Dele:
Pseudomonas egenskaper, fylogeni og taksonomi, morfologi, livssyklus
Pseudo er et slag av bakterier som ligger i familien Pseudomonaceae. Den første beskrivelsen av disse mikroorganismer ble laget av den tyske mykologen Walter Migula i 1894.
Disse bakteriene er preget av å være aerob og gram negative. De har formen av en rett bacillus eller presentere en viss krumning. De er mobile på grunn av tilstedeværelsen av monotonisk flagella (en flagellum) eller multitricos (flere flagella). Flagellumet har en tendens til å være i polar posisjon.
De fleste arter av slekten er positiv oksidase og katalase. En annen karakteristisk interesse for å gjenkjenne gruppen er innholdet av GC i DNA som går fra 58 til 72%.
Pseudo utvikler ikke motstandsstrukturer, som sporer. De presenterer ikke en kapsel som omgir veggen eller forlengelsene av dette og cytoplasma (prosteca), som forekommer i andre bakteriegrupper.
Studien av Pseudo Det har blitt behandlet hovedsakelig av den argentinske mikrobiologen Norberto Palleroni. Denne forskeren foreslo å skille slekten til fem grupper basert på rRNA-homologien.
For tiden er 180 separate arter anerkjent i tretten forskjellige grupper. Noen av disse gruppene er kjent ved produksjon av det fluorescerende pigmentet kjent som pioverdin.
index
- 1 Generelle egenskaper
- 1.1 Distribusjon
- 1.2 Temperatur
- 1.3 Sykdommer
- 1.4 applikasjoner
- 1.5 Farger og puste
- 1.6 Identifikasjon
- 2 pigmenter
- 3 Phylogeny og taksonomi
- 4 grupper i Pseudomonas senso stricto
- 5 Morfologi
- 5.1 Flagella
- 6 Livssyklus
- 6.1 plasmider
- 7 habitat
- 8 sykdommer
- 8.1 Sykdommer hos dyr og mennesker
- 9 sykdommer i planter
- 10 referanser
Generelle egenskaper
distribusjon
På grunn av sin store evne til å vokse i ulike miljøer, har slekten allestedsnærværende økologisk og geografisk fordeling. De har blitt funnet i terrestriske og akvatiske miljøer. De er kjemotrofiske og blir enkelt dyrket i næringsrike kulturmedier på agar.
temperaturen
Dens ideelle temperaturområde er mellom 25 og 30 ° C. Imidlertid er arter funnet å vokse ved temperaturer under null og andre over 50 ° C.
sykdommer
Blant artene som utgjør slekten, er det noen som forårsaker sykdommer hos dyr og mennesker. På samme måte er mange arter patogene planter som forårsaker det såkalte myke rotet.
søknader
Andre arter kan være svært nyttige, siden de har vist seg å stimulere veksten av planter og kan brukes som gjødsel. De kan også nedbryte xenobiotiske forbindelser (som ikke er en del av sammensetningen av levende organismer).
Noen av de xenobiotika som kan nedbrytes, inkluderer aromatiske hydrokarboner, klorater og nitrater. Disse egenskapene gjør noen arter svært nyttige i bioremedieringsprogrammer.
Farging og pusting
Arten av Pseudo De er Gram-negative. De er hovedsakelig aerobe, så oksygen er den endelige reseptoren av elektroner ved respirasjon.
Noen arter kan bruke nitrater som alternative akseptorer av elektroner under anaerobe forhold. I dette tilfellet reduserer bakterier nitrater til molekylært nitrogen.
identifikasjon
Alle arter av Pseudo De er katalase positive. Dette er enzymet som bryter ned hydrogenperoksid i oksygen og vann. De fleste aerobic bakterier produserer dette enzymet.
Innenfor gruppen er det positive og negative oksidaser. Tilstedeværelsen av dette enzymet regnes som nyttig ved identifisering av gramnegative bakterier.
