Bacil

1923
Sherman Hoover
Bacil
Ilustrarea bacteriilor din genul Bacillus

Ce este Bacil?

Bacil este un gen de bacterii din divizia Firmicutes caracterizat prin formarea de spori în condiții aerobe. Ele sunt în formă de tije și, în general, Gram pozitive (deși unele sunt variabile Gram), cu colonii care prezintă organisme care colorează roz și altele care colorează violet.

În aceste cazuri, cercetătorii au descoperit că numărul organismelor care răspund ca gram negativ crește odată cu vârsta coloniei datorită scăderii grosimii stratului de petidoglican..

Bacteriile acestui gen pot fi strict aerobe sau facultative anaerobe. Majoritatea sunt mobile datorită prezenței flagelilor, cu toate acestea, există și reprezentanți non-mobili. Ele pot fi găsite în practic orice mediu de pe pământ, inclusiv în medii extreme, de la altitudini mari până la fundul mării..

Unele specii prezintă interes medical, deoarece pot provoca boli precum antraxul (Bacillus anthracis) sau boli de origine alimentară (Bacillus cereus). Altele sunt folosite pentru obținerea de antibiotice, enzime, ca probiotice sau în procesele de fermentare și în agricultură..

Caracteristicile de gen Bacil

Cultura Bacillus subtilis. Luat și editat din: O îndoială [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Producția de endospori

Principala caracteristică definitorie a genului este capacitatea de a produce endospori în condiții aerobe. Acești spori se caracterizează prin faptul că pot rezista la temperaturi ridicate, la deshidratare, la acțiunea dezinfectanților și chiar la radiații.

Peretele celular

Peretele celular este alcătuit din mai multe straturi de peptidoglicanii legați între ele, formând un eșafod puternic care menține forma celulară și conține acizi teichoici și lipoteicoici..

Morfologie

Ele sunt în formă de tijă, drepte sau ușor curbate și pot fi găsite singure, în perechi și ocazional în lanțuri. Marea majoritate a acestora sunt mobile datorită prezenței flagelilor peritrici, adică se proiectează în toate direcțiile. in orice caz, Bacillus anthracis nu are flageli.

Gram pozitiv

Majoritatea bacteriilor din acest gen sunt Gram pozitive, cu toate acestea, unele sunt variabile Gram, adică pot fi colorate în roz sau violet. Acest lucru se datorează faptului că stratul de peptidoglican poate deveni mai puțin gros și complex pe măsură ce bacteriile îmbătrânesc, fiind incapabil să rețină cristalul violet atunci când este tratat cu alcool..

Rezistență

Sunt organisme omniprezente și foarte rezistente, cu specii capabile să reziste la temperaturi foarte ridicate (termofile) sau foarte scăzute (psihrofile), există și specii care pot tolera medii foarte acide sau foarte alcaline pentru alte specii.

Unele specii sunt aerobe stricte, fiind incapabile să supraviețuiască în condiții anoxice, în timp ce alte specii sunt anaerobe facultative.

Morfologia de gen Bacil

Bacteriile genului Bacil Pot fi în formă de tijă, drepte sau ușor curbate, în general cu capete rotunde, chiar dacă unele celule au fost descrise drept pătrate (de exemplu Bacillus cereus).

Celulele au un diametru cuprins între 0,4 și 1,8 microni și o lungime de 0,9 până la 10,0 microni. Dimensiunile celulelor din fiecare specie și din fiecare tulpină tind să aibă o variabilitate redusă.

Celulele apar singure și în perechi, unele în lanțuri și, ocazional, în filamente lungi. În funcție de specie, tulpină și condițiile de cultură, celulele fiice pot fi separate.

Astfel, cultura pare a fi compusă din celule unice și perechi de celule care se divid atunci când este privită prin microscopie cu contrast de fază. În alte cazuri, celulele fiice pot rămâne atașate una de alta, arătând astfel lanțuri de celule..

Morfologia sporilor este o caracteristică taxonomică, deși poate exista o anumită variație în anumite tulpini. Cei mai comuni spori sunt de formă elipsoidală sau ovală, dar formele variază de la cilindrice la elipsoidale, sferice sau de formă neregulată care amintesc de rinichi sau banană..

Taxonomie și clasificare

Taxonomic, genul Bacil Se află în Phylum Firmicutes, clasa Bacilli, Ordinul Bacillales, Familia Bacillacea. Acest gen a fost folosit de Christian Gottfried Ehrenberg în 1835 pentru a grupa bacteriile în formă de tijă.

Apoi, Ferdinand Cohn, în 1872, a redefinit grupul ca bacterii aerobe sau anaerobe care formează spori, rezistente la căldură, Gram-pozitive și facultative. Specia tip a genului este Bacillus subtilis.

