• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania odkrywają przyczyny sukcesu bakterii oceanicznych

    11.10.2011. 16:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Nowe badania przeprowadzone w Szwecji pokazują, że w oceanie zamieszkują bakterie, które odnoszą największy sukces na naszej planecie. Badania dofinansowane z projektu GENOME EVOLUTION (Śledzenie ewolucji genomów alfa-proteobakterii), który otrzymał wewnątrzeuropejskie stypendium Marie Curie (EIF) o wartości 166.500 EUR z budżetu Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE, przynoszą nowe informacje o powodach sukcesu bakterii należących do grupy SAR11, jak również testują pewne powszechnie przyjęte teorie. Wyniki badań opublikowane w dwóch artykułach w czasopismach Molecular Biology and Evolution oraz PLoS ONE, wskazują na rzadkiego i nieznanego krewniaka mitochondriów - "energetyzera" komórek.

    "Ogromne ilości informacji na temat kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) generowane obecnie z oceanów dają nam wyobrażenie o świecie, którego wcześniej nie można było zbadać" - zauważa profesor Siv Andersson z Wydziału Ewolucji Molekularnej Uniwersytetu w Uppsali, naczelny autor artykułów. "Niesamowicie fascynujące jest poszukiwanie wśród tych danych odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące życia."

    Naukowcy twierdzą, że bakterie typu SAR11 stanowią od 30% do 40% wszystkich komórek bakteryjnych w oceanach. Ich obecność wpływa na globalne obiegi węgla. Zdaniem zespołu bakterie te nie występują powszechnie nigdzie indziej. Zważywszy na fakt, że w otwartych morzach ilość substancji odżywczych jest niewystarczająca, bakterie SAR11 cechują się bardzo małą objętością komórkową, aby optymalizować stężenie substancji odżywczych w komórkach. Ich genomy są również wyjątkowo małe i zwarte.

    W ramach wcześniejszych badań odkryto, że SAR11 są spokrewnione z inną wyspecjalizowaną grupą bakterii, do której należą także bakterie tyfusu. Chociaż te ostatnie posiadają małe genomy, to dostosowały się do ludzi, zwierząt i owadów. Na podstawie zaawansowanych analiz powiązań ewolucyjnych naukowcy z Uppsali odkryli, że bakterie SAR11 ewoluowały z bakterii zamieszkujących oceany i lądy, których genomy są co najmniej od 3 do 10 razy większe.

    W przeciwieństwie do swoich bliskich krewnych bakterie SAR11 nie mają genów, które wedle przekonania naukowców są potrzebne do naprawiania uszkodzeń DNA. To według naukowców może być powodem ich tak wielkiego sukcesu. "Utrata genów oznacza, że bakterie mogą znacznie łatwiej wymieniać geny między sobą, a dobroczynne geny mogą wówczas szybko rozchodzić się w oceanach jako adaptacja do zmian w zawartości substancji odżywczych, temperaturze czy promieniowaniu UV" - stwierdza Johan Viklund, doktorant na Wydziale Ewolucji Molekularnej Uniwersytetu w Uppsali.

    Oceniając dane zgromadzone w ramach innych badań nad DNA bakterii oceanicznych, zespół z Uppsali przeanalizował również sekwencje DNA pod kątem białek zaangażowanych w oddychanie komórkowe - kiedy cukier jest rozkładany na dwutlenek węgla i wodę. Porównanie ich z odpowiadającymi sekwencjami białek w tak zwanych mitochondriach ludzkich, zwierzęcych i owadzich pomogło zespołowi zidentyfikować grupę rzadkich bakterii, których wcześniej świat nauki nie znał.

    "Bakterie te są bardzo podobne do mitochondriów" - zauważa dr Thijs Ettema z Uppsali. "Nasze odkrycia wskazują zatem, że mitochondria mogą pochodzić z oceanów, z tym że najbliżsi krewni nie są spokrewnieni z grupą SAR11 jak dotychczas sądzono."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Teoria endosymbiozy – teoria stanowiąca, że mitochondria, plastydy (jak chloroplasty) i być może inne organella komórki eukariotycznej powstały na skutek endosymbiozy pomiędzy różnymi mikroorganizmami. Zgodnie z nią niektóre organella pochodzą od wolno żyjących bakterii, które dostały się do innych komórek jako endosymbionty. Mitochondria rozwinęły się więc z proteobakterii (w szczególności zaś z Rickettsiales, kladu SAR11 lub ich bliskich krewnych), chloroplasty zaś od sinic. Fimbria - włosowata struktura komórkowa. Niektóre bakterie posiadają ich setki. Występują u bakterii Gram-ujemnych, głównie z rodzaju Enterobacteriaceae (wyjątkowo u Gram-dodatnich - rodzaj Corynebacterium). Ich główną funkcją jest ułatwianie przylegania bakterii do innej komórki (np. w celu zainfekowania jej), czyli adhezji. Odmianą fimbrii pełniących ważną rolę w procesie zwanym koniugacją są fimbrie płciowe lub inaczej pile. Bakterie zielone – grupa fototroficznych bakterii anoksygenowych. Nazwa tej grupy pochodzi od nadających im zielony kolor bakteriochlorofili znajdujących się w chlorosomach, który podobnie jak bakterie purpurowe wykorzystują do procesu fotosyntezy. Zielone bakterie siarkowe nie posiadają karboksylazy rybulozobisfosforanowej (enzym cyklu rybulozobisfosforanowego). Należące tu Chlorobiaceae i Chloroflexaceae nie są spokrewnione filogenetycznie co stwierdzono na podstawie składu 16S-RNA.

