Pseudomonasne značajke, filogenija i taksonomija, morfologija, životni ciklus

Pseudomonas je rod bakterija koji se nalazi u obitelji Pseudomonaceae. Prvi opis tih mikroorganizama izradio je njemački mikolog Walter Migula 1894. godine.

Ove bakterije karakterizira aerobna i gram-negativna. Imaju oblik ravnog bacila ili imaju određenu zakrivljenost. Oni su pokretni zbog prisutnosti monotonih flagelica (jedan flagellum) ili multitricos (nekoliko flagela). Zastava se nalazi u polarnom položaju.

Većina vrsta roda su pozitivna oksidaza i katalaza. Još jedna karakteristika od interesa za prepoznavanje grupe je sadržaj GC u DNA koji ide od 58 - 72%.

Pseudomonas ne razvija otporne strukture, kao što su spore. Oni ne predstavljaju kapsulu koja okružuje zid ili produljenje ove i citoplazme (prosteca), koja se javljaju u drugim bakterijskim skupinama..

Proučavanje Pseudomonas Riječ je uglavnom o argentinskom mikrobiologu Norbertu Palleroniju. Ovaj je istraživač predložio da se rod podijeli u pet skupina na temelju homologije rRNA.

Trenutno se u trinaest različitih skupina prepoznaje 180 zasebnih vrsta. Neke od ovih skupina su prepoznate po proizvodnji fluorescentnog pigmenta poznatog kao pioverdin.

indeks

• 1 Opće karakteristike
  • 1.1 Distribucija
  • 1.2 Temperatura
  • 1.3 Bolesti
  • 1.4 Aplikacije
  • 1.5 Bojenje i disanje
  • 1.6 Identifikacija
• 2 Pigmenti
• 3 Filogenija i taksonomija
• 4 Grupe u Pseudomonas senso stricto
• 5 Morfologija
  • 5.1 Flagella
• 6 Životni ciklus
  • 6.1 Plazmidi
• 7 Stanište
• 8 Bolesti
  • 8.1 Bolesti u životinja i ljudi
• 9 Bolesti u biljkama
• 10 Reference

Opće karakteristike

distribucija

Zbog velikog kapaciteta za rast u različitim sredinama, rod ima sveprisutnu ekološku i geografsku raspodjelu. Pronađeni su u kopnenom i vodenom okruženju. Oni su kemotrofni i lako se uzgajaju u hranjivim medijima kulture na agaru.

temperatura

Njegova idealna temperatura je između 25 i 30 ° C. Međutim, pronađene su vrste koje rastu na temperaturama ispod nule, a druge iznad 50 ° C.

oboljenja

Među vrstama koje čine rod, postoje neke koje uzrokuju bolesti kod životinja i ljudi. Isto tako, mnoge su vrste patogene biljke koje uzrokuju tzv. Meku trulež.

aplikacije

Ostale vrste mogu biti vrlo korisne jer su dokazano da stimuliraju rast biljaka i mogu se primijeniti kao gnojiva. Također mogu razgraditi ksenobiotske spojeve (koji nisu dio sastava živih organizama).

Neki od ksenobiotika koji se mogu razgraditi uključuju aromatske ugljikovodike, klorate i nitrate. Ova svojstva čine neke vrste vrlo korisnim u programima bioremedijacije.

Bojenje i disanje

Vrste Pseudomonas Oni su Gram negativni. Uglavnom su aerobni, pa je kisik konačni receptor elektrona u disanju.

Neke vrste mogu koristiti nitrate kao alternativne akceptore elektrona u anaerobnim uvjetima. U ovom slučaju, bakterije reduciraju nitrate u molekularni dušik.

identifikacija

Sve vrste Pseudomonas Oni su pozitivni na katalazu. To je enzim koji razgrađuje vodikov peroksid u kisik i vodu. Većina aerobnih bakterija proizvodi ovaj enzim.

