БАЦИЛЛУС: КАРАКТЕРИСТИКЕ, РЕПРОДУКЦИЈА, ИСХРАНА, БОЛЕСТИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Бациллус је род бактерија из одељења Фирмицутес за које је карактеристично да формирају споре у аеробним условима. Они су у облику штапа и углавном су грамно позитивни (мада су неки по Граму променљиви), са колонијама које представљају организме који обојају ружичасто, а други на љубичасту боју.

У тим случајевима, истраживачи су открили да се број организама који реагују као Грам негативно расте са годинама колоније због смањења дебљине слоја петидогликана.

Бациллус флекус. Преузето и уредио: Др. Сахаи.

Бактерије овог рода могу бити строго аеробне или факултативно анаеробне. Већина је мобилна због присуства флагела, међутим има и представника који нису мобилни. Они се могу наћи у готово било којем окружењу на земљи, укључујући екстремна окружења, од великих висина до морског дна.

Род је 1835. године користио Цхристиан Готтфриед Ехренберг за дефинисање бактерија у облику штапа, али га је касније Фердинанд Цохн редефинисао и користио за груписање бацила који формирају споре у аеробним, Грам-позитивним и факултативним аеробним или анаеробним условима.

Неке су врсте од медицинског значаја јер могу да изазову болести попут антракса (Бациллус антхрацис) или болести пренесене храном (Бациллус цереус). Други се користе за добијање антибиотика, ензима, као пробиотика или у ферментацијским процесима и у пољопривреди.

Опште карактеристике

Главна карактеристика рода је способност стварања ендоспора у аеробним условима. За ове споре је карактеристично да могу да одоле високим температурама, пресушивању, деловању дезинфицијенса, па чак и зрачењу.

Ћелијска стијенка сачињена је од више слојева испреплетених пептидогликана, формирајући снажне скеле које одржавају облик ћелије и садрже теихоијску и липотеикоинску киселину.

Они су у облику штапа, равни или благо закривљени и могу се наћи појединачно, у пару, а повремено у ланцима. Огромна већина њих је покретна због присуства перитрихових флагела, то јест да пројектују у свим правцима. Међутим, Бациллус антхрацис нема флагеле.

Већина бактерија овог рода је грамно позитивна, неке су променљиве по Граму, односно могу се обојати ружичасто или љубичасто. То је због тога што пептидогликански слој може постати мање густ и сложен како бактерије остаре, кад не буду у стању да задрже кристалну љубичицу када се третирају алкохолом.

Они су свеприсутни и веома отпорни организми, са врстама које могу да одоле веома високим температурама (термофилне) или врло ниске (психрофилне), а постоје и врсте које могу да подносе веома кисела или веома алкална окружења за друге врсте.

Неке су врсте строго аеробне, нису способне да преживе у аноксичним условима, док су друге врсте анаеробне факултације.

Морфологија

Бактерије бацила могу бити у облику шипке, равне или благо закривљене, углавном са округлим крајем, мада су неке ћелије описане квадратним (нпр. Бациллус цереус).

Ћелије имају пречник који варира од 0,4 до 1,8 микрона и дужину од 0,9 до 10,0 микрона. Димензије ћелија унутар сваке врсте и унутар сваког соја имају малу варијабилност.

Ћелије се јављају појединачно и у пару, неке у ланцима и повремено у дугим нитима. Зависно од врсте, соја и услова културе, ћерке ћелије се могу одвојити.

Стога се чини да се култура састоји од појединачних ћелија и парова дељених ћелија када се посматра фазно контрастном микроскопијом. У осталим случајевима ћелије кћери могу остати везане једна за другу, показујући тако ланце ћелија.

Морфологија спора је таксономска карактеристика, мада могу постојати неке варијације унутар одређених сојева. Најчешће споре су елипсоидног или овалног облика, али облици се крећу од цилиндричног до елипсоидног, сферног или неправилног облика који подсећа на бубрег или банану.

Таксономија и класификација

Таксономско, род Бациллус налази се у Пхилум Фирмицутес, Цласс Бацилли, Ордер Бациллалес, Фамили Бациллацеа. Овај род је Цхристиан Готтфриед Ехренберг користио 1835. године за груписање бактерија у облику штапа.

