Pseudomonas jellemzők, filogenetika és taxonómia, morfológia, életciklus

Pseudomonas a Pseudomonaceae családban található baktériumok nemzetsége. Ezeknek a mikroorganizmusoknak az első leírását Walter Migula németországi mikológus készítette 1894-ben.

Ezeket a baktériumokat aerob és Gram negatív jellemzi. Ezek egyenes bacillus alakúak, vagy bizonyos görbülettel rendelkeznek. Mozgóak, mivel monoton flagella (egy flagellum) vagy multitricos (több flagella) létezik. A flagellum poláris helyzetben van.

A nemzetség többsége a pozitív oxidáz és a kataláz. A csoport felismerésének egy másik jellemzője, hogy a GC tartalma a DNS-ben 58 - 72% között van..

Pseudomonas nem alakít ki rezisztencia szerkezeteket, például spórákat. Nem mutatnak be kapszulát a fal körül, vagy ennek és a citoplazmának (prosztata), amelyek más baktériumcsoportokban előfordulnak..

A tanulmány a Pseudomonas Ezt elsősorban Norberto Palleroni argentin mikrobiológus kezeli. Ez a kutató azt javasolta, hogy az rRNS homológia alapján öt csoportra osztja a nemzetséget.

Jelenleg tizenhárom különböző csoportban 180 különálló fajt ismerünk fel. Ezek közül a csoportok közül néhányat felismernek a fluoreszcens pigment termelésével, melynek neve pioverdin.

index

• 1 Általános jellemzők
  • 1.1 Elosztás
  • 1.2 Hőmérséklet
  • 1.3 Betegségek
  • 1.4 Alkalmazások
  • 1.5 Festés és légzés
  • 1.6 Azonosítás
• 2 Pigmentek
• 3 Phylogeny és taxonómia
• 4 Pseudomonas senso stricto csoport
• 5 Morfológia
  • 5.1 Flagella
• 6 Életciklus
  • 6.1 Plazmidok
• 7 Élőhely
• 8 Betegségek
  • 8.1 Állatok és emberek betegségei
• 9 Betegségek a növényekben
• 10 Referenciák

Általános jellemzők

elosztás

A nemzetségnek sokféle környezetben való növekedésének nagy kapacitása miatt mindenütt létezik ökológiai és földrajzi eloszlása. A földi és vízi környezetben találtak. Ezek kemotrofikusak és könnyen tápláló tápközegben agaron termeszthetők.

hőmérséklet

Az ideális hőmérséklettartomány 25 és 30 ° C között van. A fajokat azonban nullánál alacsonyabb hőmérsékleten és 50 ° C-nál magasabb hőmérsékleten találtuk.

betegségek

A nemzetségbe tartozó fajok között vannak olyanok, amelyek állatokat és embereket okoznak. Hasonlóképpen sok faj olyan patogén növény, amely az úgynevezett puha rothadást okozza.

alkalmazások

Más fajok nagyon hasznosak lehetnek, mivel bizonyítottan stimulálják a növények növekedését, és műtrágyaként alkalmazhatók. Szintén lebonthatják a xenobiotikus vegyületeket (amelyek nem tartoznak az élő szervezetek összetételéhez).

A xenobiotikumok egy része, amely lebomlik, az aromás szénhidrogének, klorátok és nitrátok. Ezek a tulajdonságok néhány fajt bioremediációs programokban nagyon hasznosak.

Festés és légzés

A fajok Pseudomonas Gram-negatívak. Ezek főként aerobak, így az oxigén a légzés végső receptora.

Egyes fajok anaerob körülmények között az elektronok alternatív elfogadójaként nitrátokat használhatnak. Ebben az esetben a baktériumok csökkentik a nitrátokat molekuláris nitrogénvé.

azonosító

Minden faj Pseudomonas Ezek kataláz pozitívak. Ez az enzim, amely a hidrogén-peroxidot oxigénre és vízre bontja. A legtöbb aerob baktérium termeli ezt az enzimet.

A csoporton belül vannak pozitív és negatív oxidázok. Ennek az enzimnek a jelenléte hasznos a Gram-negatív baktériumok azonosításában.

