Firmicutes: karakteristik, morfologi dan klasifikasi

Firmicutes: karakteristik, morfologi dan klasifikasi

Firmicutes adalah salah satu filum di mana Bakteri diklasifikasikan. Filum ini terdiri dari tiga kelas (Bacilli, Clostridia dan Erysipelotrichia), 26 famili dan 223 genera, sehingga merupakan filum bakteri utama.

Bakteri yang diklasifikasikan dalam filum ini memiliki sejarah evolusi yang sama. Semua memiliki dinding sel yang kaku , dari mana nama Firmicutes berasal (dalam bahasa Latin firmus berarti tegas dan corak mengacu pada kulit atau dinding sel).

Lactobacillus acidophilus. Oleh Dok.RNDR. Josef Reischig, CSc. (Arsip penulis) [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], melalui Wikimedia Commons

Semua filum bakteri mengandung asam muramat pada dinding selnya dan beberapa mengandung asam teitoat. Kebanyakan gram positif dengan pengecualian dari keluarga Veillonellaceae dan Syntrophomonadaceae, yang gram negatif.

Bakteri Firmicutes secara fenotip beragam, dapat berupa sel bulat, lurus, melengkung, batang atau filamen heliks, dengan atau tanpa flagela, dengan atau tanpa endospora tahan panas.

Mereka bisa aerobik, fakultatif atau anaerobik ketat. Beberapa termofilik dan / atau halofilik. Beberapa dari mereka adalah kemoganotrof dan lainnya adalah fotoheterotrof anoksik. Kebanyakan tumbuh pada pH netral, tetapi ada juga yang asidofilik atau alkalifilik. Mereka memiliki kandungan DNA yang umumnya kurang dari 50%.

Bakteri yang diklasifikasikan dalam filum Firmicutes merupakan bagian penting dari flora usus manusia, bersama-sama dengan yang diklasifikasikan dalam filum Bacteriodetes. Studi terbaru telah mengidentifikasi bahwa mikrobiota usus manusia obesitas dan caral hewan dikaitkan dengan kelimpahan Firmicutes yang lebih besar, dalam kaitannya dengan Bacteriodetes.

Indeks artikel

Karakteristik umum

Filogeni

Filogeni Firmicutes telah terus-menerus direvisi dan dipelajari kembali dengan menggabungkan lebih banyak data dan metode baru yang memungkinkan mengusulkan hipotesis evolusi baru.

Studi terbaru berdasarkan analisis subunit kecil dari urutan nukleotida RNA ribosom telah menghasilkan kerangka filogenetik di mana filum Firmicutes terdiri dari tiga kelas (Basilli, Clostridia dan Erysipelotrichia), 26 keluarga dan 223 genera.

Dalam klasifikasi sebelumnya, filum ini termasuk kelas tambahan yang disebut Mollicutes, yang berbeda dari bakteri Firmicutes lainnya karena tidak memiliki dinding sel yang kaku, tidak memiliki peptidoglikan dan asam muramat, fleksibel, dan merupakan sel yang sangat pleomorfik.

Grup ini telah dihapus dari Firmicutes dalam studi yang lebih baru dengan penanda alternatif. Akibatnya, kelas Mollicutes diangkat ke tepi Tenericute.

Famili Erysipelotrichaceae, yang sebelumnya diklasifikasikan dalam Mollicutes, yang membentuk dinding sel gram positif, tetap berada di Firmicutes sebagai kelas baru yang disebut Erysipelotrichia, dengan ordo tunggal (Erysipelotrichales) yang mencakup satu famili (Erysipelotrichales). Analisis terbaru menguatkan pemisahan antara kelas Basilli dan Clostridia.

Klasifikasi

Kelas Clostridia

Kelas Clostridia adalah clade polifiletik yang beragam secara fenotipik, fisiologis, dan ekologis. Ini mengandung bakteri gram positif dan gram negatif dan sebagian besar genera pembentuk spora, dengan pengecualian seperti Clostridium .

Kelas Clostridia terdiri dari ordo Clostridiales, Halanaerobiales, dan Thermoanaerobacterales. Bakteri yang termasuk dalam ordo Clostridiales adalah anaerob ketat, ordo Halanaerobiales bersifat halofilik dan ordo Thermoanaerobacteriales bersifat termofilik.

Beberapa spesies Clostridia sangat penting bagi industri, karena digunakan untuk menghasilkan pelarut sebagai produk akhir dari proses fermentasi .

Lainnya menghasilkan racun, seperti Clostridium botulinum , juga dikenal sebagai BoTox, untuk melumpuhkan otot-otot wajah untuk mengurangi kerutan kulit.

Kelas Erysipelotrichia

Golongan ini tersusun atas bakteri dengan bentuk batang halus tipis, lurus atau agak melengkung, dengan kecenderungan membentuk filamen panjang. Mereka tidak bergerak, dengan dinding sel gram positif, yang tidak menghasilkan endospora.

