Дял:
Псевдомонасни характеристики, филогенеза и таксономия, морфология, жизнен цикъл
Pseudomonas е род на бактерии, който се намира в семейството Pseudomonaceae. Първото описание на тези микроорганизми е направено от немския миколог Валтер Мигула през 1894 година.
Тези бактерии се характеризират с това, че са аеробни и грам отрицателни. Те имат формата на прав бацил или имат определена кривина. Те са подвижни поради наличието на монотонни флагели (един флагел) или мултитрико (няколко камбали). Жребецът има тенденция да бъде в полярна позиция.
Повечето видове от рода са позитивна оксидаза и каталаза. Друга характеристика, която представлява интерес за разпознаване на групата, е съдържанието на GC в ДНК, която преминава от 58 до 72%.
Pseudomonas не развива съпротивителни структури, като спори. Те не представят капсула около стената или удължаването на тази и цитоплазмата (prosteca), които се срещат в други бактериални групи..
Изследването на Pseudomonas Тя е адресирана главно от аржентинския микробиолог Norberto Palleroni. Този изследовател предложи да се раздели родът на пет групи въз основа на хомологията на рРНК.
Понастоящем в тринадесет различни групи се признават 180 отделни вида. Някои от тези групи се разпознават от производството на флуоресцентен пигмент, известен като пиовердин.
индекс
- 1 Общи характеристики
- 1.1 Разпределение
- 1.2 Температура
- 1.3 Болести
- 1.4 Приложения
- 1.5 Оцветяване и дишане
- 1.6 Идентификация
- 2 Пигменти
- 3 Филогенеза и таксономия
- 4 Групи в Pseudomonas senso stricto
- 5 Морфология
- 5.1
- 6 Жизнен цикъл
- 6.1 Плазмиди
- 7 Местообитание
- 8 Болести
- 8.1 Заболявания при животни и хора
- 9 Заболявания в растенията
- 10 Препратки
Общи характеристики
разпределение
Поради големия си капацитет да расте в различни среди, родът има повсеместно екологично и географско разпределение. Те са открити в сухоземни и водни среди. Те са хемотрофни и лесно се отглеждат в хранителна среда на агар.
температура
Нейният идеален температурен диапазон е между 25 и 30 ° C. Открити са обаче, че видовете растат при температури под нула, а други над 50 ° С.
заболявания
Сред видовете, които съставят рода, има някои, които причиняват болести при животните и хората. По същия начин много видове са патогенни растения, причиняващи т.нар. Мека гниене.
приложения
Други видове могат да бъдат много полезни, тъй като е доказано, че стимулират растежа на растенията и могат да се прилагат като торове. Те могат също така да разграждат ксенобиотични съединения (които не са част от състава на живите организми).
Някои от ксенобиотиците, които могат да се разграждат, включват ароматни въглеводороди, хлорати и нитрати. Тези свойства правят някои видове много полезни в програмите за биоремедиация.
Оцветяване и дишане
Видът на Pseudomonas Те са Грам отрицателни. Те са предимно аеробни, така че кислородът е крайният рецептор на електроните в дишането.
Някои видове могат да използват нитрати като алтернативни акцептори на електрони при анаеробни условия. В този случай, бактериите намаляват нитратите до молекулен азот.
идентификация
Всички видове Pseudomonas Те са положително каталаза. Това е ензимът, който разделя водороден пероксид на кислород и вода. Повечето аеробни бактерии произвеждат този ензим.
В рамките на групата съществуват положителни и отрицателни видове оксидази. Присъствието на този ензим се счита за полезно при идентифицирането на Грам отрицателни бактерии.
Повечето видове акумулират глюкозен полизахарид като резервно вещество. Някои групи обаче могат да имат полихидроксибутират (PHB), който е полимерен продукт на асимилация на въглерод.
пигменти
Различни видове Pseudomonas произвеждат пигменти, които са били считани за таксономично важни.
Сред тях са различни видове феназини. Най-често срещаният от този тип е синьото пиацин пигмент. Счита се, че този пигмент допринася за увеличаване на капацитета на P. aeruginosa на колонизиране на белите дробове на пациенти с муковисцидоза.
Други феназини могат да дадат зелени или оранжеви пигментации, които са много полезни при идентифицирането на някои видове от рода.
Друг пигмент, характерен за някои групи Pseudomonas Това е пиовердин. Те придават жълто-зелени цветове и са типични за т.нар Pseudomonas флуоресцентен.
Пиовердин има голямо физиологично значение, тъй като действа като сидерофор. Това означава, че може да улови недостъпно желязо и да го разтвори в химически форми, които могат да бъдат използвани от бактериите.
Филогенеза и таксономия
Pseudomonas За първи път е описан през 1894 г. от Walter Migula. Етимологията на името означава фалшиво единство. Понастоящем в тази група са признати 180 вида.
Родът се намира в семейството Pseudomoneacae на Pseudomonal ред. Видът е вид P. aeruginosa, който е един от най-известните в групата.