A legtöbb faj glükóz-poliszacharidot tartalékanyagként halmoz fel. Néhány csoportban azonban lehet polihidroxi-butirát (PHB), amely a szén-asszimiláció polimer terméke.

pigmentek

Különböző fajok Pseudomonas olyan termékeket állítanak elő, amelyek taxonómiai szempontból fontosak.

Ezek közé tartoznak a különböző típusú fenazinok. A leggyakoribb ilyen a kék pioacin pigment. Úgy véljük, hogy ez a pigment hozzájárul a P. aeruginosa a cisztás fibrózisban szenvedő betegek tüdejének gyarmatosítása.

Más fenazinok zöld vagy narancssárga pigmentációt adhatnak, amelyek nagyon hasznosak a nemzetség egyes fajainak azonosításában.

Egy másik pigment jellemzője néhány csoportnak Pseudomonas Ez piercdin. Ezek sárgás zöld színt adnak, és az úgynevezett Pseudomonas fluoreszkáló.

A Pioverdin nagy fiziológiai jelentőséggel bír, mivel sziderofórként működik. Ez azt jelenti, hogy nem kapható vasat megfoghat és kémiai formában oldhatja fel, amelyet a baktériumok használhatnak.

Phylogeny és taxonómia

Pseudomonas 1894-ben Walter Migula írta le. A név etimológiája hamis egységet jelent. Jelenleg 180 faj van felismerve ebben a csoportban.

A nemzetség a Pseudomoneacae családban található a pszeudomonális sorrendben. A fajta faj P. aeruginosa, amely a csoport egyik legismertebb része.

A nemzetség leírására elvileg használt jellemzők nagyon általánosak voltak, és a baktériumok más csoportjai is megoszthatók.

Ezt követően pontosabb karaktereket használtak a műfaj meghatározására. Ezek között említhető: a DNS-ben lévő GC-tartalom, a pigmentáció és a tartalékanyag típusa többek között.

A 20. század 70-es években a csoport szakértője, Norberto Palleroni, a többi kutatóval együtt tanulmányozta a riboszomális RNS-t. Ezek meghatározták Pseudomonas az rRNS-homológia szerint öt különböző csoportra osztható.

Pontosabb molekuláris technikák alkalmazásával megállapítottuk, hogy a Palleroni által létrehozott II-V csoportok megfelelnek a Proteobaktériumok más csoportjainak. Jelenleg úgy vélik, hogy csak az I. csoport felel meg Psedomonas senso stricto.

A legtöbb faj ebben a csoportban pioverdint termel. Ennek a pigmentnek a bioszintézise és szekretálása segíthet a fajok egymástól való megkülönböztetésében.

Csoportok a Pseudomonas senso stricto

A többpontos szekvencia analízis alapján azt javasoljuk, hogy Pseudomonas Öt csoportra oszlik:

csoport P. fluorescens: ez nagyon változatos, és a fajok szaprofiták, amelyek a talajban, a vízben és a növények felületén vannak jelen. Sok faj elősegíti a növények növekedését.

csoport P. syringae: főleg a fitopatogéneket tartalmazó fajokból áll. Több mint ötven patovárt ismerünk fel (a baktériumok különböző patogenitási fokú törzsei).

csoport P. putida: ennek a csoportnak a faja megtalálható a talajban, a különböző növények rizoszférájában és a vízben. Nagy kapacitásuk van az anyagok lebomlására.

csoport P stutzeri: ezek a baktériumok nagy jelentőséggel bírnak a tápanyagciklusban, és nagy genetikai sokszínűséget mutatnak.

csoport P aeruginosa: ez a csoport olyan fajokat mutat be, amelyek különböző élőhelyeket foglalnak magukban, beleértve az emberi kórokozókat.

Egy újabb molekuláris vizsgálatban azonban azt javasoljuk, hogy a nemet tizenhárom csoportra osztjuk, amelyek kettőből több mint hatvan fajba sorolhatók.

