Proteobacteria

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 31. Oktober 2016
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Proteobacteria sind eine genetische Domäne aus gramnegativen Bakterien, die phänologisch kaum Ähnlichkeiten haben und sich durch extreme Heterogenität auszeichnen. Viele Klassen der Proteobacteria betreiben anaerob Photosynthese zur Energiegewinnung oder sind als Stickstoffoxidierer bekannt. Die Bakteriendomäne umfasst einige Krankheitserreger, so zum Beispiel den Erreger von Tripper.

Inhaltsverzeichnis

Was sind Proteobacteria?

Die Bakterienwelt besteht aus vielen einzelnen Stämmen, von denen einige umfangreicher sind als andere. Die Proteobacteria bilden einen der umfangreichsten Bakterienstämme, die bislang bekannt sind. Die Bakteriendomäne umgreift sowohl zahlreiche Krankheitserreger, als auch verschiedene Stickstoffoxidierer, also stickstoffoxidierende Bakterien.

Die Bezeichnung Proteobacteria leitet sich vom griechischen Gott Proteus ab. Dieser war, Sagen zufolge, ein Formwechsler. Die Formvielfalt macht auch die Proteobacteria aus. Sie bilden keine morphologische Gruppe, sondern eine genetische Gruppierung. Sie sind von gänzlich unterschiedlichem Phänotyp. Allerdings besitzt ihr Genotyp eine genetische Gemeinsamkeit durch verwandte RNA-Sequenzen. Vor allem die Systematik der RNA-Stränge ist das ausschlaggebende Kriterium für die genetische Klassifikation als Bakterienfamilie.

Als gemeinsames Charakteristikum der Bakteriendomäne gelten außerdem die Zellwände, die aus wenig schichtigem Murein mit Lipopolysacchariden bestehen. Alle Spezies der Domäne sind gramnegativ. Durch ihre Geißeln sind einige der Arten zur Fortbewegung in der Lage. Andere bewegen sich gleitend fort. Proteobacteria besitzen generell keinen Zellkern und zählen damit zu den Prokaryoten.

Vorkommen, Verbreitung & Eigenschaften

Die bakterielle Domäne der Proteobacteria wird in fünf Klassen unterteilt: in Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria und Epsilonproteobacteria. Zur erstgenannten Klasse zählen unter anderem nicht Schwefel verarbeitende Purpurbakterien und Essigsäurebakterien. Zu den Gammaproteobacteria gehören wiederum Schwefel-Purpurbakterien.

Einige Untergruppen aus der Abteilung der Proteobacteria betreiben unter anoxischen Bedingungen eine anoxygene Photosynthese als Stoffwechselweg, so zum Beispiel die Purpurbakterien und Schwefel-Purpurbakterien. Sie erzeugen energiereiche Stoffe mittels Lichtenergie aus energiearmen Substanzen. Das befähigt sie dazu, in Milieus unter der Abwesenheit von Sauerstoff zu leben.

Als Ausgangsstoffe verwenden die Bakterien Schwefel, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, oder andere organische Moleküle als sogenannten Elektronen-Donator. Auf elementaren Sauerstoff ist die Reaktion nicht angewiesen. Auch wird bei der Reaktion kein elementarer Sauerstoff gebildet.

Die Proteobacteria-Untergruppe Myxobacteria ist bislang die einzig bekannte Gruppe der Domäne, die zwischen einzelliger und mehrzelliger Lebensart steht. Diese Bakterien bilden mehrzellige Fruchtkörper durch Sporen. Die Fruchtkörper konvergieren mit Schleimpilzen. Die Alpha-Gruppe der Proteobacteria kommt zum Beispiel in nährstoffarmen Gewässern vor. Beta-Proteobateria wie die Neisseria sind zum Teil Krankheitserreger sexuelle übertragbarer Erkrankungen und Entzündungen und besiedeln zu einem anderen Teil natürlicherweise die Schleimwege.