Cercetătorii au stabilit în 1991 că genul Bacil, așa cum fusese tratat până în prezent, era polifiletic. Pentru care au efectuat o rearanjare a grupului Bacil sensu lato, din care au fost extrase cinci noi genuri.

Genul este împărțit în două grupuri, pe de o parte grupul de B. subtilis și specii înrudite, în timp ce pe de altă parte este grupul de B. cereus. Primul dintre ele grupează organisme cu diametrul mai mic de 1 μm, sporangiu neumflat și spori elipsoidali..

Al doilea grup, pe de altă parte, conține specii cu mai mult de 1 μm în diametru, cu un sporangiu neumflat și spori elpsoidali..

Unde este genul Bacil?

Bacteriile genului Bacil au fost izolate mai ales de sol, apă, alimente și probe clinice. Dar s-au găsit și în cele mai neobișnuite medii, cum ar fi în sedimentele oceanice la mii de metri sub nivelul mării și în probe de aer stratosferic, în bazine geotermale acide, în apele subterane foarte alcaline și în lacurile hipersaline terminale..

Altele au fost descoperite în nișe create de om, de la morminte mexicane și picturi murale romane în descompunere, până la curățarea camerelor din instalațiile de asamblare a navelor spațiale..

Plantele sunt, de asemenea, o sursă bogată de noi specii de Bacil, unele endofitice și altele asociate cu rizosfera.

Reproducere

Bacteriile genului Bacil au două forme de reproducere asexuată: fisiunea binară și sporularea.

Fisiune binară

Fisiunea binară este un tip de reproducere care apare atunci când bacteria se află într-un mediu favorabil dezvoltării sale și permite creșterea exponențială. Fisiunea binară implică diviziune mitotică rezultând două celule fiice identice.

Reproducerea sporulației

Acest al doilea tip este, de asemenea, cunoscut pentru formarea de spori. Apare atunci când există un fel de stres în colonie. În timpul sporulației are loc o divizare celulară asimetrică, rezultând formarea unei celule mai mari (celule stem) și a unei celule mai mici (prespore).

Prespora este cuprinsă de celula stem și acoperită cu mai multe straturi de protecție, care generează pierderi de apă și permite maturitatea acesteia. După aceea, are loc liza celulei stem și eliberarea endosporului, care poate rămâne inactivă până la restabilirea condițiilor favorabile..

Acest endospor, așa cum s-a subliniat deja anterior, este rezistent la temperaturi extreme, desicare, acțiunea detergenților și radiațiilor și este principala cauză a rezistenței acestor bacterii și a capacității lor de a coloniza orice mediu..

Nutriție

Majoritatea bacteriilor din gen Bacil Se găsesc trăind în sol și hrana lor este de tip saprofit, adică se hrănesc cu materii organice în descompunere.

Alte specii alcătuiesc flora bacteriană a animalelor. În aceste cazuri, stabilesc o relație simbiotică în care profită de alimentele ingerate de gazda lor și produc enzime care ajută la digestia acestor alimente..

În cele din urmă, unele specii pot acționa ca paraziți oportuniste, hrănindu-se direct cu gazda lor..

Boli

Cele mai multe specii de Bacil nu sunt patogene și au fost rareori asociate cu boli la oameni sau la alte animale. Antraxul este cea mai cunoscută afecțiune cauzată de acest tip de bacterii, deși otrăvirea alimentară și infecțiile oportuniste cauzate de Bacillus cereus

Antrax sau antrax

Această boală este extrem de contagioasă și este cauzată de bacterii Bacillus anthracis. Poate afecta diferite părți ale corpului și patogenitatea acestuia depinde de țesutul afectat, de forma infecției și de timpul necesar de la infecție la tratament..

Cultura Bacillus anthracis, tulpină colectată în Kaimedo, Tokyo, Japonia, locul incidentului de bioterorism din 1993. Preluat și editat de la: Centers for Disease Control, Statele Unite [Domeniul public].

Cea mai agresivă formă a bolii este antraxul pulmonar, care are o rată ridicată a mortalității. De asemenea, poate ataca pielea (antraxul cutanat) sau sistemul digestiv. Antraxul poate ataca orice animal cu sânge cald, inclusiv bărbatul.

Carcasele animalelor ucise de boală, precum și terenurile contaminate de fecale sau sângele animalelor infectate constituie rezervoare ale bolii.

Sindromul orezului prăjit

Este un sindrom hemetic care apare în principal din cauza consumului de orez prost manipulat, deși poate apărea și din cauza consumului de produse lactate și alte alimente. Agentul cauzal este bacteriile Bacillus cereus.