A legnagyobb csoport P. fluorescens, amely magában foglalja a bioremediációs programokban széles körben használt fajokat. Egy másik faj, amely ebben a csoportban érdekes P. mandelii, az Antarktiszban növekvő és az antibiotikumokkal szemben nagyon ellenállónak bizonyult.

morfológia

A bacillák egyenes vagy enyhén íveltek, 0,5 - 1 μm széles x 1,5 - 5 μm hosszúak. Nem képesek polihidroxi-butirát granulátumokat képezni és felhalmozódni alacsony nitrogén-táptalajban. Ez megkülönbözteti őket más aerob baktériumoktól.

A celluláris burkolat a citoplazmatikus membránból, a sejtfalból és az utóbbit lefedő külső membránból áll.

A sejtfal jellemző a Gram-negatív baktériumok számára, amelyek vékonyak és peptidoglikánból állnak. A citoplazmás membrán elválasztja a citoplazmat a sejtburkolat többi komponensétől. Ezt egy lipid kettős réteg képezi.

A külső membrán lipopoliszacharidnak nevezett lipidből áll, amely szénhidrogén láncokkal rendelkezik. Ez a membrán gátolja a molekulák, például antibiotikumok áthaladását, amelyek károsíthatják a sejteket. Másrészt lehetővé teszi a baktérium működéséhez szükséges tápanyagok áthaladását.

A külső membránnak bizonyos anyagok és nem mások átadásának képességét a porinok jelenléte adja. Ezek a membrán szerkezeti fehérjéi.

megpróbáltatásokat

A nemzetségben lévő flagella általában poláris pozícióban helyezkedik el, noha bizonyos esetekben alpólusú lehet. Néhány törzsben  P. stutzeri és más faji oldalsó flagellát figyeltek meg.

A flagella száma taxonómiai szempontból fontos. Előfordulhat, hogy egy jelző (monotric) vagy több (multitrico) van. Ugyanebben a fajban a flagella száma változhat.

Bizonyos fajokban megfigyelték a fimbrias (vékonyabb és rövidebb fehérje-függelék, mint a flagellum) jelenlétét, ami a citoplazmás membrán evaginációinak felel meg..

-ban  P. aeruginosa A fimbrák nagyjából 6 nm szélesek, behúzhatóak és számos bakteriofág (a baktériumokat fertőző vírusok) receptoraként működnek. A fimbrák hozzájárulhatnak a baktérium adhéziójához a gazdájának epithelialis sejtjeihez.

Életciklus

A fajok Pseudomonas, Mint minden baktérium, a bináris hasadással, az asszexuális reprodukció egyik típusával szaporodnak.

A bináris hasadás első fázisában a baktérium DNS duplikációs folyamatba lép. Ezek egy olyan körkörös kromoszómát mutatnak be, amely a replikációs enzimek aktivitásával kezdődik.

A replikált kromoszómák a sejtek végére mennek, majd egy septum keletkezik, és egy új sejtfal jön létre a két lánysejt kialakításához..

A fajok Pseudomonas Számos genetikai rekombinációs mechanizmust figyeltek meg. Ez garantálja a genetikai variabilitás előfordulását az asszexuális reprodukcióban élő szervezetekben.

Ezen mechanizmusok között a transzformáció (az exogén DNS-fragmensek bejuthatnak a baktériumokba). Mások a transzdukció (DNS cseréje a baktériumok között egy vírussal) és a kapcsolat (a DNS átadása egy donor baktériumtól egy fogadónak).

plazmidok

A plazmidok kis, körkörös DNS-molekulák, amelyek baktériumokban fordulnak elő. Ezeket elválasztják a kromoszómától és replikálják és egymástól függetlenül továbbítják.

-ban Pseudomonas a plazmidok különböző funkciókat töltenek be, mint a termékenység és a több ágens ellenállóképessége. Ezen túlmenően egyesek képesek szokatlan szénforrások lebontására.

A plazmidok többek között ellenállást biztosítanak különböző antibiotikumok, például gentamicin, streptomicin és tetraciklin ellen. Másrészt egyesek ellenállnak a különböző kémiai és fizikai anyagoknak, mint például az ultraibolya sugárzásnak.

Hasonlóképpen segíthetnek elkerülni a különböző bakteriofágok hatását. Hasonlóképpen, ellenállást adnak a bakteriocinok ellen (a baktériumok által termelt toxinok, amelyek gátolják más hasonlóak növekedését).

