Caracteristici Pseudomonas, morfologie, ciclul de viață

4932
Jonah Lester

Pseudomonas Este un gen de bacterii care se află în familia Pseudomonaceae. Prima descriere a acestor microorganisme a fost făcută de micologul german Walter Migula în 1894.

Aceste bacterii se caracterizează prin faptul că sunt aerobe și Gram negative. Au forma unei tije drepte sau au o anumită curbură. Sunt mobile datorită prezenței flagelilor monotrici (un flagel) sau multitricus (mai multor flageli). Flagelul tinde să fie într-o poziție polară.

Imagine a bacteriei Pseudomonas aeruginosa. Autor: Janice Haney Carr Furnizori de conținut: CDC / Janice Haney Carr [Domeniu public], prin Wikimedia Commons.

Majoritatea speciilor din gen sunt oxidază și catalază pozitivă. O altă caracteristică de interes pentru recunoașterea grupului este conținutul de GC în ADN, care variază între 58 - 72%.

Pseudomonas nu dezvoltă structuri de rezistență, cum ar fi sporii. Nu prezintă o capsulă care înconjoară peretele sau extensiile acestuia și citoplasma (prosteca), care apar în alte grupuri bacteriene.

Studiul Pseudomonas a fost abordată în principal de microbiologul argentinian Norberto Palleroni. Acest cercetător a propus separarea genului în cinci grupuri pe baza omologiei ARNr..

În prezent sunt recunoscute aproximativ 180 de specii separate în treisprezece grupuri diferite. Unele dintre aceste grupuri sunt recunoscute prin producerea pigmentului fluorescent cunoscut sub numele de pioverdin..

Indice articol

  • 1 Caracteristici generale
    • 1.1 Distribuție
    • 1.2 Temperatura
    • 1.3 Boli
    • 1.4 Aplicații
    • 1.5 Colorarea și respirația
    • 1.6 Identificare
  • 2 pigmenți
  • 3 Filogenie și taxonomie
  • 4 grupuri în Pseudomonas senso stricto
  • 5 Morfologie
    • 5.1 Flagele
  • 6 Ciclul de viață
    • 6.1 Plasmide
  • 7 Habitat
  • 8 Boli
    • 8.1 Boli la animale și la oameni
  • 9 Boli la plante
  • 10 Referințe

Caracteristici generale

Distribuție

Datorită capacității sale mari de a crește în medii diverse, genul are o distribuție ecologică și geografică omniprezentă. Au fost găsite în medii terestre și acvatice. Sunt chemotrofe și se cultivă ușor pe medii de cultură agar nutritive..

Temperatura

Intervalul său ideal de temperatură este de 25-30 ° C. Cu toate acestea, s-au găsit specii în creștere la temperaturi sub zero și altele peste 50 ° C.

Boli

Printre speciile care alcătuiesc genul, există unele care provoacă boli la animale și la oameni. La fel, multe specii sunt agenți patogeni ai plantelor care provoacă așa-numita putregai moale.

Aplicații

Alte specii pot fi foarte utile, deoarece s-a dovedit că stimulează creșterea plantelor și pot fi aplicate ca îngrășăminte. Pot, de asemenea, să degradeze compușii xenobiotici (care nu fac parte din compoziția organismelor vii).

Dintre unele dintre xenobiotice care se pot degrada, se remarcă hidrocarburile aromatice, clorații și nitrații. Aceste proprietăți fac unele specii foarte utile în programele de bioremediere..

Colorare și respirație

Specia de Pseudomonas sunt Gram negative. Ele sunt în principal aerobe, deci oxigenul este receptorul final pentru electronii din respirație..

Unele specii pot folosi nitrații ca acceptori alternativi de electroni în condiții anaerobe. În acest caz, bacteriile reduc nitrații la azot molecular.

ID

Toate speciile de Pseudomonas sunt catalază pozitivă. Aceasta este enzima care descompune apa oxigenată în oxigen și apă. Majoritatea bacteriilor aerobe produc această enzimă.