Unutar skupine nalaze se pozitivne i negativne oksidaze. Prisutnost ovog enzima smatra se korisnom u identifikaciji Gram negativnih bakterija.

Većina vrsta akumulira polisaharid glukoze kao rezervnu tvar. Međutim, neke skupine mogu imati polihidroksibutirat (PHB), koji je polimerni proizvod asimilacije ugljika.

pigmenti

Razne vrste Pseudomonas proizvode pigmente koji su smatrani taksonomski važnim.

Među njima su razne vrste fenazina. Najčešći od ovog tipa je plavi pioacinski pigment. Smatra se da ovaj pigment pridonosi povećanju kapaciteta P. aeruginosa kolonizacije pluća bolesnika s cističnom fibrozom.

Ostali fenazini mogu dati zelene ili narančaste pigmentacije, koje su vrlo korisne u identifikaciji nekih vrsta roda.

Još jedna pigment karakteristična za neke skupine Pseudomonas To je pioverdin. Oni daju žućkastozelene boje i tipični su za tzv Pseudomonas fluorescentna.

Pioverdin ima veliku fiziološku važnost jer djeluje kao siderophore. To znači da može uhvatiti nedostupno željezo i otopiti ga u kemijskim oblicima koje bakterije mogu upregnuti.

Filogenija i taksonomija

Pseudomonas Prvi put ju je opisao Walter Migula 1894. godine. Etimologija imena znači lažno jedinstvo. Trenutno se u ovoj skupini prepoznaje 180 vrsta.

Rod se nalazi u Pseudomoneacae obitelji Pseudomonalnog poretka. Vrsta vrste je P. aeruginosa, koji je jedan od najpoznatijih u skupini.

Karakteristike koje se u načelu koriste za opisivanje roda bile su vrlo općenite i mogle bi ih dijeliti druge skupine bakterija.

Naknadno su korišteni precizniji likovi za definiranje žanra. Među njima se može primijetiti: sadržaj GC u DNK, pigmentacija i tip rezervne tvari među ostalima.

Sedamdesetih godina 20. stoljeća stručnjak grupe Norberto Palleroni, zajedno s drugim istraživačima, proveo je istraživanje ribosomske RNA. To je odredilo to Pseudomonas može se podijeliti u pet različitih skupina prema homologiji rRNA.

Koristeći preciznije molekularne tehnike, utvrđeno je da skupine II-V koje je utvrdila Palleroni odgovara drugim skupinama Proteobacteria. Trenutno se smatra da samo grupa I odgovara Psedomonas senso stricto.

Većina vrsta u ovoj skupini proizvodi pioverdin. Način biosinteze i izlučivanja tog pigmenta može pomoći u razlikovanju vrsta od drugih.

Grupe u Pseudomonas senso stricto

Na temelju analize višestruke sekvence predloženo je da Pseudomonas Podijeljen je u pet skupina:

grupa P. fluorescens: ovo je vrlo raznoliko i vrste su saprofiti, prisutni u tlu, vodi i površini biljaka. Mnoge vrste potiču rast biljaka.

grupa P. syringae: sastoji se uglavnom od vrsta koje fitopatogeni. Prepoznato je više od pedeset patovara (sojevi bakterija s različitim stupnjevima patogenosti).

grupa P. putida: vrste iz ove skupine nalaze se u tlu, rizosferi različitih biljaka iu vodi. Imaju visoku sposobnost razgradnje tvari.

grupa P stutzeri: te su bakterije od velike važnosti u ciklusu hranjivih tvari i predstavljaju visoku genetsku raznolikost.

grupa P aeruginosa: ova skupina predstavlja vrste koje zauzimaju različita staništa, uključujući ljudske patogene.

Međutim, u novijoj molekularnoj studiji predlaže se da je spol podijeljen na trinaest skupina koje se sastoje od dvije do više od šezdeset vrsta..

