Firmicutes kenmerken, morfologie, fylogenie en classificatie

Firmicutes Het is een van de randen waarbinnen Bacteriën zijn ingedeeld. Dit phylum bestaat uit drie klassen (Bacilli, Clostridia en Erysipelotrichia), 26 families en 223 geslachten, en vormt zo het belangrijkste bacteriële phylum.

De bacteriën die in dit phylum zijn ingedeeld, hebben een gemeenschappelijke evolutionaire geschiedenis. Ze hebben allemaal een stijve celwand, waarvan de naam Firmicutes is afgeleid (in het Latijn firmus  betekent stevig en teint naar de huid of celwand verwijzen). 

Alle bacteriën van de rand bevatten murámicozuur in de celwand en sommige bevatten theitoïnezuur. De meerderheid is grampositief, met uitzondering van de families Veillonellaceae en Syntrophomonadaceae, die gramnegatief zijn.

Firmicutes bacteriën fenotypisch verschillend kunnen zijn bolvormige cellen, recht, gebogen, spiraalvormige staven of draden, met of zonder flagellen, met of zonder warmte resistente endosporen.

Het kunnen aërobe, facultatieve of strikte anaëroben zijn. Sommige zijn thermofiel en / of halofiel. Sommige daarvan zijn chemoganotrofen en andere anoxische foto-heterotrofen. De meeste groeien bij neutrale pH, maar sommige zijn acidofiel of alkalofiel. Ze hebben een DNA-gehalte dat over het algemeen minder is dan 50%.

De bacteriën die zijn ingedeeld in de Fylum Phylum vormen een belangrijk deel van de menselijke darmflora, samen met de bacteriën die in de fylum Bacteriodetes zijn ingedeeld. Recente studies hebben aangetoond dat de intestinale microbiota van mensen en obese diermodellen geassocieerd is met een verhoogde abundantie van Firmicutes, in relatie tot Bacteriodetes.

index

• 1 Algemene kenmerken
  • 1.1 Fylogenie
• 2 Classificatie
  • 2.1 Klasse Clostridia
  • 2.2 Klasse Erysipelotrichia
  • 2.3 Basilli-klasse
• 3 Gastro-intestinale microbiota
• 4 Referenties 

Algemene kenmerken

fylogenie

De fylogenie van de Firmicutes is voortdurend herzien en opnieuw bestudeerd, met steeds meer gegevens en nieuwe methoden die ons in staat stellen nieuwe evolutionaire hypothesen voor te stellen.

Recente studies op basis van analyse van kleine subeenheden van nucleotidesequenties van ribosomaal RNA, genereerde een fylogenetische kader waarbinnen de phylum Firmicutes uit drie klassen (Basilli, Clostridia en erysipelotrichia), 26 families en 223 geslachten.

In vorige classificaties, deze rand bevatte een bijkomende klasse genaamd mollicuten, die verschilt van andere bacteriën van Firmicutes in weinig starre celwanden, peptidoglycan of zonder muraminezuur, ze zijn flexibel en zijn zeer pleomorfe cellen.

Deze groep is in recentere onderzoeken met alternatieve markers uit Firmicutes verwijderd. Als gevolg hiervan werd de Mollicutes-klasse verhoogd tot de Tenericute-rand.

De familie Erysipelotrichaceae, was ingedeeld in mollicuten, gram-positieve celwand vormen, blijft Firmicutes als een nieuwe klasse met de naam erysipelotrichia, met een enkel commando (Erysipelotrichales) met inbegrip van een enkele familie (Erysipelotrichaceae). Recente analyses bevestigen de scheiding tussen de klassen Basilli en Clostridia.

classificatie

Klasse Clostridia

De Clostridia-klasse is een fenotypische, fysiologisch en ecologisch diverse polyfiletische clade. Het bevat zowel gram-positieve als gram-negatieve bacteriën en de meeste geslachten zijn sporenvorming, met uitzonderingen zoals Clostridium.

De Clostridia-klasse bestaat uit de Clostridium-, Halanaerobial- en Thermoanaerobacterales-orders. De bacteriën die behoren tot de orde Clostridiales zijn strikte anaëroben, die van de Halanaerobiale orde zijn halofiel en die van de orde Thermoanaerobacteriales zijn thermofiel.

Sommige soorten Clostridia zijn van groot belang voor de industrie en worden gebruikt om oplosmiddelen te produceren als eindproduct van het fermentatieproces. 

Anderen produceren gifstoffen, zoals Clostridium botulinum, ook bekend als BoTox, om de spieren van het gezicht te verlammen om huidrimpels te verminderen.