Затим је Фердинанд Цохн 1872. године редефинисао групу као споре које стварају споре, отпорне на топлоту, грам-позитивне и факултативне аеробне или анаеробне бактерије. Врста рода је Бациллус субтилис.

Истраживачи су 1991. године утврдили да је род Бациллус, као што је до сада третиран, полифилетичан. Стога су извршили преуређење групе Бациллус сенсу лато из које је издвојено пет нових родова.

Род је подељен у две групе, с једне стране група Б. субтилис и сродне врсте, док са друге постоји група Б. цереус. Прва групише организме пречника мањег од 1 µм, спорангијум који није натечен и елипсоидне споре.

Друга група, с друге стране, садржи врсте пречника више од 1 µм, са спорангијумом који не бубри и с елипсоидним спорама.

Где су их пронашли?

Бактерије бацила изоловане су углавном из земље, воде, хране и клиничких узорака. Али они су такође пронађени у најнеобичнијим срединама, попут океанских седимената хиљадама метара испод нивоа мора и у узорцима стратосферског ваздуха, у киселим геотермалним базенима, у високо алкалним подземним водама и у терминалним хиперсалинским језерима.

Остале су откривене у нишама које су направили људи, од мексичких гробница и распаднутих римских зидних слика, до ултра чистих просторија у просторијама за монтажу свемирских летјелица.

Биљке су такође богат извор нових врста Бациллус, неке ендофитске и друге повезане с ризосфером.

Репродукција

Бактерије рода Бациллус имају два облика асексуалне репродукције: бинарну фисију и спорулацију.

Бинарни фисија

Бинарна фисија је врста репродукције која настаје када је бактерија у повољном окружењу за свој развој и омогућава експоненцијални раст. Бинарна фисија укључује митотску поделу што резултира двема идентичним ћелијама кћери.

Бациллус субтилис култура. Преузето и обрађено из: А сумња.

Репродукција спорулације

Ова друга врста је такође позната по стварању спора. Појављује се када постоји нека врста стреса у колонији. За време споралације долази до асиметричне деобе ћелија, што резултира формирањем веће ћелије (матичне ћелије) и мање ћелије (преспоре).

Преспор је обухваћен матичном ћелијом и прекривен је неколико заштитних слојева, што ствара губитак воде и омогућава његову зрелост. Након тога долази до лизе матичне ћелије и ослобађања ендоспора, који може остати у стању мировања док се поново не успоставе повољни услови.

Као што је већ споменуто, овај ендоспор је отпоран на екстремне температуре, сушење, деловање детерџената и зрачења и главни је узрок отпорности ових бактерија и њихове способности да колонизују било које окружење.

Прехрана

Већина бактерија рода Бациллус налазе се у тлу и њихова исхрана је сапрофитна, односно хране се распадајућим органским материјама.

Остале врсте чине бактеријска флора животиња. У тим случајевима успостављају симбиотски однос у којем искориштавају храну коју им је домаћин уноси и производе ензиме који помажу у варењу те хране.

Коначно, неке врсте могу деловати као опортунистички паразити, хранећи се директно својим домаћином.

Болести

Већина врста бацила није патогена и ретко је повезана са болешћу код људи или других животиња. Антракс је најпознатије стање које изазива ова врста бактерија, мада су тровања храном и опортунистичке инфекције изазване бактеријом Бациллус цереус такође.

Антракс или антракс

Ова болест је високо заразна и узрокује је бактерија Бациллус антхрацис. Може да утиче на различите делове тела и његова патогеност зависи од захваћеног ткива, облика инфекције и времена потребног да се инфекција започне са лечењем.

Култура Бациллус антхрацис, сој сакупљен у Каимеду, Токио, Јапан, место инцидента биотероризма 1993. Преузето и уредјено из: Центри за контролу болести, Сједињене Државе.

Најагресивнији облик болести је плућни антракс који има високу стопу смртности. Такође може напасти кожу (кожни антракс) или пробавни систем. Антракс може напасти било коју топлокрвну животињу, укључујући човека.

Лешине животиња које су убиле због болести, као и земља загађена изметом или крв заражених животиња чине резервоаре болести.

Синдром пржене риже

То је хеметски синдром који се појављује углавном услед конзумирања лоше руковане риже, мада се може јавити и због конзумирања млечних производа и друге хране. Узрочник је бактерија Бациллус цереус.

