Планктомицеты представляют собой тип водных бактерий и обнаруживаются в образцах солоноватой , морской и пресной воды. Размножаются бутонами.
По своей структуре организмы этой группы имеют яйцевидную форму и имеют фиксатор на конце тонкого цилиндрического выступа от тела клетки, называемого стеблем, на непродуктивном конце, который помогает им прикрепляться друг к другу во время бутонизации.
Планктомицетесы, или Планктомицеты (Planctomycetes) — тип грамотрицательных бактерий, отличающихся уникальной клеточной структурой, а именно наличием сложной системы замкнутых мембран. В частности, у некоторых представителей нуклеоид находится в ядерном тельце, окружённом двойной мембраной. Некоторые виды осуществляют анаммокс — процесс анаэробного окисления аммиака, в ходе которого образуется элементарный азот. Планктомицеты размножаются почкованием. Они имеют уникальное для бактерий строение цитоплазмы и клеточной стенки, по форме яйцевидные, и имеют «стебелек» на нерепродуктивном конце, который помогает им закрепляться на субстрате.
Долгое время считалось, что у бактерий типа Planctomycetes в клеточной стенке отсутствует пептидогликан, характерный для клеточных стенок большинства бактерий. Вместо него, как предполагалось, клеточная стенка Planctomycetes состояла из гликопротеина, обогащённого глутаматом. В настоящее время, однако, пептидогликан обнаружен в клеточных стенках всех Planctomycetes.
В мембране Planctomycetes обнаружены гопаноиды — вещества, подобные стероидам, укрепляющие плазматическую мембрану.
Клетки бактерий типа Планктомицеты имеют характерную морфологию, а именно отличаются наличием мембраносвязанных внутренних компартментов. В клетке Planctomycetes различают парифоплазму — лишённую рибосом область, расположенную непосредственно под мембраной клетки, рибоплазму, или пиреллюсому — пространство, содержащее рибосомы, и нуклеоид, окружённый двойной мембраной (пространство, находящееся под двойной мембраной, окружающей нуклеоид, также относится к рибоплазме, а совокупность нуклеоида и окружающей его мембраны иногда называют ядерным тельцем).
До открытия Poribacteria Планктомицеты считались единственными бактериями, имеющими сложную систему внутренних мембран. Реконструкция внутреннего строения Gemmata obscuriglobus при помощи трёхмерной электронной томографии не смогла дать однозначную интерпретацию устройства этих мембран. По результатам одного исследования 2013 года внутренние мембранные компартменты представляют собой густо расположенные впячивания одной и той же мембраны, и, таким образом, в клетках Planctomycetes присутствуют два характерных для грамотрицательных бактерий пространства: цитоплазма и периплазматическое пространство. Избыток впячиваний увеличивает поверхность клетки втрое по отношению к её объёму, что, возможно, связано с особенностями биосинтеза стеролов у Gemmata. Исследование 2014 года показало, однако, что мембранные компартменты Planctomycetes замкнуты, то есть не являются впячиваниями.
Имеются свидетельства, что Gemmata obscuriglobus способна поглощать крупные молекулы в ходе процесса, который по ряду признаков напоминает эндоцитоз, свойственный эукариотам.
Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей 16S рРНК показывает, что тип имеет высокий уровень гомологии с тремя другими типами — Verrucomicrobia, Chlamydiae и Lentisphaerae, образуя надтип. Изучение геномов представителей типа Planctomycetes позволяет пролить свет на происхождение метаногенеза и метилотрофии. Уникальной особенностью геномов представителей типа Планктомицеты является отсутствие оперонной структуры генов некоторых важных метаболических путей, что также не характерно для прокариот. Сравнение нуклеотидных последовательностей некоторых генов показывает больший уровень гомологии с таковыми у эукариот: например, один ген Gemmata obscuriglobus проявляет большой уровень гомологии с геном, кодирующим белок интегрин альфа-V, играющим большую роль в трансмембранной передаче сигнала у эукариот.
Представители Planctomycetes обитают в пресных и солёных водах, являются важными членами почвенных сообществ микроорганизмов. Кроме того, они обнаруживаются в торфяных сфагновых болотах, обитают также в анаэробных источниках, богатых соединениями серы.