În cadrul grupului există specii de oxidază pozitive și negative. Prezența acestei enzime este considerată utilă în identificarea bacteriilor Gram negative..

Majoritatea speciilor acumulează o polizaharidă a glucozei ca substanță de rezervă. Cu toate acestea, unele grupuri pot prezenta polihidroxibutirat (PHB), care este un produs polimeric al asimilării carbonului..

Pigmenți

Diverse specii de Pseudomonas produc pigmenți care au fost considerați de importanță taxonomică.

Printre acestea se numără diverse tipuri de fenazine. Cel mai frecvent de acest tip este pigmentul pyoacin albastru. Se consideră că acest pigment contribuie la creșterea capacității de a P. aeruginosa pentru colonizarea plămânilor pacienților cu fibroză chistică.

Alte fenazine pot da pigmentări verzi sau portocalii, care sunt foarte utile în identificarea unor specii din gen..

Un alt pigment caracteristic al unor grupuri de Pseudomonas este pyoverdin. Acestea dau culori verzui gălbui și sunt tipice așa-numitelor Pseudomonas fluorescent.

Pyoverdin are o mare importanță fiziologică, deoarece acționează ca un siderofor. Aceasta înseamnă că poate prinde fierul indisponibil și îl poate dizolva în forme chimice pe care bacteriile le pot folosi..

Filogenie și taxonomie

Pseudomonas a fost descrisă pentru prima dată în 1894 de Walter Migula. Etimologia numelui înseamnă unitate falsă. În prezent, 180 de specii sunt recunoscute în acest grup.

Genul este situat în familia Pseudomoneacae din ordinul Pseudomonales. Specia tip este P. aeruginosa, care este una dintre cele mai cunoscute din grup.

Caracteristicile utilizate în principiu pentru a descrie genul erau foarte generale și puteau fi împărtășite de alte grupuri de bacterii.

Mai târziu, au fost utilizate caractere mai precise pentru definirea genului. Acestea includ: conținutul de GC în ADN, pigmentare și tipul de substanță de rezervă, printre altele..

În anii '70 ai secolului XX, specialistul grupului Norberto Palleroni, împreună cu alți cercetători, au efectuat un studiu al ARN-ului ribozomal. Au stabilit asta Pseudomonas ar putea fi separate în cinci grupuri distincte pe baza omologiei ARNr.

Prin utilizarea unor tehnici moleculare mai precise, s-a determinat că grupurile II-V stabilite de Palleroni corespundeau altor grupuri de proteobacterii. În prezent se consideră că numai grupului I îi corespunde Psedomonas senso stricto.

Majoritatea speciilor din acest grup produc pioverdin. Modul în care acest pigment este biosintetizat și secretat poate ajuta la diferențierea speciilor unele de altele.

Grupuri în Pseudomonas senso stricto

Pe baza analizei secvenței multilocus, s-a propus că Pseudomonas ar fi separat în cinci grupuri:

grup P. fluorescens: aceasta este foarte diversă, iar speciile sunt saprofite, fiind prezente în sol, apă și suprafața plantelor. Multe specii favorizează creșterea plantelor.

grup P. syringae: este compus în principal din specii fitopatogene. Peste cincizeci de patovari (tulpini de bacterii cu diferite grade de patogenitate) sunt recunoscute.

grup P. putida: speciile acestui grup se găsesc în sol, rizosfera diferitelor plante și în apă. Au o capacitate mare de degradare a substanțelor.

grup P stutzeri: aceste bacterii au o mare importanță în ciclul nutrienților și au o diversitate genetică ridicată.

grup P aeruginosa: în acest grup există specii care ocupă diverse habitate, inclusiv agenți patogeni umani.

Cu toate acestea, într-un studiu molecular mai recent, se propune ca genul să fie separat în treisprezece grupuri formate din două până la mai mult de șaizeci de specii..

Cel mai mare grup este cel al lui P. fluorescenți, care include speciile tip care sunt utilizate pe scară largă în programele de bioremediere. O altă specie de interes în acest grup este P. mandelii, care crește în Antarctica și s-a dovedit a fi foarte rezistent la antibiotice.