Овај синдром карактерише присуство мучнине и повраћања, који се појављују 1 до 5 сати након гутања контаминиране хране. Могу се јавити и грчеви у трбуху, али дијареја је ретка.

То је само ограничена болест која обично траје не више од 48 сати, а у којој је важно избећи дехидрацију, одморити се и избећи конзумирање млека док симптоми синдрома трају.

Ендопхтхалмитис

Ендофталмитис је инфекција ока због различитих патогених организама. Упални одговор инфицираног органа може проузроковати трауму на истом оку.

Различите врсте бактерија су повезане са овом болешћу, једна од најрелевантнијих је Бациллус цереус, чије инфекције узрокују лезије са резервисаним прогнозама.

Лечење болести састоји се од давања клиндамицина или ванкомицина пацијенту, такође се препоручује дексаметазон. Понекад болест може угрозити вид. У овим случајевима се препоручује хируршко уклањање стакластог хумора.

Остале болести

Бактерије бацила повезане су са различитим болестима које углавном погађају људе с ослабљеним имунолошким системом. Ове болести укључују ендокардитис, бактеремију, кожне и мишићно-коштане инфекције, као и кератитис.

Врсте бактерија Бациллус мегатериум, једна од највећих врста бактерија, могу изазвати апсцес мозга.

Бациллус мегатиериум. Преузето и уредјено од: Алекастели.

Апликације

Пробиотици

Према Светској здравственој организацији, пробиотици су живи микроорганизми који изазивају благотворне ефекте на здравље људи или животиња које их конзумирају у адекватним количинама у својој исхрани.

Неке врсте бактерија користе се као пробиотици, укључујући Б. цоагуланс. Међу предностима једења ове бактерије, истраживачи сматрају да она ублажава симптоме синдрома иритабилног црева. Такође ублажава симптоме реуматоидног артритиса и надутости.

Други члан рода који користи пробиотик је Б. субтилис. Међу добробити овог организма као пробиотика спадају и ублажавање цревних упала и урогениталних инфекција и заустављање пролива.

Споре ове бактерије са своје стране делују против оксидативног стреса изазваног кератиноцитисом.

Биолошки контролер

Бактерије рода Бациллус производе разне материје са антибиотским својствима које инхибирају раст фитопатогених организама, као што су не-рибосомални циклички липопептиди и δ-ендотоксини. Такође се користи у фармаколошкој индустрији за добијање антибиотика против хуманих патогена.

Отприлике 75% биопестицида који се комерцијализују широм света производи се на бази Бациллус тхурингиенсис. Остале врсте, као што су Б. субтилис, Б. пумилус и Б. амилоликуефациенс такође се комерцијално користе, углавном за производњу фунгицида.

Друге намене

Индустрија такође користи бактерије рода Бациллус такође за комерцијалну производњу ензима и за производњу детерџената. Поред тога, они су међу најчешће коришћеним микроорганизмима у микробиологији, молекуларној биологији или студијама генетског инжењеринга, између осталих.

Животни циклус

Под адекватним условима исхране, температуре, пХ, атмосферског састава, између осталог, ћелије бацила расту и деле се бинарном фисијом, обликом асексуалне репродукције који се састоји од умножавања ДНК, након чега следи подјела цитоплазме септумом разделник који прелази центар ћелије, стварајући две ћелијске ћелије.

Неповољни услови

Међутим, када су услови у окружењу неповољни, вегетативне ћелије стварају ендоспоре, које су ћелијске структуре које не садрже АТП и које имају изузетно латентне метаболизме, што даје отпорност.

Ендоспоре се формирају на крају фазе експоненцијалног раста. Познато је да многи други фактори утичу на стварање ендоспора, као што су температура раста, пХ околине, прозрачивање, присуство одређених минерала и извора угљеника, азота и фосфора и њихове концентрације. Други утицај је густина насељености.

Кораци успаваних споре-вегетативних ћелија

Конверзија успаваних спора у вегетативне ћелије укључује три корака: активацију, клијање и раст. Неактивност се прекида повољним променама температуре или старењем ћелија.

Међутим, многим врстама није потребна таква активација. Приликом напуштања успаваности, ако споре наиђу на одговарајуће околинске услове, клијање се покреће губитком рефракције, брзом хидролизом кортекса и разградњом малих растворљивих протеина киселине који му дају отпорност на агенсе. хемијска и зрачења.