Acest sindrom se caracterizează prin prezența de greață și vărsături, care apar la 1 până la 5 ore după consumul de alimente contaminate. Pot apărea și crampe abdominale, dar diareea este rară..

Este o boală autolimitată care durează în general nu mai mult de 48 de ore, în care este important să se evite deshidratarea, să se odihnească și să se evite consumul de lactate în timp ce simptomele sindromului persistă.

Endoftalmita

Endoftalmita este o infecție a ochilor datorată diferitelor organisme patogene. Răspunsul inflamator al organului infectat poate provoca traume la același ochi.

Diferite specii de bacterii sunt legate de această afecțiune, una dintre cele mai relevante este Bacillus cereus, ale cărei infecții provoacă leziuni cu prognoze rezervate.

Tratamentul bolii constă în administrarea pacientului de clindamicină sau vancomicină, se recomandă dexametazona. Uneori boala poate compromite vederea. În aceste cazuri, se recomandă îndepărtarea chirurgicală a umorului vitros..

Alte boli

Bacteriile genului Bacil Acestea sunt legate de diferite boli care afectează în principal persoanele cu sisteme imune compromise. Aceste boli includ endocardita, bacteremia, infecțiile pielii și ale aparatului locomotor, precum și cheratita..

Speciile Bacillus megaterium, una dintre cele mai mari specii de bacterii existente, poate provoca abcese cerebrale.

Bacillus megatierium. Luat și editat de la: Alexastely [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Utilizări / aplicații

Probiotice

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, probioticele sunt microorganisme vii care provoacă efecte benefice asupra sănătății oamenilor sau animalelor care le consumă în cantități adecvate în dieta lor..

Unele specii de Bacil sunt folosite ca probiotice, inclusiv B. coagulans. Printre beneficiile ingerării acestei bacterii, cercetătorii au sugerat că ameliorează simptomele sindromului intestinului iritabil. De asemenea, ameliorează simptomele artritei reumatoide și flatulenței.

Un alt membru al genului care are utilizare ca probiotic este B. subtilis. Printre beneficiile acestui organism ca probiotic se numără ameliorarea inflamațiilor intestinale și a infecțiilor urogenitale și oprirea diareei.

Sporii acestei bacterii, la rândul lor, acționează împotriva stresului oxidativ cauzat de keratinocită.

Controler biologic

Bacteriile genului Bacil produc o varietate de substanțe cu proprietăți antibiotice care inhibă creșterea organismelor fitopatogene, cum ar fi lipopeptidele ciclice non-ribozomale și δ-endotoxinele. Este, de asemenea, utilizat în industria farmacologică pentru a obține antibiotice împotriva agenților patogeni umani..

Aproximativ 75% din biopesticidele comercializate la nivel mondial sunt produse pe baza Bacil thuringiensis. Alte specii, cum ar fi B. subtilis, B. pumilus Da B. amyloliquefaciens De asemenea, sunt utilizate comercial, în principal pentru producerea de fungicide.

Alte utilizări

De asemenea, industria folosește bacterii din gen Bacil pentru producția comercială de enzime și pentru producția de detergenți. În plus, acestea se numără printre cele mai utilizate microorganisme în studiile de microbiologie, biologie moleculară sau inginerie genetică, printre altele..

Ciclul de viață al speciilor din gen Bacil

În condiții adecvate de nutriție, temperatură, pH, compoziție atmosferică, printre altele, celulele din Bacil crește și se împarte prin fisiune binară, o formă de reproducere asexuată care constă în duplicarea ADN-ului, urmată de divizarea citoplasmei de un sept de divizare care trece prin centrul celulei, dând naștere la două celule fiice.

Condiții nefavorabile

Cu toate acestea, atunci când condițiile de mediu sunt nefavorabile, celulele vegetative generează endospori, care sunt structuri celulare care nu conțin ATP și au metabolismuri extrem de latente, ceea ce conferă rezistență..

Endosporii se formează la sfârșitul fazei de creștere exponențială. Se știe că mulți alți factori afectează formarea endosporilor, cum ar fi temperatura de creștere, pH-ul mediului, aerarea, prezența anumitor minerale și surse de carbon, azot și fosfor și concentrațiile acestora. O altă influență este densitatea populației.

Etape spore latente-celule vegetative

Conversia sporilor latenți în celule vegetative implică trei etape: activare, germinare și creștere. Inactivitatea este întreruptă de modificările favorabile ale temperaturii sau de îmbătrânirea celulelor.

Cu toate acestea, multe specii nu necesită o astfel de activare. La ieșirea din repaus, dacă sporul îndeplinește condițiile de mediu adecvate, germinarea este declanșată, prin pierderea refractanței, hidrolizarea rapidă a cortexului și degradarea proteinelor solubile acide mici care îi conferă rezistență la agenți..