    Kultura bakterii – sztuczna hodowla bakterii na przygotowanych do tego celu podłożach hodowlanych (pożywkach). Kultura bakterii to także bakterie wyhodowane w ten sposób. Bakterie siarkowe – nazwa zbiorcza bakterii wykorzystujących w swoim metabolizmie utlenianie siarki. Należą one do różnych grup taksonomicznych (mogą to być nawet archeany niezaliczane obecnie do bakterii w ścisłym tego słowa znaczeniu) i mogą stosować rozmaite strategie metaboliczne. Bakterie siarkowe ułatwiają zachodzenie niektórych etapów biogeochemicznego obiegu siarki.

    Bakterioneuston – zespół bakterii wchodzących w skład neustonu. Bakterie neustonowe wykazują szereg przystosowań do szczególnego środowiska fizycznego i chemicznego neustonu, różnego od wody podpowierzchniowej. Siły napięcia powierzchniowego powodują fizyczną stabilność tej warstwy, ale skrajne wartości czynników środowiska powodują jej dużą niestabilność. Warstwa bakerioneustonu w wodzie waha się od 1 do 10 μm. Jej wystąpienie opiera się na obecności w niej dużych organicznych komponentów, t.j.: białek, polisacharydów, lipidów, substancji humusowych. Baterioneuston jest ważnym elementem neustonu, ponieważ budują go bakterie będące producentami jak i konsumentami substancji organicznych. Prevotella – rodzaj beztlenowych bakterii Gram-ujemnych. Do rodzaju należą polimorficzne pałeczki, których wzrost jest hamowany w obecności 20% żółci. Wchodzą w skład mikroflory jamy ustnej. Są wykrywane w kale człowieka

    Oporność na antybiotyki – cecha części szczepów bakteryjnych, która umożliwia im przeciwstawianie się wpływowi antybiotyku. W zależności od pochodzenia, dzieli się ją na pierwotną (naturalna struktura bakterii uniemożliwiająca działanie leku) lub nabytą – na skutek nabycia genów oporności od innych bakterii lub spontanicznych mutacji. Częsta oporność wśród bakterii wiąże się z nieracjonalną antybiotykoterapią oraz zbyt dużym zużyciem tych leków w przemyśle spożywczym. Chlamydie (łac. Chlamydiae) – rodzaj bakterii bezwzględnie wewnątrzkomórkowych. Bakterie te nie wytwarzają własnego ATP, lecz wymieniają swoje ADP na ATP gospodarza. Bakterie pokrewne riketsjom. Posiadają lipopolisacharyd (LPS) w swojej ścianie komórkowej, podobnie jak większość bakterii Gram-ujemnych, jednak w przeciwieństwie do nich nie posiadają w ścianie peptydoglikanu. Są zdolne do syntezy własnych białek, dzięki posiadaniu rybosomów.

    Bacteroides – rodzaj bakterii, będących pałeczkami gram-ujemnymi, należącymi do bezwzględnych beztlenowców. Wchodzą one w skład fizjologicznej flory bakteryjnej przewodu pokarmowego człowieka i są najliczniejsze spośród wszystkich bakterii wchodzących w jej skład. Na jeden gram kału średnio można znaleźć 10 bakterii z rodzaju Bacteroides. Do czynników zjadliwości tych bakterii należy: otoczka, kolagenaza, neuramidaza, DNA-aza, proteaza, fibrynolizyna. Jednak w przeciwieństwie do Fusobacterium nie zawierają LPS.

    Barwienia bakterii – techniki stosowane w mikrobiologii, których celem jest umożliwienie obserwacji bakterii w mikroskopie świetlnym celem oceny ich wielkości, kształtu i niektórych cech morfologicznych. Barwienie jest konieczne ze względu na słaby stopień załamywania promieni świetlnych przez komórki bakterii.

    Salmonella – rodzaj bakterii z rodziny Enterobacteriaceae, grupujący Gram-ujemne względnie beztlenowe (fermentujące glukozę) pałeczki. Bakterie te są średniej wielkości, zwykle zaopatrzone w rzęski. Należą do bakterii względnie wewnątrzkomórkowych – rezydują w komórkach zarażonego organizmu.

    Dodano: 11.10.2011. 16:37  


    Najnowsze