ПЕНИЦИЛЛИУМ ЦХРИСОГЕНУМ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, СТАНИШТЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Пенициллиум цхрисогенум је врста гљивица која се најчешће користи у производњи пеницилина. Врста је из рода Пенициллиум из породице Аспергиллиацеае из врсте Асцомицота.

Карактерише га филаментозна гљива са сепатским хифама. Када се узгаја у лабораторији, његове колоније брзо расту. Они су баршунастог до памучног изгледа и плавкасто-зелене су боје.

Пенициллиум цхрисогенум, син. Пенициллиум нотатум. Аутор Црулина 98, из Викимедиа Цоммонс

Опште карактеристике

П. цхрисогенум је сапрофитна врста. Способна је да разгради органску материју, да ствара једноставна једињења угљеника која користи у својој исхрани.

Врста је свеприсутна (може се наћи било где) и уобичајено је да је налазите у затвореним просторима, земљи или повезаним са биљкама. Расте и на хлебу и споре су му уобичајене у прашини.

Споре П. цхрисогенум могу изазвати респираторне алергије и кожне реакције. Такође може произвести различите врсте токсина који утичу на људе.

Производња пеницилина

Најпознатија употреба врсте је производња пеницилина. Овај антибиотик је први пут открио Александар Флеминг 1928. године, иако га је у почетку идентификовао као П. рубрум.

Иако постоје и друге врсте пеницилија које могу да производе пеницилин, П. цхрисогенум је најчешћи. Његова преференцијална употреба у фармацеутској индустрији резултат је велике производње антибиотика.

Репродукција

Они се размножавају асексуално помоћу конидија (асексуалне споре) које настају у конидиофорима. То су усправни и танки зидови, са мало фиалида (ћелије које стварају конидије).

Сексуална репродукција се догађа путем аскоспора (споре спола). Јављају се у асци дебелих зидова (плодна тела).

Аскоспоре (полне споре) настају у асци (плодним тијелима). Они су типа клиистотецијума (заобљени) и имају склеротичне зидове.

Производња секундарних метаболита

Секундарни метаболити су органска једињења која производе жива бића која не директно умешају у њихов метаболизам. У случају гљивица, ова једињења помажу да се идентификују.

П. цхрисогенум се карактерише производњом рокуефортина Ц, мелеагрина и пеницилина. Ова комбинација једињења олакшава њихову идентификацију у лабораторији. Уз то, гљива ствара друге обојене секундарне метаболите. Ксантоксилини су одговорни за жуту боју ексудата типичну за врсту.

С друге стране, он може произвести афлатоксине, који су микотоксини штетни за људе. Ови токсини нападају систем јетре и могу довести до цирозе и рака јетре. Споре гљивице контаминирају различиту храну која, гутањем, може проузроковати ову патологију.

Прехрана

Врста је сапрофитна. Има способност стварања пробавних ензима који се ослобађају у органској материји. Ови ензими разграђују супстрат, разбијајући сложена једињења угљеника.

Касније се једноставнија једињења ослобађају и хифе могу апсорбовати. Хранљиви састојци који се не конзумирају накупљају се као гликоген.

Филогенија и таксономија

П. цхрисогенум први пут је описао Цхарлес Тхом 1910. Врста има опсежну синонимију (различити називи за исте врсте).

Синонимија

Флеминг је 1929. године идентификовао врсту за производњу пеницилина као П. рубрум, услед присуства црвене колоније. Касније је врста додељена под именом П. нотатум.

1949. Миколози Рапер и Тхом су назначили да је П. нотатум синоним за П. цхрисогенум. 1975. године извршена је ревизија групе врста повезаних са П. цхрисогенум и предложено је четрнаест синонима за ово име.

Велики број синонима за ову врсту повезан је са потешкоћама у успостављању дијагностичких знакова. Уочљиво је да варијације у медијуму културе утичу на неке карактеристике. То је довело до погрешних наука о таксону.

Занимљиво је напоменути да је по принципу приоритета (прво објављено име) назив за најстарији таксон П. грисеоросеум, објављен 1901. Међутим, П. цхрисогенум остаје очувано име због своје широке употребе.

Тренутно су најтачније карактеристике за идентификацију врсте производња секундарних метаболита. Присутност рокуефортина Ц, пеницилина и мелеагрина, гарантује тачну идентификацију.

Тренутна изборна јединица

П. цхрисогенум је описан за Цхрисогена одељак рода Пенициллиум. Овај род је смештен у породици рода Аспергиллиацеае из реда Еуротиалес-а из области Асцомицота.

За одсек Цхрисогена карактеришу тервертизилирани и четвероножни конидиофори. Фиалиди су мали, а колоније углавном баршунасте. Врсте из ове групе толерантне су на сланост и скоро све производе пеницилин.

За ову секцију је идентификовано 13 врста, а врста врсте П. П. цхрисогенум. Овај одељак је монофилетна група и брат је секције Рокуефорторум.

Морфологија

Ова гљива има нитасте мицелије. Хифе су септати, што је карактеристично за Асцомицота.

Конидиофори су тервертизилирани (са обилним гранањем). То су танки и глатки зидови, димензија 250-500 µм.

Метуле (гране конидиофора) имају глатке зидове, а фијалид је ампулиформан (у облику боце) и често дебелозидан.

Конидије су субглобозне до елиптичне, пречника 2,5-3,5 µм и глатке су зидне када се посматра светлосним микроскопом. У скенирајућем електронском микроскопу зидови су туберкулирани.

