Proteobacteriën zijn een genetisch domein van gramnegatieve bacteriën die nauwelijks fenologische overeenkomsten vertonen en gekenmerkt worden door extreme heterogeniteit. Veel klassen van proteobacteriën fotosynthetiseren anaëroob voor energie of staan bekend als stikstofoxidatiemiddelen. Het bacteriële domein omvat enkele ziekteverwekkers, zoals de ziekteverwekker die gonorroe veroorzaakt.
Wat zijn proteobacteriën?
De bacteriële wereld bestaat uit veel individuele stammen, waarvan sommige groter zijn dan andere. De proteobacteriën zijn een van de grootste bacteriestammen die tot nu toe bekend zijn. Het bacteriële domein omvat talrijke pathogenen en verschillende stikstofoxidatiemiddelen, d.w.z. stikstofoxiderende bacteriën.
De naam Proteobacteria is afgeleid van de Griekse god Proteus. Dit was volgens de legende een vormwisselaar. De verscheidenheid aan vormen is ook wat de Proteobacteria maakt. Ze vormen geen morfologische groep, maar een genetische groep. Ze zijn van totaal verschillende fenotypes. Hun genotype heeft echter een genetische overeenkomst via gerelateerde RNA-sequenties. Vooral de systematiek van de RNA-strengen is het doorslaggevende criterium voor de genetische classificatie als bacteriefamilie.
Een gemeenschappelijk kenmerk van het bacteriële domein zijn ook de celwanden, die bestaan uit kleine gelaagde mureïne met lipopolysacchariden. Alle soorten in het domein zijn gramnegatief. Sommige soorten kunnen via hun flagella lokaliseren. Anderen bewegen soepel. Proteobacteriën hebben over het algemeen geen celkern en worden daarom geclassificeerd als prokaryoten.
Voorkomen, distributie en eigenschappen
Het bacteriële domein van Proteobacteria is onderverdeeld in vijf klassen: Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria en Epsilonproteobacteria. De eerstgenoemde klasse omvat onder meer niet-zwavelverwerkende paarse bacteriën en azijnzuurbacteriën. De gammaproteobacteriën bevatten op hun beurt zwavel-paarse bacteriën.
Sommige subgroepen van de afdeling Proteobacteria voeren anoxygene fotosynthese uit als metabolische route onder anoxische omstandigheden, bijvoorbeeld de paarse bacterie en de zwavelpaarse bacterie. Met lichtenergie wekken ze energierijke stoffen op uit laagenergetische stoffen. Hierdoor kunnen ze leven in omgevingen zonder zuurstof.
De bacteriën gebruiken zwavel, waterstof, waterstofsulfide of andere organische moleculen als zogenaamde elektronendonoren als uitgangsmateriaal. De reactie is niet afhankelijk van elementaire zuurstof. Ook wordt er tijdens de reactie geen elementaire zuurstof gevormd.
De Proteobacteria-subgroep Myxobacteria is tot dusver de enige bekende groep van het domein die tussen eencellige en meercellige levenswijzen staat. Deze bacteriën vormen via sporen meercellige vruchtlichamen. De vruchtlichamen komen samen met slijmzwammen. De alfagroep van Proteobacteriën komt bijvoorbeeld voor in voedselarme wateren. Beta proteobateria zoals Neisseria zijn deels pathogenen van seksueel overdraagbare aandoeningen en ontstekingen en koloniseren deels op natuurlijke wijze de slijmvliezen.
De klasse van de Gamma-Proteobacteria omvat ziekteverwekkers voor dieren, mensen en planten, bijvoorbeeld de soort Pseudomonas. Epsilonproteobacteriën, zoals Helicobacter pylori, komen voor in de menselijke maag, waar ze betrokken zijn bij de ontwikkeling van maagzweren. De heterogeniteit van het bacteriële domein is extreem breed.
Op dit punt moet ook worden verwezen naar de zogenaamde endosymbiont-hypothese. Volgens dit moeten de endosymbiotische proteobacteriën overeenkomen met de gemeenschappelijke afstamming van alle mitochondriën van eukaryoten. De eukaryoten zouden zijn ontstaan toen hun prokaryote precursororganismen symbiose aangingen. Volgens de hypothese zouden chemotrofe en fototrofe bacteriesoorten van prokaryote cellen zijn geabsorbeerd door fagocytose en voortleven in de cellen, waardoor ze endosymbionten worden.
Deze endosymbionten zouden zich hebben ontwikkeld tot celorganellen in de gastheercellen. Het complex van de gastheercel en de daarin aanwezige organellen wordt opgevat als een eukaryoot. In deze theorie zijn de individuele celorganellen de mitochondriën en plastiden. Dit betekent dat plantaardige, dierlijke en menselijke celcomplexen hun oorsprong vinden in een fusie van prokaryoten. Alle levende wezens met een celkern danken hun leven aan proteobacteriën.
Ziekten en aandoeningen
De proteobacteriën zijn niet allemaal ziekteverwekkers, maar bevatten een ongewoon groot aantal bacteriën die ziekteverwekkend zijn voor de mens. De alfasoort Neisseria gonorrhoeae wordt ook wel gonococci genoemd en is de veroorzaker van gonorroe en daarmee een van de meest bekende seksueel overdraagbare aandoeningen. De bacteriën leven in de slijmvliezen van de urinewegen en geslachtsorganen en worden overgedragen bij geslachtsgemeenschap. Bij mannen kan de infectie gepaard gaan met een ontsteking van de urethra, jeuk, etterende afscheiding, pijnlijk urineren en een ontsteking van de bijbal of prostaat. Vrouwen kunnen ook onvruchtbaar worden door gonorroe met bacteriële adhesie van de baarmoeder en de voering van de eileider. In veel gevallen zijn er geen symptomen. De dragers geven de bacteriën echter nog steeds door met geslachtsgemeenschap. Gonokokken worden ook overgedragen via orale en anale omgang zodra ze de bekleding van de keel of het rectum hebben gekoloniseerd.
De verwante Proteobacteria Neisseria meningitidis zijn de meest voorkomende veroorzakers van etterende meningitis. Fysiologisch koloniseren ze de neus en keel.
Pseudomonaden uit de klasse van Gammaproteobacteria zijn opportunistische pathogenen die voorkomen op verzwakte dieren en planten. Ze veroorzaken bijvoorbeeld vlekziekte bij vissen.
Voor mensen zijn infecties met Helicobacter pylori ook opmerkelijk, omdat ze kunnen leiden tot verschillende maagaandoeningen en een verhoogde maagzuursecretie kunnen veroorzaken. Naast type B gastritis wordt nu ook maagcarcinoom in verband gebracht met de bacteriën. De infecties zouden een risicofactor zijn voor maagzweren, zweren aan de twaalfvingerige darm en hun degeneratie tot kwaadaardige kanker.
