ПСЕУДОМОНАС: КАРАКТЕРИСТИКЕ, МОРФОЛОГИЈА, ЖИВОТНИ ЦИКЛУС - БИОЛОГИЈА - 2025

Псеудомонас је род бактерија из породице Псеудомонацеае. Први опис ових микроорганизама дао је немачки миколог Валтер Мигула 1894. године.

За ове бактерије је карактеристично да су аеробни и грам негативни. Равне су шипке или имају одређену закривљеност. Мобилни су због присуства монотричних флагела (један флагеллум) или мултитрицуса (неколико флагела). Флагеллум има тенденцију у поларном положају.

Слика бактерије Псеудомонас аеругиноса. Аутор: Јанице Ханеи Царр Даваоци садржаја: ЦДЦ / Јанице Ханеи Царр, путем Викимедиа Цоммонс.

Већина врста у роду су позитивне на оксидазу и каталазу. Друга карактеристика која је од интереса за препознавање групе је садржај ГЦ у ДНК који се креће од 58 - 72%.

Псеудомонас не развија структуре отпорности, као што су споре. Не представљају капсулу која окружује зид или његове екстензије и цитоплазму (простеца), које се јављају у другим групама бактерија.

Студији Псеудомонас углавном се обратио аргентински микробиолог Норберто Паллерони. Овај истраживач предложио је да се род одвоји у пет група на основу хомологије рРНА.

Тренутно је препознато око 180 врста раздвојених у тринаест различитих група. Неке од ових група препознају се производњом флуоресцентног пигмента познатог као пиовердин.

Опште карактеристике

Дистрибуција

Због своје велике могућности да расте у различитим окружењима, род има свеприсутну еколошку и географску распрострањеност. Пронађени су у копненом и воденом окружењу. Хемотрофичне су и лако се узгајају на хранљивим агар културама.

Температура

Његов идеалан распон температуре је 25-30 ° Ц. Међутим, пронађене су врсте које расту на температурама испод нуле, а друге изнад 50 ° Ц.

Болести

Међу врстама које чине род, постоје и неке које изазивају болести код животиња и људи. Слично томе, многе су врсте биљни патогени који изазивају такозвану меку трулеж.

Апликације

Остале врсте могу бити врло корисне, јер је доказано да подстичу раст биљака и могу се применити као ђубриво. Такође могу разградити ксенобиотска једињења (која нису део састава живих организама).

Међу неким ксенобиотицима који могу разградити, истичу се ароматични угљоводоници, хлорати и нитрати. Ова својства чине неке врсте врло корисним у програмима биоремедијације.

Бојење и дисање

Псеудомонас врсте су грамно негативне. Углавном су аеробни, па је кисеоник крајњи рецептор за електроне у дисању.

Неке врсте могу користити нитрате као алтернативне акцепторе електрона у анаеробним условима. У овом случају, бактерије редукују нитрате до молекуларног азота.

ИД

Све врсте Псеудомонас позитивне су на каталазу. Ово је ензим који разграђује водоник пероксид у кисеоник и воду. Већина аеробних бактерија производи овај ензим.

Унутар групе постоје позитивне и негативне врсте оксидазе. Присуство овог ензима сматра се корисним у идентификацији грам негативних бактерија.

Већина врста акумулира полисахарид глукозе као резерву. Међутим, неке групе могу имати полихидроксибутират (ПХБ), који је полимерни производ асимилације угљеника.

Пигменти

Разне врсте Псеудомонас производе пигменте за које се сматрало да имају таксономски значај.

Међу њима су различите врсте феназина. Најчешћи овај тип је плави пигмент пиоакин. Сматра се да овај пигмент доприноси повећању способности П. аеругиноса да колонизује плућа пацијената са цистичном фиброзом.

Остали феназини могу дати зелене или наранџасте пигментације, које су веома корисне у идентификацији неких врста рода.

Други карактеристични пигмент неких група Псеудомонас је пиовердин. Оне дају жућкасту зелену боју и типичне су за такозване флуоресцентне Псеудомонас.