Характеристиките, използвани по принцип за описване на рода, са много общи и могат да бъдат споделяни от други групи бактерии.
Впоследствие бяха използвани по-прецизни символи за определяне на жанра. Сред тях могат да се отбележат: съдържанието на GC в ДНК, пигментация и вида на резервното вещество.
През 70-те години на 20-ти век специалистът на групата Norberto Palleroni, заедно с други изследователи, извърши проучване на рибозомната РНК. Това определи това Pseudomonas могат да бъдат разделени на пет различни групи според рРНК хомологията.
Чрез използването на по-прецизни молекулярни техники беше установено, че групи II-V, установени от Palleroni, съответстват на други групи протеобактерии. Понастоящем се счита, че отговаря само на група I Psedomonas senso stricto.
Повечето видове от тази група произвеждат пиовердин. Начинът на биосинтезиране и секретиране на този пигмент може да помогне да се разграничат видовете един от друг.
Групи в Pseudomonas senso stricto
Въз основа на анализа на многослойната последователност е предложено това Pseudomonas Тя ще бъде разделена на пет групи:
група P. fluorescensТова е много разнообразно и видовете са сапрофити, присъстващи в почвата, водата и повърхността на растенията. Много видове насърчават растежа на растенията.
група P. syringae: се състои главно от видове, които са фитопатогени. Разпознават се повече от петдесет патовари (щамове на бактерии с различна степен на патогенност)..
група P. putida: видът от тази група се среща в почвата, ризосферата на различни растения и във водата. Те имат висок капацитет за разграждане на веществата.
група P stutzeriТези бактерии са от голямо значение за цикъла на хранителните вещества и представляват високо генетично разнообразие.
група P aeruginosa: тази група представя видове, които заемат различни местообитания, включително човешки патогени.
Въпреки това, в едно по-ново молекулярно изследване се предполага, че полът е разделен на тринадесет групи, състоящи се от два до повече от шестдесет вида.
Най-голямата група е P. fluorescens, който включва типовия вид, който се използва широко в програмите за биоремедиация. Друг интерес от тази група е P. mandelii, който расте в Антарктика и е доказал, че е много устойчив на антибиотици.
морфология
Бацилите са прави до леко извити, с дължина 0.5 - 1 μm x 1.5 - 5 μm. Те не са в състояние да образуват и да натрупват полихидроксибутиращи гранули в културална среда с нисък азот. Това ги отличава от други аеробни бактерии.
Клетъчната обвивка се състои от цитоплазмената мембрана, клетъчната стена и външната мембрана, която покрива последната.
Клетъчната стена е типична за Грам отрицателни бактерии, които са тънки и съставени от пептидогликан. Цитоплазмената мембрана отделя цитоплазмата от другите компоненти на клетъчната обвивка. Той се образува от липиден двуслой.
Външната мембрана е съставена от липид, наречен липополизахарид, който има въглеводородни вериги. Тази мембрана е бариера срещу преминаването на молекули като антибиотици, които могат да причинят увреждане на клетката. От друга страна, той позволява преминаването на хранителните вещества, необходими за функционирането на бактерията.
Способността на външната мембрана да премине някои вещества, а не на други, се дава от наличието на порини. Те са структурни протеини на мембраната.
бичове
Флагелите в рода обикновено се намират в полярна позиция, въпреки че в някои случаи може да са подполярни. В някои щамове на P. stutzeri и други видове странични камбанки се наблюдават.
Броят на флагелите е таксономично важен. Може да присъства флагелум (монотонен) или няколко (multitrico). При същия вид броят на флагела може да представлява вариации.
При някои видове е наблюдавано наличието на фимбрии (по-тънък и по-кратък протеинов придатък, отколкото флагелум), което съответства на евагинации на цитоплазмената мембрана..
в P. aeruginosa Fimbrias са с ширина около 6 nm, прибиращи се и действат като рецептори за няколко бактериофаги (вируси, които заразяват бактерии). Fimbrias може да допринесе за адхезията на бактерията към епителните клетки на неговия гостоприемник.
Жизнен цикъл
Видът на Pseudomonas, Както всички бактерии, те се размножават чрез бинарно делене, вид асексуално размножаване.
В първата фаза на бинарно делене, бактерията влиза в процес на дублиране на ДНК. Те представляват единична кръгова хромозома, която започва да се копира от активността на репликационните ензими.
Реплицираните хромозоми отиват до края на клетката, по-късно се създава преграда и се създава нова клетъчна стена, която образува двете дъщерни клетки..
При вида на Pseudomonas Наблюдават се няколко механизма на генетична рекомбинация. Това гарантира появата на генетична вариабилност в организмите на асексуалното размножаване.
Сред тези механизми е трансформацията (фрагменти от екзогенна ДНК могат да влязат в бактериите). Други са трансдукция (обмен на ДНК между бактерии чрез вирус) и връзка (трансфер на ДНК от донорната бактерия към реципиента).