Najveća skupina je P. fluorescensflamb, što uključuje vrstu vrste koja se široko koristi u programima bioremedijacije. Druga vrsta interesa u ovoj skupini je P. mandelii, koja raste na Antarktici i pokazala se vrlo otpornom na antibiotike.

morfologija

Bakterije su ravne do blago zakrivljene, širine 0,5 - 1 μm x 1,5 - 5 μm. Oni nisu u stanju formirati i akumulirati polihidroksibutiratne granule u medijima s niskim dušikom. To ih razlikuje od drugih aerobnih bakterija.

Stanična omotnica sastoji se od citoplazmatske membrane, stanične stijenke i vanjske membrane koja pokriva potonju.

Stanična stijenka tipična je za gram-negativne bakterije, tanke i sastavljene od peptidoglikana. Citoplazmatska membrana odvaja citoplazmu od ostalih komponenti omotača stanica. Formira se lipidnim dvoslojem.

Vanjska membrana sastoji se od lipida zvanog lipopolisaharid koji ima ugljikovodične lance. Ova membrana je barijera protiv prolaska molekula kao što su antibiotici koji mogu uzrokovati oštećenje stanice. S druge strane, dopušta prolaz hranjivih tvari potrebnih za funkcioniranje bakterije.

Sposobnost vanjske membrane da prođe neke tvari, a ne druge, daje se prisutnošću porina. Oni su strukturni proteini membrane.

bič

Zvijezde u rodu su uglavnom smještene u polarnom položaju, iako u nekim slučajevima može biti subpolarno. U nekim sojevima  P. stutzeri i druge vrste bočnih gljivica.

Broj flagelista je taksonomski važan. Može biti prisutan flagelum (monotrični) ili više njih (multitrico). U istoj vrsti broj flagelica može predstavljati varijacije.

Kod nekih vrsta uočena je prisutnost fimbrija (tanji i kraći proteinski privjesak od flageluma), što odgovara evaginaciji citoplazmatske membrane.

u  P. aeruginosa Fimbrije su široke oko 6 nm, uvlače se i djeluju kao receptori za nekoliko bakteriofaga (virusi koji inficiraju bakterije). Fimbrije mogu pridonijeti prianjanju bakterije u epitelne stanice domaćina.

Životni ciklus

Vrste Pseudomonas, Poput svih bakterija, reproduciraju se binarnom fisijom, vrstom aseksualne reprodukcije.

U prvoj fazi binarne fisije bakterija ulazi u proces dupliciranja DNA. One predstavljaju jedan kružni kromosom koji počinje kopirati aktivnost enzima replikacije.

Replicirani kromosomi odlaze na krajeve stanice, kasnije se stvara septum i stvara se nova stanična stijenka koja tvori dvije stanice kćeri..

Kod vrsta Pseudomonas Uočeno je nekoliko mehanizama genetske rekombinacije. To jamči pojavu genetske varijabilnosti u organizmima aseksualne reprodukcije.

Među tim mehanizmima je transformacija (egzogene DNA fragmenti mogu ući bakterije). Drugi Transdukcija (razmjena DNA između bakterija virusom) i (transfer DNA iz donoru primatelju) kombinaciju.

plazmidi

Plazmidi su male kružne DNA molekule koje se pojavljuju u bakterijama. Oni su odvojeni od kromosoma i replicirani i preneseni neovisno.

u Pseudomonas plazmidi ispunjavaju različite funkcije kao što su faktori plodnosti i otpornosti na nekoliko agensa. Osim toga, neki pružaju mogućnost degradacije neuobičajenih izvora ugljika.

Plazmidi mogu pružiti otpornost na razne antibiotike, kao što su gentamicin, streptomicin i tetraciklin, među ostalima. S druge strane, neki su otporni na različita kemijska i fizička sredstva kao što je, na primjer, ultraljubičasto zračenje.

Isto tako, mogu pomoći u izbjegavanju djelovanja različitih bakteriofaga. Isto tako, daju otpornost na bakteriocine (toksine koje proizvode bakterije kako bi spriječili rast drugih sličnih).

stanište

Vrste Pseudomonas mogu se razviti u različitim sredinama. Pronađeni su u kopnenim i vodenim ekosustavima.