Mereka adalah aerobik, anaerobik fakultatif. Mereka kemoorganotrofik. Mereka memiliki metabolisme pernapasan fermentasi. Kelompok ini mencakup beberapa spesies yang bersifat patogen untuk mamalia dan burung, termasuk Erysipelothrix rhusiopathiae dan Bulleidia extructa .

kelas basilli

Bakteri dari kelas Basilli umumnya membentuk dinding sel gram positif. Mereka mungkin atau mungkin tidak membentuk endospora. Sebagian besar bersifat aerob atau mikroaerofilik, sementara hanya sedikit yang bersifat anaerob fakultatif. Kelas Bacillus terdiri dari ordo Bacillales dan Lactobacillales.

Sebagian besar genera ordo Bacillales membentuk endospora, meskipun ada pengecualian. Selain itu, mereka memiliki pewarnaan dinding sel gram positif pada sel muda. Kebanyakan genera memiliki menaquinone 7 (MK-7).

Menaquinones rantai panjang, dari MK-6 hingga MK-11, telah dilaporkan dalam famili thermoactinomycetaceae. Menaquinones juga dikenal sebagai vitamin K 2 .

Jumlah rantai samping ditunjukkan dalam nama khusus setiap menaquinone (misalnya MK-6 memiliki enam unit molekul yang melekat pada inti molekul yang dibentuk oleh cincin kuinon).

Genus bacillales termasuk bakteri yang sangat patogen seperti Bacillus anthracis , yang menyebabkan antraks. Spesies penting lainnya adalah Bacillus subtilis , salah satu organisme yang digunakan sebagai caral dalam penelitian untuk memahami topik mulai dari diferensiasi sel hingga penyimpanan besi dan replikasi DNA .

Bakteri ordo Lactobacillales dapat berbentuk batang atau kokus, memiliki pewarnaan dinding sel gram positif, tidak membentuk endospora, dan bersifat anaerob fakultatif dan sebagian besar bersifat katalase negatif.

Urutan ini termasuk bakteri menguntungkan seperti Lactobacillus , komponen penting dari flora gastrointestinal pada manusia dan hewan lain, dan digunakan secara artisanal dan industri untuk produksi yogurt dan makanan fermentasi lainnya.

Mikrobiota gastrointestinal

Mikrobiota saluran cerna memainkan peran penting dalam menjaga kesehatan manusia dengan menyediakan energi, nutrisi, dan perlindungan kekebalan. Pada orang dewasa yang sehat, lebih dari 1250 spesies bakteri yang terutama termasuk dalam filum Bacteroidetes, Firmicutes dan Actinobacteria telah diidentifikasi.

Secara umum, hubungan Firmicutes / Bacteroidetes dianggap sangat penting dalam komposisi mikrobiota usus manusia. Pada orang gemuk, proporsi Firmicutes yang tinggi telah diidentifikasi, sedangkan pada mereka yang memiliki berat badan rendah, hubungan terbalik telah dilaporkan.

Komposisi mikrobiota ini berkembang sepanjang hidup, dari anak usia dini hingga usia lanjut. Dengan demikian, rasio Firmicutes / Bacteroidetes meningkat dari lahir hingga dewasa dan selanjutnya berubah seiring bertambahnya usia.

Diet juga telah diidentifikasi memiliki efek yang signifikan pada mikrobiota gastrointestinal. Rasio Firmicutes / Bacteroidetes lebih tinggi pada orang dengan diet berdasarkan protein hewani dan lemak jenuh daripada mereka yang diet tinggi sayuran dan serat.

Referensi

  1. Bahl, H & Durre, P. (2000). Clostridia: Kegunaan Bioteknologi & Medis. Jerman. Wiley-VCH.
  2. Conlon, MA & dan Bird. AR (2015). Dampak Pola Makan dan Gaya Hidup terhadap Mikrobiota Usus dan Kesehatan Manusia Nutrisi, 7 (1), 17-44.
  3. Firmicutes. (2018, 30 Januari). Wikipedia, Ensiklopedia Bebas . Tanggal konsultasi: 20:40, 27 September 2018 dari es.wikipedia.org
  4. Firmicutes. (2018, 17 September) Di Wikipedia, Ensiklopedia Gratis . Diakses pada 20:41, 27 September 2018, dari en.wikipedia.org
  5. Mariat, D, Firmesse, O., Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G dan Furet JP. (2009). Rasio Firmicutes / Bacteroidetes dari mikrobiota manusia berubah seiring bertambahnya usia. Mikrobiologi BMC, 9 : 123.
  6. Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, NR, Ludwig, W., Rainey, FA, Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: Firmicutes. PENGGUNAAN