плазмиди
Плазмидите са малки кръгли ДНК молекули, които се срещат в бактерии. Те се отделят от хромозомата и се репликират и предават самостоятелно.
в Pseudomonas плазмидите изпълняват различни функции като фактори на фертилност и резистентност към няколко агенти. В допълнение, някои осигуряват способността да разграждат необичайни източници на въглерод.
Плазмидите могат да осигурят резистентност към различни антибиотици като гентамицин, стрептомицин и тетрациклин, наред с други. От друга страна, някои са устойчиви на различни химични и физични агенти, като например ултравиолетово лъчение.
По същия начин те могат да помогнат да се избегне действието на различни бактериофаги. По същия начин те дават устойчивост срещу бактериоцини (токсини, произвеждани от бактерии, за да инхибират растежа на други подобни).
хабитат
Видът на Pseudomonas те могат да се развиват в различни среди. Те са открити както в сухоземни, така и във водни екосистеми.
Идеалната температура за развитието на рода е 28 ° C, но видове като P. psychrophila може да расте в диапазона от -1 ° C до 45 ° C. P. thermotolerans Той може да се развива при температура от 55 ° C.
Нито един от видовете от рода не понася рН под 4.5. Те могат да растат върху среди, съдържащи нитратни амониеви йони като източник на азот. Те изискват само обикновено органично съединение като източник на въглерод и енергия.
Най-малко девет вида Pseudomonas растеж в Антарктика. Докато видът P. syringae е свързан с водния цикъл в дъждовната вода, снега и облаците.
заболявания
Видове Pseudomonas може да причини различни заболявания при растения, животни и хора.
Заболявания при животни и хора
Като цяло се счита, че видовете от рода имат ниска вирулентност, тъй като те са склонни да бъдат сапрофити. Те са опортюнистични и са склонни да причиняват заболявания при пациенти с ниска резистентност към инфекции. Те обикновено присъстват в пикочните пътища, дихателните пътища, раните и кръвта.
Видовете, които най-много засягат хората, са P. aeruginosa. Това е опортюнистичен вид, който атакува имуносупресирани пациенти, които са претърпели тежки изгаряния или са подложени на химиотерапия..
P. aeruginosa Той атакува главно дихателните пътища. При пациенти с бронхиектазии (разширяване на бронхите) се генерира голямо количество храчки и може да бъде смъртоносно..
Доказано е, че P. entomophila той е патогенен Drosophila melanogaster (плодова муха). Той се поглъща от поглъщане и атакува епителните клетки на червата на насекомото, което може да причини смърт..
P. plecoglossicida открит е като патоген на рибата аю (Plecoglossus altivelis). Бактерията причинява хеморагичен асцит (натрупване на течност в перитонеалната кухина) в рибите.
Заболявания в растенията
Фитопатогенните видове на. \ T Pseudomonas те причиняват голямо разнообразие от болести. Те могат да генерират некротични лезии или петна върху стъблата, листата и плодовете. Те могат също да произвеждат хриле, гниене и съдови инфекции.
Групата на P. syringae атаки предимно на нивото на листата. Например, в лука те могат да произвеждат петна от листа и гниене на луковици.
В маслиновото дърво (Европейска вълнавида P. savastanoi Той е причинител на туберкулоза от маслини, който се характеризира с образуването на тумори. Тези тумори се образуват главно в стъбла, пъпки и понякога в листа, плодове и корени. Те причиняват дефолиация, намаляване на размера на растението и по-късно смърт.
препратки
- Женен MC, Urban N, R Díaz и A Díaz (2015) Туберкулоза на маслиновото дърво: in vitro изследване на ефекта на различни фунгициди върху шест щама Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Испания, 6 - 8 май.
- Хесен С, Ф Шулц, С Бул, Б. Т. Шафър, Q Ян, Н. Шапиро, А Хасан, Н. Варгезе, Л, Елбърн I Полсен, Н. Кирфидс, Т. Уойк и Дж. Лопър (2018 г.) \ t Pseudomonas spp. Екологична микробиология 20: 2142-2159.
- Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall и J Olivares-Pacheco (2018) Pseudomonas mandelii изолирани в Антарктика. Polar Biol. 41: 469-480.
- Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: опасен противник Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
- Нишимори Е, К Кита-Цукамото и Х Вакабаяши (2000) Pseudomonas plecoglossicide Sp. новина, причинител на бактериални хеморагични асцити на аю, Plecoglossus altivelis. Международно списание за систематична и еволюционна микробиология. 50: 83-89.
- Palleroni NJ и M Doudoroff (1972) Някои свойства и таксономични подразделения на рода Pseudomonas. Annu. Фитопатол. 10: 73-100.
- Palleroni, N (2015) Pseudomonas. В: Уитман СБ (редактор) Ръководство на системите на археите и бактериите на Bergey. John Wiley & Sons, Inc., съвместно с ръководството на Bergey's Trust.