skupina)• Gallionella – oxidace Fe2+ na Fe3+
– ucpávání trubek• Nitrosomonas – oxidace amoniaku na
dusitany– čištění odpadních vod
• Nitrobacter – oxidace dusitanů na dusičnany
– čištění odpadních vod
![Page 27: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/27.jpg)
Kaulobakterie a planktomycety (13. skupina)
• Kaulobakterie –nepravidelné tvary
• Prostéky – úzké výběžky obsahující cytoplasmu
• Aerobní, heterotrofní• Dělení buněk:
– odštěpování prosték (pučení)– příčné dělení
• Caulobacter
![Page 28: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/28.jpg)
Kaulobakterie a planktomycety (13. skupina)
• Planktomycety – bez prosték• Stébla – úzké výběžky bez cytoplasmy
– vázaní buňky na substrát– na konci oxidy železa a manganu
• Aerobní, heterotrofní• Planctomyces
![Page 29: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/29.jpg)
Pochvaté bakterie (14. skupina)
• Tyčinkovité buňky obalené extracelulárním materiálem za tvorby pochvy – pseudomycelium
• Oxidy železa a manganu – žlutá až hnědá barva
• Aerobní, heterotrofní• Leptothrix
![Page 30: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/30.jpg)
Myxobakterie (16. skupina)
• tyčinky• chemoheterotrofní• atrichní• klouzavý pohyb po substrátu pomocí
slizu• složitý životní cyklus za tvorby
buněčných valů a plodniček• rozkládají spektrum proteinů, lipidů a
polysacharidů pomocí extracelulárních enzymů
![Page 31: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/31.jpg)
Myxobakterie (16. skupina)
• Myxococcus
![Page 32: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/32.jpg)
Myxobakterie (16. skupina)
![Page 33: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/33.jpg)
Grampozitivní koky (17. skupina)• chemotrofní• nesporulující• v různých shlucích (páry, tetrády…)• od obligátně aerobních až po obligátně
anaerobní• mnohé patogenní – léčba penicilinovými
antibiotiky• Staphylococcus aureus – hnisavé záněty
s různou vážností– produkce toxinů v potravinách
![Page 34: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/34.jpg)
Grampozitivní koky (17. skupina)• Streptococcus – patogenní druhy,
rozklad krve, meningitida, záněty• Lactococcus – neškodný
– jen fermentační metabolismus za produkce kys. mléčné
– mlékárenství (jogurty, sýry, kysaná smetana…)
• Pediococcus – tvorba kyseliny mléčné– použití v uzenářství (chuť a ochrana proti
hnilobným bakteriím)– některé produkují biacetyl – kontaminace
piva
![Page 35: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/35.jpg)
Grampozitivní koky (17. skupina)• Leuconostoc - heterofermentativní mléčné
kvašení (kys. mléčná, ethanol, CO2)– produkuje hodně slizu – průmyslová produkce
dextranu (náhražka krevní plazmy)– jinde na závadu (rosolovatění vod, shluky droždí…)
• Micrococcus – přísně aerobní– tvoří karotenoidní barviva – odolnost vůči UV záření
• Deinococcus – velmi odolný proti radioaktivnímu záření
– segmenty DNA – snadné opravy
![Page 36: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/36.jpg)
Grampozitivní sporulující tyčinky a koky (18. skupina)• tvorba odolných spor• obvykle s bičíky• obligátně anaerobní až obligátně aerobní• většinou bohatý metabolismus
– velká produkce extracelulárních enzymů– rozklad různých polymerů– produkce antibiotik– neobvyklé kvasné produkty
![Page 37: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/37.jpg)
Clostridium• Striktně anaerobní fermentační
metabolismus• Citlivost na kyslík• Neobvyklé fermentační dráhy, produkce
H2, kyselin, acetonu, butanolu (výroba)• Nebezpečné patogeny, kažení potravin• Clostridium tetani – tetanus, produkce
neurotoxinu tetanospasminu• Clostridium botulinum – produkce tzv.
botulotoxinu (prudký jed) při nedokonalé sterilaci konzerv
![Page 38: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/38.jpg)
Bacillus• fakultativně aerobní• tvorba peptidových antibiotik (bacitracin)• některé patogenní• produkce nejrůznějších sacharolytických
enzymů– průmyslová produkce amylas (pivovarství)– máčení lnu
• Bacillus anthracis – sněť slezinná (anthrax), biologické zbraně, terorismus
![Page 39: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/39.jpg)
Grampozitivní sporulující tyčinky a koky (18. skupina)• Deslufotomaculum – nepatogenní
– anaerobní respirace sirných sloučenin (siřičitany, sírany), produkce H2S
![Page 40: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/40.jpg)
Grampozitivní nesporulující tyčinky pravidelného tvaru (19. skupina)• Heterotrofní• Různý vztah ke kyslíku• Lactobacillus - mikroaerofilní
– mléčné kvašení– mlékárenský průmysl (sýry, kefír, jogurty…)– součást střevní i vaginální mikroflóry savců
• Listeria monocytogenes – listerióza– nákaza hlavně z potravin– rozmnožování i při 4°C (lednice) -
psychrofilní– vysoká úmrtnost (kojenci,důchodci), potraty
![Page 41: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/41.jpg)
Grampozitivní nesporulující tyčinky nepravidelného tvaru (20. skupina)
• Heterotrofní• Různý vztah ke kyslíku• Cellulomonas – schopnost rozkládat
celulózu pomocí extracelulárních enzymů (celuláz)
• Corynebacterium diphteriae – záškrt• Bifidobacterium – součást střevní a ústní
mikroflóry savců– probiotika
![Page 42: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/42.jpg)
Mykobakterie (21.skupina)• Grampozitivní, aerobní, tyčinky• Nepohyblivé, nesporulující• Pomalu rostou• Někdy tvoří vlákna• Mycobacterium tuberculosis -
tuberkulóza
![Page 43: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/43.jpg)
Aktinomycety (22.-29.skupina)
• Grampozitivní, heterotrofní• Větvící se vlákna (hyfy)
– shluk vláken = mycelium– rozpad vláken
• Až na výjimky půdní bakterie• Význam v koloběhu prvků• Plísňový pach• Některé patogenní pro zvířata i rostliny• Producenti antibiotik
![Page 44: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/44.jpg)
Aktinomycety (22.-29.skupina)
• Frankia – půdní, fixace N2, symbióza s rostlinami podobná hlízkovitým bakteriím
• Streptomyces – půdní, vláknité– producenti antibiotik – průmyslová výroba– plísňový zápach půdy– největší genomy mezi bakteriemi
![Page 45: Taxonomický systém bakterií](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081604/56814c97550346895db9a9a0/html5/thumbnails/45.jpg)
Mykoplasmata (30.skupina)• Bez buněčné stěny• Různý tvar buněk (chybí tvarování
buněčnou stěnou)• Malé buňky (200 nm)• Velmi malé genomy• Vyžadují cholesterol a mastné kyseliny• Různý vztah ke kyslíku• Saprofyté, parazité, patogeny• Mycoplasma pneumonie – katar horních
cest dýchacích, pneumonie