élőhely

A fajok Pseudomonas különböző környezetben fejlődhetnek. Mind a szárazföldi, mind a vízi ökoszisztémákban találtak.

A nemzetség kialakulásának ideális hőmérséklete 28 ° C, de hasonló fajok P. psychrophila -1 ° C és 45 ° C közötti hőmérsékleten növekszik. P. thermotolerans 55 ° C hőmérsékleten képes fejlődni.

A nemzetség egyike sem tolerálja a pH-t 4,5-nél kisebb mértékben. Nitrát ammóniumionokat tartalmazó táptalajon nitrogénforrásként nőhetnek. Csak egy egyszerű szerves vegyületet igényelnek szén- és energiaforrásként.

Legalább kilenc faj Pseudomonas növekszik az Antarktiszon. Míg a faj P. syringae összefüggésben állt az esővízben, a hóban és a felhőkben lévő vízciklussal.

betegségek

Fajok Pseudomonas különböző betegségeket okozhat a növényekben, állatokban és emberekben.

Betegségek az állatokban és az emberekben

Általában úgy véljük, hogy a nemzetség fajtája alacsony virulenciával rendelkezik, mivel hajlamosak szaprofitákra. Ezek opportunista jellegűek és hajlamosak a fertőzésekkel szembeni ellenállóképességben szenvedő betegek betegségére. Ezek általában a húgyúti, a légutakban, a sebekben és a vérben vannak jelen.

Az embereket leginkább érintő fajok P. aeruginosa. Ez egy olyan opportunista faj, amely az immunszuppresszált betegeket támadja meg, akik súlyos égési sérüléseket szenvedtek, vagy kemoterápiát végeznek..

P. aeruginosa Elsősorban a légutakat támadja meg. A hörgőtágulásban szenvedő betegeknél (a hörgők dilatációja) nagy mennyiségű köpet keletkezik és halálos lehet.

Ezt bizonyították P. entomophila patogén Drosophila melanogaster (gyümölcsfenyő). Lenyelve lenyeli, és a rovar bélrendszerének epithelialis sejtjeit támadja meg, ami halált okozhat..

P. plecoglossicida azt találták, hogy a hal ayu kórokozója (Plecoglossus altivelis). A baktérium hemorrhagiás asciteszt (folyadék felhalmozódását okozza) a halakban.

Betegségek a növényekben

A. \ T Pseudomonas sokféle betegséget okoznak. Ezek nekrotikus elváltozásokat vagy foltokat okozhatnak a szárakon, a leveleken és a gyümölcsökön. Gilleket, pusztítást és érrendszeri fertőzést is okozhatnak.

A csoport P. syringae támadások elsősorban levélszinteken. Például a hagymában levélfoltokat és izzólámpát termelnek.

Az olajfában (Európai hulláma faj P. savastanoi Az olíva-tuberkulózis okozója, amelyet a daganatok kialakulása jellemez. Ezeket a daganatokat elsősorban szárak, rügyek és néha levelek, gyümölcsök és gyökerek képezik. Defolációt, a növény méretének csökkenését és később a halált okozják.

 referenciák

1. Házas MC, Urban N, R Díaz és A Díaz (2015) Az olajfa tuberkulózisa: különböző fungicidek határaira gyakorolt ​​hatás in vitro vizsgálata. Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Spanyolország, május 6–8.
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 és J Loper (2018) Genom-alapú evolúciós története Pseudomonas spp. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall és J Olivares-Pacheco (2018) Egy új multiantbiotikus rezisztens, alginát hiperproduktív törzs fenotípusos és genotípusos jellemzése Pseudomonas mandelii elszigetelt Antarktiszban. Polar Biol., 41, 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: veszélyes ellenfél Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto és H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. nov., az ayu bakteriális vérzéses aszcitesz okozója, Plecoglossus altivelis. Nemzetközi szisztematikus és evolúciós mikrobiológia folyóirat. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ és M Doudoroff (1972) A nemzetség néhány tulajdonsága és taxonómiai alosztálya Pseudomonas. Annu. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. In: Whitman WB (szerkesztő) Bergey Archaea és baktériumok rendszerezésének kézikönyve. John Wiley & Sons, Inc., a Bergey's Manual Trust együttműködésével.