Morfologie

Bacilii sunt drepți până la ușor curbați, 0,5-1 µm lățime x 1,5-5 µm lungime. Nu sunt capabili să formeze și să acumuleze granule de polihidroxibutirat în medii de cultură cu nivel scăzut de azot. Acest lucru îi diferențiază de alte bacterii aerobe..

Învelișul celular este alcătuit din membrana citoplasmatică, peretele celular și membrana exterioară care o acoperă pe aceasta din urmă.

Peretele celular este tipic bacteriilor Gram negative, fiind subțire și compus din peptidoglican. Membrana citoplasmatică separă citoplasma de celelalte componente ale învelișului celular. Este format dintr-o bistrată lipidică.

Membrana exterioară este compusă dintr-o lipidă numită lipopolizaharidă care are lanțuri de hidrocarburi. Această membrană este o barieră împotriva trecerii moleculelor, cum ar fi antibioticele, care pot provoca leziuni celulare. Pe de altă parte, permite trecerea substanțelor nutritive necesare funcționării bacteriilor..

Capacitatea membranei exterioare de a lăsa să treacă unele substanțe și altele nu, este dată de prezența porinelor. Sunt proteine ​​structurale ale membranei.

Flagella

Flagelii din gen sunt, în general, localizați într-o poziție polară, deși în unele cazuri pot fi subpolari. În unele tulpini de  P. stutzeri și alte specii de flageli laterali sunt observate.

Numărul flagelilor are o importanță taxonomică. Pot exista un flagel (monoteric) sau mai mulți (multitrichous). La aceeași specie, numărul flagelelor poate varia.

La unele specii s-a observat prezența fimbriilor (apendicele proteic mai subțire și mai scurt decât un flagel), corespunzător evaginațiilor membranei citoplasmatice.

Pe  P. aeruginosa fimbriae au o lățime de aproximativ 6 nm, sunt retractabile și acționează ca receptori pentru diferiți bacteriofagi (viruși care infectează bacteriile). Fimbriile pot contribui la adeziunea bacteriei la celulele epiteliale ale gazdei sale..

Ciclu de viață

Specia de Pseudomonas, La fel ca toate bacteriile, acestea se reproduc prin fisiune binară, un tip de reproducere asexuată.

În prima fază a fisiunii binare, bacteria intră într-un proces de duplicare a ADN-ului. Acestea au un singur cromozom circular care începe să fie copiat de activitatea enzimelor de replicare.

Cromozomii reproduși merg spre capetele celulei, ulterior se generează un sept și se creează un nou perete celular pentru a forma cele două celule fiice.

La speciile de Pseudomonas Au fost observate diverse mecanisme de recombinare genetică. Acest lucru garantează apariția variabilității genetice în organismele de reproducere asexuate..

Printre aceste mecanisme se numără transformarea (fragmentele de ADN exogene pot pătrunde în bacterii). Altele sunt transducția (schimbul de ADN între bacterii de către un virus) și conjuncția (transferul ADN-ului de la o bacterie donatoare la un destinatar).

Plasmide

Plasmidele sunt mici molecule circulare de ADN care apar în bacterii. Acestea sunt separate de cromozom și se reproduc și se transmit independent.

Pe Pseudomonas plasmidele îndeplinesc diverse funcții ca factori de fertilitate și rezistență la diferiți agenți. În plus, unele oferă capacitatea de a degrada surse neobișnuite de carbon.

Plasmidele pot oferi rezistență la diferite antibiotice, cum ar fi gentamicina, streptomicina și tetraciclina, printre altele. Pe de altă parte, unele sunt rezistente la diferiți agenți chimici și fizici, cum ar fi radiațiile ultraviolete..

De asemenea, pot ajuta la prevenirea acțiunii diferiților bacteriofagi. De asemenea, oferă rezistență împotriva bacteriocinelor (toxinele produse de bacterii pentru a inhiba creșterea celor similare).

Habitat

Specia de Pseudomonas se pot dezvolta în medii diferite. Au fost găsite atât în ​​ecosistemele terestre, cât și în cele acvatice.