Протопласт клијавих спора видљиво набубре услед упијања воде, биосинтеза се наставља, а нова вегетативна ћелија излази из ротирајућег слоја споре, што доводи до новог периода вегетативне репродукције.

Истакнуте врсте

Бациллус цереус

Ова врста је Грам позитивна бактерија која се обично налази у тлима, води и храни у свим умјереним зонама света. То је факултативна анаеробна врста која се може кретати дејством перитрихових флагела.

Ова бактерија је један од главних криваца за пренос хране, уз могућност еметичког синдрома или токсично-инфективног синдрома. Бациллус цереус такође може изазвати разне не-гастроинтестиналне болести, као што су ендокардитис, бактеремија, ендофталмитис или хроничне инфекције коже.

Због чињенице да има врло отпорне ендоспоре, његово уклањање се не постиже кувањем, нити се елиминише замрзавањем, већ оно зауставља његов раст, па је препоручљиво да користите температуру испод 6 ° Ц ако желите да се храна складишти у дужим временским периодима.

Бациллус антхрацис

То је врста рода коју карактерише непокретност због одсуства флагела, супротно ономе што се дешава са осталим представницима рода. То је Грам позитивно и факултативно анаеробно.

Ова бактерија је одговорна за антракс, а његова патогеност зависи од два фактора вируленције, капсуларног полипептида под називом Супстанца П и протеина егзотоксина који се зове Фактор Б.

Постоје бројни сојеви ове бактерије, чија вируленција варира између њих. Највише вирулентни сојеви коришћени су као биолошко оружје.

Бациллус субтилис

Грам позитивне и каталазне позитивне бактерије које насељавају тло. Шипкастог је облика са заобљеним ивицама и дужине 2-3 микрона ширине 1 микрона. Ова бактерија је готово искључиво аеробна, али може преживети у аноксичном окружењу.

Сматра се сигурном за људе, али постоје изоловани случајеви опијености храном контаминираном овом врстом. У овим случајевима симптоми су слични симптомима тровања Бациллус цереус.

То је једна од најгледанијих бактеријских врста, а истраживачи сматрају да је то Грам позитивна верзија Есцхерицхиа цоли. Такође се сматра моделом организма за лабораторијске студије, посебно у студијама генетске манипулације.

Бациллус субтилис производи бактрицин, бактерицидни антибиотик који је ефикасан у лечењу грам-позитивних бактерија, као што је Стапхилоцоццус ауреус. Такође производи биоактивна једињења са антигљивичним деловањем и супстанце које се користе у производњи детерџената.

Бациллус тхурингиенсис

Грам позитивни бацил који живи у земљи, биљним површинама и цревима гусјеница различитих врста лептира и мољаца. Карактерише га због тога што током процеса спорулације стварају протеинске кристале који поседују инсектицидна својства.

Захваљујући овим кристалима, познатим као δ ендотоксини, споре Бациллус тхурингенсис и протеински кристали користе се као биопестициди више од 100 година.

Истраживачи су генетским информацијама ове биљке, путем генетског инжењеринга, представили разне врсте биљака, попут кромпира, памука или кукуруза, тако да биљке производе супстанце са инсектицидним својствима.

Референце

1. ЕВ Нестер, ЦЕ Робертс, НН Пеарсхалл и БЈ МцЦартхи (1978). Микробиологија. 2нд Едитион Холт, Ринехарт и Винстон.
2. С. Хогг (2005). Есенцијална микробиологија. Јохн Вилеи & Сонс, ЛТД.
3. Ц. Лире. Бациллус цереус: карактеристике, морфологија, станиште, симптоми заразе, лечење. Опоравак од: лифедер.цом.
4. Б. Лопез. Бациллус субтилис: карактеристике, морфологија, болести. Опоравак од: лифедер.цом.
5. Д. Фритз (2004). Таксономија рода бацила и сродних рода: Аеробне ендоспоре које стварају бактерије. Фитопатоли
6. ПЦБ Турнбулл (1996). Поглавље 15. Бациллус. У: Барон С, уредник. Медицинска микробиологија. 4. издање Галвестон (ТКС): Медицинска филијала Универзитета у Тексасу у Галвестону.
7. Бациллус. На Википедији. Опоравак са ен.википедиа.орг