Жизненный цикл представителей Планктомицет аналогичен жизненным циклам некоторых других микроорганизмов с асимметричным разделением клетки, например бактерий рода Caulobacter. Это чередование между неподвижными и движущимися клетками, плавающими с помощью жгутиков. Неподвижные клетки почкуются, образуя подвижные клетки, которые переплывают на некоторое расстояние, после чего закрепляются на месте, становясь неподвижными, и начинают размножаться.
Planctomycetes – это одна из широко распространенных, но бедно представленных охарактеризованными изолятами филогенетических групп домена Bacteria.
Первый представитель планктомицетов – Planctomyces bekefii – был описан около столетия назад при микроскопическом анализе воды из пруда венгерским микробиологом Гимези, ошибочно принявшим его за планктонный гриб. Вопреки впечатляющему методическому арсеналу современной микробиологии, P. bekefii и другие виды этого рода до сих пор не получены в культурах и описаны только на основании морфологических критериев.
Несмотря на изначальное описание в качестве водных бактерий, планктомицеты были впоследствии обнаружены с помощью молекулярных подходов в различных почвах, торфах, осадках, наскальных микробоценозах и проч. Обычно они составляют от нескольких до полутора десятка процентов общего бактериального разнообразия этих экосистем.
Несмотря на широкое распространение в природе, число полученных в культурах и детально охарактеризованных планктомицетов растет крайне медленно. На настоящий момент фила Planctomycetes включает класс Planctomycetia, порядки Planctomycetales, Phycisphaerales и “Candidatus Brocadiales”, которые насчитывают не более трех десятков родов.
Наиболее изученными до последнего времени, как ни парадоксально, являлись представители “Candidatus Brocadiales”- планктомицеты группы анаммокс (anammox), осуществляющие процесс анаэробного окисления аммония и применяющиеся в биотехнологиях очистки сточных вод. Знания же о «классических» планктомицетах порядка Planctomycetales и их функциях в природных экосистемах продолжают оставаться весьма скудными. Представители этого порядка поистине уникальны во многих отношениях – сложности организации клеток, жизненного цикла, состава липидов и проч.
Осуществленный в последнее десятилетие анализ геномов ряда планктомицетов во многом способствовал углублению знаний о них, хотя доля генов, функции которых остаются неясны, в геномах этих бактерий составляет более половины. Большие размеры геномов (до 12 млн. п.о.) делают планктомицетов перспективными объектами для поиска новых биологически активных соединений.
Лаборатория Микробиологии болотных экосистем Института микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН работает в области изучения планктомицетов с 2006 года. За это время сотрудниками лаборатории были описаны 8 новых родов и 10 видов, а также 2 новых семейства этих бактерий. Применение высокопроизводительного секвенирования позволило выявить и охарактеризовать чрезвычайно высокое разнообразие планктомицетов в бореальных болотах, переувлажненных почвах тундры, а также пресноводных водоемах. С помощью подходов метатранскриптомики был сделан ряд предположений о функциональном потенциале болотных планктомицетов, которые удалось подтвердить с помощью анализа геномов и изучения физиологии новых изолятов.
Частые вопросы
Каково описание и жизненный цикл планктомицетов (Planctomycetes)?
Планктомицеты (Planctomycetes) – это группа бактерий, отличающаяся от других микроорганизмов наличием клеточных органелл без мембран, таких как вакуоль, ихрон, и рибосом. Они обладают уникальными морфологическими и физиологическими особенностями, такими как способность к эндоцитозу и образованию внутриклеточных мембранных структур.
Какие заболевания могут вызывать планктомицеты (Planctomycetes)?
Планктомицеты обычно не являются патогенными для человека и не вызывают заболеваний. Они играют важную роль в экосистеме, участвуя в разложении органических веществ и циркуляции элементов в природе.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Изучите основные характеристики планктомицетов, их жизненный цикл и роль в экосистеме. Это поможет вам понять, какие заболевания они могут вызывать и как им можно предотвратить.
СОВЕТ №2
Обратитесь к специалистам, если у вас возникли вопросы или беспокоящие симптомы, связанные с возможным заражением планктомицетами. Только квалифицированный врач сможет поставить правильный диагноз и предложить эффективное лечение.
Загрузка...