Temperatura ideală pentru dezvoltarea genului este de 28 ° C, dar specii precum P. psychrophila poate crește între -1 ° C și 45 ° C. P. thermotolerans este capabil să se dezvolte la o temperatură de 55 ° C.

Niciuna dintre speciile genului nu tolerează un pH mai mic de 4,5. Pot crește în medii care conțin ioni nitrat amoniu ca sursă de azot. Acestea necesită doar un compus organic simplu ca sursă de carbon și energie.

Cel puțin nouă specii de Pseudomonas crescând în Antarctica. În timp ce specia P. syringae A fost asociat cu ciclul apei, fiind prezent în apa de ploaie, zăpadă și nori.

Boli

Specii de Pseudomonas poate provoca diverse boli la plante, animale și oameni.

Boli la animale și oameni

În general, se consideră că speciile genului au virulență scăzută, deoarece tind să fie saprofite. Acestea sunt oportuniste și tind să provoace boli la pacienții cu rezistență scăzută la infecție. De obicei sunt prezente în căile urinare, căile respiratorii, rănile și sângele.

Specia care afectează cel mai mult oamenii este P. aeruginosa. Este o specie oportunistă care atacă pacienții imunosupresați, care au suferit arsuri grave sau sunt supuși chimioterapiei.

P. aeruginosa atacă în principal căile respiratorii. La pacienții cu bronșiectazie (dilatarea bronhiilor) generează o cantitate mare de spută și poate fi fatală.

S-a dovedit că P. entomophila este patogen al Drosophila melanogaster (musculiță de oțet). Se răspândește prin ingestie și atacă celulele epiteliale ale intestinului insectei, care pot provoca moartea.

P. plecoglossicida a fost găsit ca agent patogen al peștilor ayu (Plecoglossus altivelis). Bacteriile provoacă ascită hemoragică (acumularea de lichid în cavitatea peritoneală) la pești.

Bolile plantelor

Specia fitopatogenă a Pseudomonas ele sunt cauza unei mari diversități de boli. Acestea pot genera leziuni necrotice sau pete pe tulpini, frunze și fructe. Ele pot provoca, de asemenea, bile, putrefacție și infecții vasculare.

Grupul de P. syringae atacă în principal la nivel foliar. De exemplu, în ceapa pot produce pete pe frunze și putrezesc bulbul.

În măslinVal european) speciile P. savastanoi Este agentul cauzal al tuberculozei măslinilor, care se caracterizează prin formarea tumorilor. Aceste tumori se formează în principal pe tulpini, lăstari și, uneori, pe frunze, fructe și rădăcini. Acestea provoacă defolierea, o scădere a dimensiunii plantei și mai târziu moartea acesteia.

 Referințe

  1. Casado MC, Urbano N, R Díaz și A Díaz (2015) Tuberculoza măslinilor: studiu in vitro al efectului diferitelor fungicide asupra a șase tulpini de Pseudomonas savastonoi. Procesele Simpozionului Expoliva, Jaén, Spania, 6-8 mai.
  2. Hesse C, F Schulz, C Bull, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, Elbourne I Paulsen, N Kyrpides, T Woyke și J Loper (2018) Istoria evoluției bazată pe genom Pseudomonas spp. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
  3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall și J Olivares-Pacheco (2018) Caracterizarea fenotipică și genotipică a unei noi tulpini hiperproductive de alginat rezistente la multibibiotice, alginat Pseudomonas mandelii izolat în Antarctica. Polar Biol.41: 469-480.
  4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: un adversar periculos. Acta Bioquím Clín. America Latina. 48 465-74.
  5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto și H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., agentul cauzal al ascitei hemoragice bacteriene din ayu, Plecoglossus altivelis. Jurnalul internațional de microbiologie sistematică și evolutivă. 50: 83-89.
  6. Palleroni NJ și M Doudoroff (1972) Unele proprietăți și subdiviziuni taxonomice ale genului Pseudomonas. Annu. Pr. Phytopathol. 10: 73-100.
  7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. În: Whitman WB (editor) Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., în asociere cu Bergey's Manual Trust.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.