Станиште

П. цхрисогенум је космополит. Врста је пронађена у морским водама, као и на дну природних шума у ​​умереним или тропским зонама.

То је мезофилна врста која може нарасти између 5 - 37 ° Ц, а њен оптимум на 23 ° Ц. Поред тога, ксерофилна је, па се може развијати у сувим окружењима. Са друге стране, толерантан је на салинитет.

Због способности да расте у различитим условима окружења, уобичајено је да се налази у затвореном. Пронађени су између осталог у клима уређајима, фрижидерима и санитарним системима.

Честа је гљива као патоген воћака као што су брескве, смокве, агруми и гуаве. Исто тако, може контаминирати житарице и месо. Такође расте на прерађеној храни као што су хлеб и колачиће.

Репродукција

У П. цхрисогенум превладава асексуална репродукција. У више од 100 година проучавања гљивице, до 2013. сексуална репродукција у врсти није верификована.

Асексуална репродукција

То се догађа стварањем конидија у конидиофорима. Формирање конидија повезано је са диференцијацијом специјализованих репродуктивних ћелија (фијалида).

Производња конидија почиње када вегетативна хифа престане да расте и формира септум. Тада ово подручје почиње да бубри и формира се низ грана. Апикална ћелија грана се диференцира у фиалид који почиње мељењем митозом да би настао конидија.

Конидије су углавном распршене ветром. Када конидиоспоре досегну повољно окружење, клијају и стварају вегетативно тело гљивице.

Сексуално размножавање

Испитивање сексуалне фазе у П. цхрисогенум није било лако, јер култура која се користи у лабораторији не промовише развој сексуалних структура.

У 2013. години, немачка микологиња Јулиа Бохм и сарадници успели су да стимулишу сексуалну репродукцију у врсти. За то су поставили две различите расе на агар у комбинацији са овсеном кашом. Капсуле су подвргнуте мраку на температури између 15 ° Ц и 27 ° Ц.

После времена инкубације између пет недеља и три месеца, примећено је стварање клеистоцеције (затворени заобљени асци). Ове структуре су формиране у контактној зони између две расе.

Овај експеримент је показао да је сексуална репродукција у П. цхрисогенум хетеротална. Потребна је производња аскогонијума (женска структура) и антхеридијума (мушке структуре) две различите расе.

После формирања аскогонијума и антхеридијума, цитоплазме (плазмогамија) и затим језгра (кариогамија) се спајају. Ова ћелија улази у мејозу и рађа аскоспоре (полне споре).

Медиј културе

Колоније на медијима културе веома брзо расту. Изглед су баршунасте до памучне боје, са белим мицелијима на ивицама. Колоније су плавкасто-зелене боје и стварају обилан, јарко жути ексудат.

Воћне ароме појављују се у колонијама, слично ананасу. Међутим, код неких раса мирис није врло јак.

Пеницилин

Пеницилин је први антибиотик који се успешно користи у медицини. То је случајно открио шведски миколог Александар Флеминг 1928. године.

Истраживач је спровео експеримент са бактеријама рода Стапхилоцоццус, а медијум за културу је контаминиран гљивицом. Флеминг је приметио да бактерије не расту тамо где се развила гљива.

Пеницилини су беталактамијски антибиотици, а они природног порекла класификовани су у неколико врста према свом хемијском саставу. Оне делују углавном на грам-позитивне бактерије које нападају њихову ћелијску стијенку састављену углавном од пептидогликана.

Постоји неколико врста Пенициллиум-а способних да производи пеницилин, али П. цхрисогенум је та која има највећу продуктивност. Први комерцијални пеницилин произведен је 1941. године, а већ 1943. успео је да се произведе у великој мери.

Природни пеницилини нису ефикасни против неких бактерија које производе ензим пеницелласе. Овај ензим има способност да уништи хемијску структуру пеницилина и инактивира га.

Међутим, могуће је произвести полу-синтетичке пеницилине променом састава јухе у којој се узгаја Пенициллиум. Предност имају у томе што су резистентна пеницелаза, стога ефикаснија против неких патогена.

Референце

1. Бохм Ј, Б Хофф, ЦО´Горман, С Волфер, В Клик, Д Бингер, И Задра, Х Курнстеинер, С Погголер, П Диер и У Куцк (2013) Сексуална репродукција и развој парења посредованог типа парења у пеницилин- производи гљивицу Пенициллиум цхрисогенум. ПНАС 110: 1476-1481.
2. Хоубракен и РА Самсон (2011) Пхилогени оф Пенициллиум и сегрегација Трицхоцомацеае у три породице. Студије из микологије 70: 1-51.
3. Хенк ДА, ЦЕ Еагле, К Бровн, МА Ван ден Берг, ПС Диер, СВ Петерсон и МЦ Фисхер (2011) Спецификација упркос глобално преклапајућим дистрибуцијама у Пенициллиум цхрисогенум: популацијска генетика срећних гљива Александра Флеминга. Молекуларна екологија 20: 4288-4301.
4. Козакиевицз З, ЈЦ Фрисвад, ДЛ Хавксвортх, ЈИ Питт, РА Самсон, АЦ Столк (1992). Таксон 41: 109-113.
5. Ледерманн В (2006) Историја пеницилина и његова производња у Чилеу. Влч. Цхил. Инфецт. 23: 172-176.
6. Ронцал, Т и У Угалде (2003) Цонидиатион индуцтион ин Пенициллиум. Истраживање из микробиологије. 154: 539-546.