Idealna temperatura za razvoj roda je 28 ° C, ali vrste vole P. psychrophila može rasti u rasponu od -1 ° C do 45 ° C. P. thermotolerans Može se razvijati na temperaturi od 55 ° C.

Nijedna vrsta roda ne podnosi pH niži od 4,5. Oni mogu rasti na medijima koji sadrže nitratne amonijeve ione kao izvor dušika. Oni zahtijevaju samo jednostavan organski spoj kao izvor ugljika i energije.

Najmanje devet vrsta Pseudomonas raste na Antarktici. Dok je vrsta P. syringae povezan s ciklusom vode koji je prisutan u kišnici, snijegu i oblacima.

oboljenja

Vrste Pseudomonas može uzrokovati razne bolesti u biljkama, životinjama i ljudima.

Bolesti u životinja i ljudi

Općenito se smatra da vrste roda imaju nisku virulenciju, jer su obično saprofiti. Oni su oportunistički i imaju tendenciju da uzrokuju bolesti u bolesnika s niskom otpornošću na infekcije. Obično su prisutni u mokraćnom sustavu, respiratornom traktu, ranama i krvi.

Vrsta koja najviše pogađa ljude je P. aeruginosa. To je oportunistička vrsta koja napada imunosupresirane pacijente, koji su pretrpjeli teške opekline ili su podvrgnuti kemoterapiji..

P. aeruginosa Uglavnom napada respiratorni trakt. U bolesnika s bronhiektazijom (dilatacija bronha) stvara veliku količinu sputuma i može biti smrtonosna.

To je dokazano P. entomophila patogena je Drosophila melanogaster (voćna mušica). Proguta ga gutanje i napada epitelne stanice crijeva kukca, što može uzrokovati smrt.

P. plecoglossicida pronađen je kao patogena riba ayu (Plecoglossus altivelis). Bakterija uzrokuje hemoragični ascites (nakupljanje tekućine u peritonealnoj šupljini) u ribi.

Bolesti u biljkama

Fitopatogene vrste Pseudomonas uzrokuju veliku raznolikost bolesti. To može generirati nekrotične lezije ili mrlje na stabljikama, lišću i plodovima. Također mogu proizvesti škrge, truljenje i vaskularne infekcije.

Grupa od P. syringae napada uglavnom na razini lista. Na primjer, u luku mogu proizvesti listne mrlje i trulež.

U maslini (Europski valvrsta P. savastanoi To je uzročnik tuberkuloze masline koji karakterizira stvaranje tumora. Ti se tumori formiraju uglavnom u stablima, pupoljcima i ponekad u lišću, voću i korijenu. Oni uzrokuju defolijaciju, smanjenje veličine biljke i kasnije smrti.

 reference

1. MC braku, Urban N, R Diaz i Diaz (2015) Tuberkuloza maslinovo: in vitro proučavanja učinka različitih fungicida na šest sojeva Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Španjolska, 6. - 8. svibnja.
2. Hesse C, F Schulz, Bull C, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, I Elbourne Paulsen, N Kyrpides, T J Woyke i Loper (2018.) Genome bazi Evolucijska povijest Pseudomonas spp. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
3. Higuera-trputac S, F-Vasquez Ponce, Nunez-Gallego M, M Palov, S Marshall i J-Olivares Pacheco (2018.) fenotipskog tako i genotipskog karakterizacija novog multiantibiotic otporan, alginat hyperproducing soja Pseudomonas mandelii izoliran na Antarktici. Polar Biol. 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: opasan protivnik Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto i H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. nov., uzročnik bakterijskih hemoragijskih ascita ayu, Plecoglossus altivelis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ i M Doudoroff (1972) Neka svojstva i taksonomske podjele roda Pseudomonas. Annu. Rev. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. U: Whitman WB (urednik) Bergey's Manual of Systematics of Archaea i Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., u suradnji s Bergey's Manual Trust.