Пиовердин је од великог физиолошког значаја, јер дјелује као сидерофор. То значи да може заробити недоступно гвожђе и растворити га у хемијским облицима које бактерије могу да користе.

Филогенија и таксономија

Псеудомонас је први пут описао Валтер Мигула 1894. године. Етимологија имена значи лажно јединство. Тренутно је у овој групи препознато 180 врста.

Род је смештен у породици Псеудомонеацае из реда Псеудомоналес. Врста је П. аеругиноса, која је једна од најпознатијих у групи.

Карактеристике које су у принципу коришћене за описивање рода биле су врло опште и могле су их делити друге групе бактерија.

Касније су се за дефиницију рода почели користити прецизнији ликови. Они укључују: садржај ГЦ у ДНК, пигментацију и врсту резервне материје, између осталог.

70-тих година 20. века, специјалиста групе Норберто Паллерони, заједно са другим истраживачима, спровео је истраживање рибосомалне РНА. Они су утврдили да се Псеудомонас може раздвојити у пет различитих група на основу хомологије рРНА.

Употребом прецизнијих молекуларних техника утврђено је да групе ИИ-В које је основао Паллерони одговарају другим групама протеобактерија. Тренутно се сматра да само група И одговара Пседомонас сенсо стрицто.

Већина врста из ове групе производи пиовердин. Начин на који се овај пигмент биосинтезира и излучује може помоћи у разликовању врста једних од других.

Групе у

На основу анализе мултилокусне секвенце предложено је да се Псеудомонас раздвоји у пет група:

П. флуоресценс група : ово је веома разнолико, а врсте су сапрофитне, присутне су у земљи, води и биљним површинама. Многе врсте подстичу раст биљака.

П. сирингае група : састоји се углавном од врста које су фитопатогене. Препознато је више од педесет патовара (сојева бактерија различитог степена патогености).

П. путида група : врсте ове групе се налазе у тлу, ризосфери различитих биљака и у води. Имају висок капацитет разградње супстанци.

П стутзери група : ове бактерије су од великог значаја у хранљивом циклусу и имају велику генетску разноликост.

Аеругиноза групе П : у овој групи постоје врсте које заузимају различита станишта, укључујући и људске патогене.

Међутим, у новијој молекуларној студији предлаже се да се род одвоји у тринаест група које се састоје од две до више од шездесет врста.

Највећа група је група П. флуоресценс, који укључује врсте које се широко користе у програмима биоремедијације. Друга врста интереса ове групе је П. манделии, која расте на Антарктику и за коју се показало да је високо резистентна на антибиотике.

Морфологија

Бацили су равни до благо закривљени, 0,5 - 1 µм широки к 1,5 -5 µм дуги. Они нису у стању да формирају и акумулирају грануле полихидроксибутирата у медијуму са мало азота. Ово их разликује од других аеробних бактерија.

Ћелијска овојница се састоји од цитоплазматске мембране, ћелијске стијенке и спољне мембране која је покрива последњу.

Ћелијска стијенка је типична за грам негативне бактерије, танка је и састављена од пептидогликана. Цитоплазматска мембрана одваја цитоплазму од осталих компоненти ћелијске овојнице. Формира га липидни слој.

Спољна мембрана је састављена од липида званог липополисахарид који има угљоводоничне ланце. Ова мембрана је баријера против проласка молекула, попут антибиотика, који могу оштетити ћелију. С друге стране, омогућава пролазак хранљивих састојака потребних за функционирање бактерија.

Капацитет спољне мембране да неке супстанце прођу, а друге не, даје се поринима. Они су структурни протеини мембране.

Флагелла

Папучице у роду су углавном смештене у поларном положају, мада у неким случајевима могу бити и субполарне. Латералне бичеве се примећују код неких сојева П. стутзери и других врста.

Број флагела има таксономски значај. Може постојати један флагеллум (монотериц) или неколико (мултитрицус). У исте врсте број флагела може варирати.

У неких врста је примећено присуство фимбрије (протеински додатак који је тањи и краћи од флагела), што одговара евагацији цитоплазматске мембране.