De fleste arter akkumulerer et glukose polysakkarid som en reserve substans. Noen grupper kan imidlertid ha polyhydroksybutyrat (PHB), som er et polymerprodukt av karbonassimilering.
pigmenter
Ulike arter av Pseudo produsere pigmenter som har vært ansett som taksonomisk viktige.
Blant disse er ulike typer fenaziner. Den vanligste av denne typen er det blå pioacinpigmentet. Det vurderes at dette pigmentet bidrar til å øke kapasiteten til P. aeruginosa av kolonisering av lungene hos pasienter med cystisk fibrose.
Andre fenaziner kan gi grønne eller oransje pigmenteringer, som er svært nyttige ved identifisering av noen arter av slekten.
Et annet pigment karakteristisk for noen grupper av Pseudo Det er pioverdin. Disse gir gulgrønne farger og er typiske for den såkalte Pseudo fluorescerende.
Pioverdin har stor fysiologisk betydning siden den virker som en siderofore. Dette betyr at det kan fange utilgjengelig jern og oppløse det i kjemiske former som kan utnyttes av bakteriene.
Phylogeny og taksonomi
Pseudo Det ble først beskrevet i 1894 av Walter Migula. Etymologien av navnet betyr falsk enhet. For tiden er 180 arter registrert i denne gruppen.
Slekten er lokalisert i Pseudomoneacae-familien av Pseudomonal-ordren. Type arten er P. aeruginosa, som er en av de mest kjente i gruppen.
Egenskapene som i prinsippet brukes til å beskrive slekten, var svært generelle og kunne deles av andre grupper av bakterier.
Deretter ble mer presise tegn brukt til å definere genren. Blant disse kan nevnes: innholdet av GC i DNA, pigmentering, og typen reserve substans blant andre.
I 70-tallet av det 20. århundre gjennomførte gruppens spesialist Norberto Palleroni sammen med andre forskere en studie av ribosomal RNA. Disse bestemte det Pseudo kan separeres i fem forskjellige grupper i henhold til rRNA-homologien.
Ved å bruke mer presise molekylære teknikker ble det bestemt at grupper II-V etablert av Palleroni korresponderte med andre grupper av Proteobacteria. Det vurderes for tiden at kun gruppe I tilsvarer Psedomonas senso stricto.
De fleste arter i denne gruppen produserer pioverdin. Måten å biosyntetisere og utskille dette pigmentet kan bidra til å skille arten fra hverandre.
Grupper i Pseudomonas senso stricto
Basert på multilokus-sekvensanalysen har det blitt foreslått at Pseudo Det ville bli delt inn i fem grupper:
gruppe P. fluorescens: Dette er veldig variert og arten er saprophytes, er tilstede i jord, vann og overflate av plantene. Mange arter fremmer veksten av planter.
gruppe P. syringae: består hovedsakelig av arter som fytopathogener. Mer enn femti patovarer blir gjenkjent (bakteriestammer med forskjellige grad av patogenitet).
gruppe P. putida: arten av denne gruppen finnes i jorda, rhizosfæren av forskjellige planter og i vannet. De har høy kapasitet for nedbrytning av stoffer.
gruppe P stutzeri: Disse bakteriene er av stor betydning i næringssyklusen og presenterer et høyt genetisk mangfold.
gruppe P aeruginosa: Denne gruppen presenterer arter som opptar forskjellige habitater, inkludert humane patogener.
Imidlertid foreslås det i en nyere molekylærstudie at kjønn separeres i tretten grupper bestående av to til mer enn seksti arter.
Den største gruppen er P. fluorescens, som inkluderer typen arter som er mye brukt i bioremedieringsprogrammer. En annen art av interesse i denne gruppen er P. mandelii, som vokser i Antarktis og har vist seg å være veldig motstandsdyktig mot antibiotika.
morfologi
Bacillene er rett til svakt buet, 0,5 - 1 μm bred x 1,5 - 5 μm lang. De er ikke i stand til å danne og akkumulere polyhydroksybutyratgranuler i lavt nitrogenkulturmedium. Dette skiller dem fra andre aerobic bakterier.