Die Klasse der Gamma-Proteobacteria beinhaltet Krankheitserreger für Tiere, Menschen und Pflanzen, so zum Beispiel die Spezies Pseudomonas. Epsilonproteobacteria, wie Helicobacter pylori, kommen im Magen des Menschen vor, wo sie an der Entstehung von Magengeschwüren beteiligt sind. Die Heterogenität der Bakteriendomäne ist extrem breit.

Es sei an dieser Stelle auch auf die sogenannte Endosymbionten-Hypothese verwiesen. Laut dieser sollen die endosymbiontischen Proteobakterien der gemeinsamen Abstammung aller Mitochondrien von Eukaryonten entsprechen. Die Eukaryoten sollen demnach entstanden sein, indem ihre prokaryotischen Vorläuferorganismen Symbiosen eingegangen sind. Chemotrophe und phototrophe Bakterienarten prokaryotischer Zellen sollen gemäß der Hypothese eine Aufnahme durch Phagozytose erfahren haben und im Innern der Zellen weitergelebt haben, wodurch sie zu Endosymbionten geworden sind. Diese Endosymbionten sollen sich im Verlauf zu Zellorganellen innerhalb der Wirtszellen entwickelt haben. Der Komplexe aus Wirtszelle und darin liegenden Organellen wird als Eukaryot verstanden. Die einzelnen Zellorganellen sind in dieser Theorie die Mitochondrien und Plastiden. Damit hätten pflanzliche, tierische und menschliche Zellkomplexe ihren Ursprung in einer Fusion von Prokaryoten. Alle Lebewesen mit einem Zellkern hätten ihr Leben somit Proteobakterien zu verdanken.

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Krankheiten & Beschwerden

Die Proteobacteria sind zwar nicht durchweg Krankheitserreger, umfassen aber ungewöhnlich viele Bakterien, die für den Menschen pathogen sind. Die Alpha-Spezies Neisseria gonorrhoeae wird auch Gonokokken genannt und ist der Erreger von Tripper und damit einer der bekanntesten Geschlechtskrankheiten. Die Bakterien leben in den Schleimhäuten der Harn- und Geschlechtsorgane und werden mit dem Geschlechtsverkehr übertragen. Für den Mann kann die Infektion mit Harnröhrenentzündung, Juckreiz, eitrigem Ausfluss, Schmerzen beim Wasserlassen und Entzündungen der Nebenhoden oder Prostata einhergehen. Auch Frauen können durch Tripper bei einer bakteriellen Verklebung der Gebärmutter- und Eileiterschleimhaut unfruchtbar werden. In vielen Fällen bleiben die Symptome aus. Die Träger geben die Bakterien mit dem Geschlechtsverkehr allerdings trotzdem weiter. Gonokokken werden auch durch Oral- und Analverkehr übertragen, wenn sie die Rachen- oder Mastdarmschleimhaut besiedelt haben.

Die verwandten Proteobacteria Neisseria meningitidis sind die häufigsten Erreger eitriger Hirnhautentzündung. Sie besiedeln physiologischerweise den Nasen- und Rachenraum.

Pseudomonaden aus der Klasse der Gammaproteobacteria sind opportunistische Krankheitserreger, die an geschwächten Tieren und Pflanzen auftreten. An Fischen rufen sie beispielsweise die Fleckenseuche hervor.

Für den Menschen sind außerdem Infektionen mit dem Helicobacter pylori nennenswert, da sie verschiedene Magenerkrankungen zur Folge haben können und eine verstärkte Magensäuresekretion bedingen. Neben der Typ-B-Gastritis wird mittlerweile auch ein Magenkarzinom mit den Bakterien in Zusammenhang gebracht. So sollen die Infektionen als Risikofaktor für Magengeschwüre, Zwölffingerdarmgeschwüre und deren Entartung zu bösartigem Krebs infrage kommen.

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