Protoplastul sporilor germinați se umflă vizibil datorită absorbției apei, se reia biosinteza și o nouă celulă vegetativă iese din stratul de spori rotam, dând naștere unei noi perioade de reproducere vegetativă..

Exemple de specii din gen Bacil

Bacillus cereus

Bacillus cereus

Această specie este o bacterie Gram pozitivă care se găsește în mod obișnuit în soluri, apă și alimente în toate zonele temperate ale lumii. Este o specie anaerobă facultativă care se poate mișca prin acțiunea flagelilor peritrici.

Această bacterie este unul dintre principalii vinovați ai bolilor de origine alimentară, cu posibilitatea de sindrom emetic sau sindrom toxic-infecțios.. Bacillus cereus Poate provoca, de asemenea, diverse boli non-gastrointestinale, cum ar fi endocardita, bacteremia, endoftalmita sau infecțiile cronice ale pielii, printre altele..

Deoarece are endospori foarte rezistenți, eliminarea sa nu se realizează la gătit și nici nu este eliminată prin îngheț, dar acesta din urmă oprește creșterea, de aceea este recomandabil să folosiți temperaturi sub 6 ° C dacă alimentele vor fi păstrate. pentru perioade lungi de timp.

Bacillus anthracis

Bacillus anthracis

Este o specie a genului care se caracterizează prin faptul că este imobilă din cauza absenței flagelilor, contrar a ceea ce se întâmplă cu restul reprezentanților genului. Este gram pozitiv și anaerob facultativ.

Această bacterie este responsabilă de antrax și patogenitatea sa depinde de doi factori de virulență, un polipeptid capsular numit Substanță P și o exotoxină proteică numită Factor B.

Există numeroase tulpini ale acestei bacterii, a căror virulență variază între ele. Cele mai virulente tulpini au fost folosite ca arme biologice.

Bacillus subtilis

Bacillus subtilis

Bacteriile gram pozitive și catalazele pozitive care locuiesc în sol. Este în formă de tijă, cu margini rotunjite și are o lungime de 2-3 microni și o lățime de 1 micron. Această bacterie este aproape exclusiv aerobă, dar poate supraviețui în medii anoxice..

Este considerat sigur pentru oameni, dar există cazuri izolate de intoxicații alimentare contaminate cu această specie. În aceste cazuri, simptomele sunt similare cu cele ale otrăvirii Bacillus cereus.

Este una dintre cele mai studiate specii bacteriene și cercetătorii consideră că este versiunea Gram pozitivă a Escherichia coli. Este, de asemenea, considerat un organism model pentru studiile de laborator, în special în studiile de manipulare genetică..

Bacillus subtilis produce bactricină, un antibiotic bactericid care este eficient în tratarea bacteriilor Gram pozitive, cum ar fi Staphilococcus aureus. De asemenea, produce compuși bioactivi cu activitate antifungică și substanțe utilizate în producția de detergenți..

Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis

Bacil gram pozitiv care trăiește în sol, suprafețele plantelor și în intestinele omidelor diferitelor specii de fluturi și molii. Se caracterizează deoarece în timpul procesului de sporulare produc cristale proteice care au proprietăți insecticide.

Datorită acestor cristale, cunoscute sub numele de δ endotoxine, sporii de Bacillus thuringensis iar cristalele de proteine ​​au fost folosite ca biopesticide de mai bine de 100 de ani.

Cercetătorii au introdus informațiile genetice ale acestei plante, prin inginerie genetică, la diferite specii de plante, precum cartofi, bumbac sau porumb, astfel încât plantele să producă substanțe cu proprietăți insecticide..

Referințe

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearshall & B.J. McCarthy (1978). Microbiologie. Ediția a II-a. Holt, Rinehart și Winston.
  2. S. Hogg (2005). Microbiologie esențială. John Wiley & Sons, LTD.
  3. C. Lira. Bacillus cereus: caracteristici, morfologie, habitat, simptome de contagiune, tratament. Recuperat de pe: lifeder.com.
  4. B. López. Bacillus subtilis: caracteristici, morfologie, boli. Recuperat de pe: lifeder.com.
  5. D. Fritz (2004). Taxonomia genului Bacillus și genele conexe: bacteriile aerobice care formează endospori. Fitopatolie
  6. P.C.B. Turnbull (1996). Capitolul 15. Bacil. În: Baron S, editor. Microbiologie medicală. Ediția a IV-a. Galveston (TX): filiala medicală a Universității din Texas la Galveston.
  7. Bacil. Pe Wikipedia. Recuperat de pe en.wikipedia.org

Nimeni nu a comentat acest articol încă.