Den cellulære konvolutten består av cytoplasmisk membran, cellevegg og ytre membran som dekker sistnevnte.
Cellevegget er typisk for gramnegative bakterier, som er tynn og består av peptidoglykan. Den cytoplasmiske membranen separerer cytoplasmaen fra de andre komponentene i cellehylsen. Den er dannet av et lipid dobbeltlag.
Ytre membranen består av et lipid som kalles lipopolysakkarid som har hydrokarbonkjeder. Denne membranen er en barriere mot passasjen av molekyler som antibiotika som kan forårsake skade på cellen. På den annen side tillater det å passere næringsstoffene som kreves for bakteriens funksjon.
Evnen til den ytre membranen til å passere noen stoffer og ikke andre, er gitt ved tilstedeværelse av poriner. De er strukturelle proteiner av membranen.
scourges
Flagella i slekten er generelt plassert i polarposisjon, selv om det i noen tilfeller kan være subpolar. I noen stammer av P. stutzeri og andre arter lateral flagella observeres.
Antallet flagella er taksonomisk viktig. En flagellum (monotrisk) eller flere (multitrico) kan være tilstede. I samme art kan antallet flagella gi varianter.
I enkelte arter er forekomsten av fimbrias (tynnere og kortere proteinvedlegg enn flagellum) observert, tilsvarende evagineringer av cytoplasmisk membran.
i P. aeruginosa Fimbrias er ca 6 nm brede, kan trekkes tilbake og fungere som reseptorer for flere bakteriofager (virus som smitter bakterier). Fimbriae kan bidra til adhesjonen av bakterier til epitelceller i dens vert.
Livssyklus
Arten av Pseudo, Som alle bakterier reproduserer de seg ved binær fisjon, en type aseksuell reproduksjon.
I den første fasen av binær fisjon går bakterien inn i en DNA-dupliseringsprosess. Disse presenterer et enkelt sirkulært kromosom som begynner å bli kopiert av aktiviteten til replikasjonsenzymer.
De replikerte kromosomene går til endene av cellen, senere genereres en septum og en ny cellevegg dannes for å danne de to dattercellene.
I arter av Pseudo Flere mekanismer for genetisk rekombinasjon er observert. Dette garanterer forekomsten av genetisk variabilitet i organismer av aseksuell reproduksjon.
Blant disse mekanismene er transformasjonen (fragmenter av eksogent DNA kan komme inn i bakteriene). Andre er transduksjon (utveksling av DNA mellom bakterier med et virus) og sammenheng (overføring av DNA fra en donorbakterie til en mottaker).
plasmider
Plasmider er små sirkulære DNA-molekyler som forekommer i bakterier. Disse er skilt fra kromosomet og kopieres og overføres uavhengig.
i Pseudo plasmidene oppfyller ulike funksjoner som fruktbarhetsfaktorer og motstand mot flere stoffer. I tillegg gir noen muligheten til å nedbryte uvanlige karbonkilder.
Plasmider kan gi motstand mot forskjellige antibiotika, som for eksempel gentamicin, streptomycin og tetracyklin. På den annen side er noen resistente mot forskjellige kjemiske og fysiske midler som for eksempel ultrafiolett stråling.
På samme måte kan de bidra til å unngå virkningen av forskjellige bakteriofager. På samme måte gir de motstand mot bakteriociner (toksiner produsert av bakterier for å hemme veksten av andre lignende).
habitat
Arten av Pseudo de kan utvikle seg i forskjellige miljøer. De har blitt funnet i både terrestriske og akvatiske økosystemer.