Erysipelotrichia-klasse

Deze klasse bestaat uit bacteriën in de vorm van dunne dunne staven, recht of licht gebogen, met de neiging om lange filamenten te vormen. Ze zijn onbeweeglijk, met gram-positieve celwanden, die geen endosporen produceren.

Ze zijn aerobisch, facultatief anaëroob. Ze zijn chemoorganotroof. Ze hebben een fermentatief ademhalingsmetabolisme. Deze groep bevat enkele ziekteverwekkende soorten voor zoogdieren en vogels, waaronder Erysipelothrix rhusiopathiae en Bulleidia extructa.

Basilli-les

Bacteriën van de klasse Basilli vormen meestal een gram-positieve celwand. Ze kunnen al dan niet endosporen vormen. De meeste zijn aerobisch of micro-aerofiel, terwijl slechts een paar facultatieve anaëroben zijn. De Bacilli-klasse is samengesteld uit de Bacillales- en Lactobacillales-bestellingen.

De meeste geslachten van de Bacillales-orde vormen endosporen, hoewel er uitzonderingen zijn. Bovendien hebben ze gram-positieve kleuring van de celwand in jonge cellen. De meeste geslachten hebben menaquinon 7 (MK-7).

Menaquinonen van lange ketens, van MK-6 tot MK-11 zijn gerapporteerd in de thermoactinomycetineuze familie. Menaquinones zijn ook bekend als vitamine K₂. 

Het aantal zijketens is aangegeven in de specifieke naam van elk menaquinon (bijv. MK-6 heeft zes moleculaire eenheden bevestigd aan de kern van het molecuul gevormd door een chinonring).

Het geslacht Bacillales omvat sterk pathogene bacteriën zoals Bacillus anthracis, veroorzaakt miltvuur. Een andere belangrijke soort is Bacillus subtilis, een van de organismen die als onderzoeksmodel worden gebruikt om inzicht te krijgen in onderwerpen variërend van celdifferentiatie tot ijzeropslag en DNA-replicatie.

Bacteriën van de orde Lactobacillales kunnen stang of coccus zijn, Gram-positieve kleuring hebben celwand niet endosporen en hier zijn facultatief anaërobe en catalase negatieve meestal.

Deze bestelling bevat nuttige bacteriën zoals Lactobacillus, belangrijke componenten van de gastro-intestinale flora bij mensen en andere dieren, en ambachtelijk en industrieel gebruikt voor de productie van yoghurt en andere gefermenteerde voedingsmiddelen.

Gastro-intestinale microbiota

De gastro-intestinale microbiota speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de gezondheid van de mens door energie, voedingsstoffen en immunologische bescherming te bieden. Bij gezonde volwassenen zijn meer dan 1250 soorten bacteriën geïdentificeerd die voornamelijk behoren tot Bacteroidetes, Firmicutes en Actinobacteria.

In het algemeen wordt de relatie Firmicutes / Bacteroidetes van groot belang geacht bij de samenstelling van de humane intestinale microbiota. Bij zwaarlijvige mensen is een groot aantal Firmicutes geïdentificeerd, terwijl bij mensen met een laag gewicht een omgekeerde relatie is gemeld.

De samenstelling van deze microbiota evolueert gedurende het hele leven, van de vroege kinderjaren tot de ouderdom. De relatie Firmicutes / Bacteroidetes lijdt dus van de geboorte tot de volwassenheid en wordt verder gewijzigd als hij ouder is.

Er is ook vastgesteld dat het dieet een belangrijk effect heeft op de gastro-intestinale microbiota. De Firmicutes / Bacteroidetes-ratio is hoger bij mensen met diëten op basis van dierlijke eiwitten en verzadigde vetten dan bij mensen met een dieet rijk aan planten en vezels.

referenties

1. Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: biotechnologie en medische toepassingen. Duitsland. Wiley-VCH.
2. Conlon, M.A. & en Bird. A.R. (2015). De impact van voeding en levensstijl op Gut Microbiota en Human Health.Nutrients, 7 (1), 17-44.
3. Firmicutes. (2018, 30 januari). Wikipedia, de gratis encyclopedie. Datum van overleg: 20:40, 27 september 2018 van en.wikipedia.org
4. Firmicutes. (2018, 17 september) Wikipedia, de gratis encyclopedie. Opgehaald 20:41, 27 september 2018, op en.wikipedia.org
5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarães, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G en Furet JP. (2009). De Firmicutes / Bacteroidetes-ratio van de menselijke microbiota verandert met de leeftijd. BMC Microbiology, 9: 123.
6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A., Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Deel 3: De Firmicutes. VS.