Proteobacteriën: definitie, kenmerken en voorbeelden (gram-negatief)

Proteobacteriën: overzicht van gram-negatieve bacteriën — definitie, kenmerken, voorbeelden (E. coli, Salmonella), ecologie en rol in stikstofkringloop.

De Proteobacteriën zijn een belangrijk phylum van bacteriën.

Het zijn gram-negatieve bacteriën. Dit betekent dat ze de violette kleurstof in het Gram-kleurenprotocol niet behouden.

Bij een Gram-vlektest wordt na het kristalviolet een tegenvlek (meestal safranine) toegevoegd, waardoor alle gram-negatieve bacteriën met een roze kleur worden gekleurd.

De test zelf is nuttig bij het classificeren van twee verschillende soorten bacteriën op basis van de structurele verschillen van hun celwanden.

Proteobacteriën omvatten een grote verscheidenheid aan ziekteverwekkers, zoals Escherichia coli, Salmonella, Vibrio, Helicobacter en vele andere opmerkelijke geslachten.

Andere zijn vrijlevend en omvatten veel van de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de stikstofbinding. De groep wordt voornamelijk gedefinieerd in termen van ribosomaal RNA (rRNA).

De meeste leden zijn facultatief of verplicht anaeroob, chemo-autotroof en heterotroof, maar er zijn talrijke uitzonderingen.

Er zijn alfaproteobacteriën in dit phylum die op grote schaal voorkomen in zeeplankton. Ze kunnen meer dan 10% van de microbiële gemeenschap in de open oceaan vormen.

Kenmerken van proteobacteriën

• Celwandopbouw: Zoals bij alle gram-negatieve bacteriën bestaat de celwand uit een dunne peptidoglycaanlaag gelegen tussen het binnenmembraan en een buitenmembraan. Het buitenmembraan bevat lipopolysacchariden (LPS), die vaak bijdragen aan virulentie en immuunreacties.
• Ribosomaal RNA (rRNA): Classificatie binnen de Proteobacteria is grotendeels gebaseerd op vergelijkingen van 16S rRNA-sequenties, waardoor de grote diversiteit en de verschillende klassen onderscheiden kunnen worden.
• Metabolische diversiteit: Leden van dit phylum tonen een groot scala aan metabole strategieën: chemo-autotrofen, chemolitho-autotrofen, fotoheterotrofen en heterotrofen komen voor. Sommige soorten zijn strikt aerobe, andere facultatief of obligaat anaeroob.
• Morfo-ecologische variatie: Proteobacteriën kunnen bol-, staaf- of spiraalvormig zijn, motiel of niet, en komen voor in vrijwel alle omgevingen — bodem, zoet- en zeewater, hete bronnen, en als symbionten of pathogenen in planten en dieren.

Indeling en voorbeelden

Traditioneel wordt het phylum in meerdere klassen verdeeld, vaak aangeduid als:

• Alphaproteobacteria — bevat veel symbionten en vrije-living vormen (bijv. Rhizobium) en kleine, zeer algemene leden zoals het SAR11-cluster (Pelagibacter spp.).
• Betaproteobacteria — bevat soorten betrokken bij stikstofcycli en organische afbraak (bv. Nitrosomonas).
• Gammaproteobacteria — veel bekende pathogenen en enterobacteriaceae (o.a. Escherichia coli, Salmonella, sommige Vibrio-soorten).
• Deltaproteobacteria — omvat sulfaatreducerende en predatoire bacteriën (bv. Myxobacteria en Desulfovibrio).
• Epsilonproteobacteria — kleine groep met microaerofiele en vaak gastheerspecifieke soorten (zoals Helicobacter and Campylobacter).

Sinds recente herzieningen worden soms extra groepen genoemd (zoals Zetaproteobacteria) naarmate meer genoomgegevens beschikbaar komen.

Gram-kleuring en celwandstructuur — wat verklaart het resultaat?

De reden dat proteobacteriën gram-negatief kleuren, ligt in hun dunne peptidoglycaanlaag en de aanwezigheid van een buitenmembraan met lipopolysacchariden. Tijdens de Gram-kleuring wordt het kristalviolet-iodidecomplex gemakkelijk uit de dunne celwand gewassen bij de decolorisatiestap, waarna een tegenvlek zoals safranine de cellen roze kleurt. Hoewel deze kleuring veel informatie geeft, zijn er uitzonderingen en situaties (bijv. oude culturen of sommige cellulaire veranderingen) waarin de uitkomst kan afwijken.

Ecologische en medische betekenis

• Pathogenen: Diverse Proteobacteria zijn belangrijke humane, dierlijke en plantaardige ziekteverwekkers (bijv. Escherichia coli, Salmonella, bepaalde Vibrio-soorten en Helicobacter).
• Symbiose en stikstofbinding: Geslachten zoals Rhizobium vormen wortelknolletjes met vlinderbloemigen en binden atmosferische stikstof, wat van groot belang is voor landbouw en ecosystemen.
• Biogeochemische cycli: Proteobacteriën spelen sleutelrollen in de koolstof-, stikstof- en zwavelkringlopen (bijv. nitrificatie, denitrificatie, sulfaatreductie en sulfuroxidatie).
• Biotechnologie: Sommige soorten worden gebruikt in bioremediatie, industriële microbiologie en synthetische biologie vanwege hun metabole flexibiliteit.

Samenvattend

Proteobacteriën vormen een zeer diverse en ecologisch belangrijke groep gram-negatieve bacteriën. Ze worden grotendeels gedefinieerd door rRNA-sequenties en omvatten zowel onmisbare commensalen en symbionten als bekende ziekteverwekkers. Hun variatie in morfologie, metabolisme en habitat maakt ze tot één van de meest bestudeerde en invloedrijke bacteriële groepen in zowel ecologie als geneeskunde.

Vragen en antwoorden

V: Wat zijn Proteobacteriën?

V: Zijn Proteobacteriën gramnegatieve of grampositieve bacteriën?

V: Wat is het Gramkleuringprotocol?

V: Hoe maakt het Gramkleuringprotocol onderscheid tussen gramnegatieve en grampositieve bacteriën?

V: Wat zijn enkele opmerkelijke voorbeelden van ziekteverwekkers die tot het phylum Proteobacteriën behoren?

V: Zijn alle Proteobacteriën ziekteverwekkers?

V: Wat zijn alfaproteobacteriën en waar komen ze voor?

Zoek op letter