Den ideelle temperaturen for utviklingen av slekten er 28 ° C, men arter som P. psychrophila kan vokse i området -1 ° C til 45 ° C. P. termotolerans Det er i stand til å utvikle seg ved en temperatur på 55 ° C.
Ingen av arten av slekten tolererer en pH mindre enn 4,5. De kan vokse på medier som inneholder nitratammoniumioner som nitrogenkilde. De krever bare en enkel organisk forbindelse som en kilde til karbon og energi.
Minst ni arter av Pseudo vokser i Antarktis. Mens arten P. syringae har vært knyttet til vannsyklusen som er tilstede i regnvann, snø og skyer.
sykdommer
Arter av Pseudo kan forårsake ulike sykdommer i planter, dyr og mennesker.
Sykdommer hos dyr og mennesker
Generelt anses det at slaktets art har lav virulens, siden de pleier å være saprofytter. Disse er opportunistiske og har en tendens til å forårsake sykdommer hos pasienter med lav resistens mot infeksjoner. De er vanligvis tilstede i urinveiene, luftveiene, sårene og blodet.
Arten som mest påvirker mennesker er P. aeruginosa. Det er en opportunistisk art som angriper immunsupprimerte pasienter, som har hatt alvorlige forbrenninger eller er under kjemoterapi..
P. aeruginosa Det angriper hovedsakelig luftveiene. Hos pasienter med bronkiektasis (dilatasjon av bronkiene) genererer en stor mengde sputum og kan være dødelig.
Det har blitt bevist det P. entomophila det er patogen Drosophila melanogaster (fruktfly). Det svelges ved inntak og angriper epitelceller i tarmen av insektet, noe som kan forårsake døden.
P. plecoglossicida det har blitt funnet som et patogen av fisken ayu (Plecoglossus altivelis). Bakterien forårsaker hemorragisk ascites (opphopning av væske i bukhulen) i fisk.
Sykdommer i planter
Fytopatogene arter av Pseudo de forårsaker et stort mangfold av sykdommer. Disse kan generere nekrotiske lesjoner eller flekker på stengler, blader og frukt. De kan også produsere gjerninger, putrefaction og vaskulære infeksjoner.
Gruppen av P. syringae angrep hovedsakelig på bladnivå. For eksempel, i løk kan de produsere bladflett og pærerot.
I oliventreet (Europeisk bølgearten P. savastanoi Det er årsaksmessig for oliventuberkulose som er preget av dannelse av svulster. Disse svulstene dannes hovedsakelig i stilker, knopper og noen ganger i blader, frukter og røtter. De forårsaker defoliation, reduksjon i plantens størrelse og senere død.
referanser
- Gift MC, Urban N, R Díaz og A Díaz (2015) Tuberkulose av oliventreet: In vitro-studie av effekten av forskjellige fungicider på seks stammer av Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Spania, 6. - 8. mai.
- 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 og Loper (2018) Genome-baserte utviklingshistorie av Pseudomonas spp. Miljøbiologi 20: 2142-2159.
- Higuera-Plantain S, F Vasquez-Ponce, Nunez-Gallego M, M Palov, S Marshall og J Olivares-Pacheco (2018) Fenotypisk og genotypisk karakterisering av en ny multiantibiotic bestandig, alginat hyperproducing stamme av Pseudomonas mandelii isolert i Antarktis. Polar Biol. 41: 469-480.
- Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: en farlig motstander Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
- Nishimori E, K Kita-Tsukamoto og H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plekoglossicid sp. nov., forårsaker av bakterielle hemorragiske ascites av ayu, Plecoglossus altivelis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50: 83-89.
- Palleroni NJ og M Doudoroff (1972) Noen eiendommer og taksonomiske underdeler av slekten Pseudo. Annu. Rev. Phytopathol. 10: 73-100.
- Palleroni, N (2015) Pseudo. I: Whitman WB (redaktør) Bergey's Manual of Systemics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., i forbindelse med Bergey's Manual Trust.