Код П. аеругиноса фимбрије су ширине око 6 нм, увлаче се и делују као рецептори за различите бактериофаге (вирусе који инфицирају бактерије). Фимбрије могу допринети адхезији бактерије на епителне ћелије њеног домаћина.

Животни циклус

Псеудомонас врсте, као и све бактерије, размножавају се бинарном фисијом, врстом асексуалне репродукције.

У првој фази бинарне фисије бактерија улази у процес умножавања ДНК. Они имају један кружни хромозом који почиње да се копира дејством репликационих ензима.

Реплицирани хромозоми иду према крајевима ћелије, касније се ствара септум и нова ћелијска стијенка формира две ћелијске ћелије.

Примећени су различити механизми генетске рекомбинације код врста Псеудомонас. Ово гарантује појаву генетске варијабилности код асексуалних репродуктивних организама.

Међу тим механизмима је и трансформација (егзогени фрагменти ДНК могу ући у бактерије). Други су трансдукција (размена ДНК између бактерија вирусом) и коњукција (пренос ДНК из бактерије донора до примаоца).

Плазмиди

Плазмиди су мали кружни молекули ДНК који се јављају у бактеријама. Они су одвојени од хромозома и умножавају се и преносе независно.

У Псеудомонас, плазмиди испуњавају различите функције као фактори плодности и отпорност на разне агенсе. Поред тога, неки пружају могућност разградње необичних извора угљеника.

Плазмиди могу да пруже резистенцију на различите антибиотике, попут гентамицина, стрептомицина и тетрациклина, између осталог. Са друге стране, неке су отпорне на различита хемијска и физичка средства попут ултраљубичастог зрачења.

Такође могу да помогну у спречавању деловања различитих бактериофага. Исто тако, дају отпорност на бактериоцине (токсини које производе бактерије да инхибирају раст сличних).

Станиште

Врсте псеудомонас могу се развити у различитим срединама. Пронађени су у копненом и у воденом екосуставу.

Идеална температура за развој рода је 28 ° Ц, али врсте попут П. псицхропхила могу нарасти у распону од -1 ° Ц до 45 ° ЦП. Термотолерани се могу развијати на температури од 55 ° Ц.

Ниједна врста рода не подноси пХ нижи од 4,5. Могу да расту у медијуму који садржи нитратне амонијум јоне као извор азота. Потребно им је само једноставно органско једињење као извор угљеника и енергије.

Најмање девет врста псеудомонаса пронађено је да расте на Антарктици. Док је врста П. сирингае повезана са воденим циклусом, присутна је у кишници, снегу и облацима.

Болести

Псеудомонас врсте могу изазвати разне болести и код биљака и код животиња и код људи.

Болести код животиња и људи

За врсте рода се обично сматра да имају малу вируленцију, јер су обично сапрофитне. Они су опортунистички и имају тенденцију да узрокују болест код пацијената са ниском отпорношћу на инфекцију. Обично су присутни у мокраћним путевима, дисајним путевима, ранама и крви.

Врста која највише погађа људе је П. аеругиноса. То је опортунистичка врста која напада имуносупресивне пацијенте, који су претрпели тешке опекотине или су подвргнути хемотерапији.

П. аеругиноса примарно напада респираторни тракт. Код пацијената са бронхиектазијама (дилатација бронха) он ствара велику количину испљувака и може бити фаталан.

Откривено је да је П. ентомопхила патоген Дросопхила меланогастер (воћна мува). Ширује се гутањем и напада епителне ћелије црева инсекта, што може проузроковати смрт.

П. плецоглоссицида је пронађена као патоген аиу рибе (Плецоглоссус алтивелис). Бактерије изазивају хеморагични асцитес (накупљање течности у перитонеалној шупљини) код риба.

Биљне болести

Фитопатогене врсте Псеудомонас су узрок велике разноликости болести. Они могу створити некротичне лезије или флеке на стабљици, лишћу и плодовима. Такође могу да изазову жучне путеве, трулежи и васкуларне инфекције.

П. сирингае група напада углавном на фолиарном нивоу. На пример, у луку могу да настану мрље на лишћу и трулежи луковице.

У стаблу маслина (Олеа Еуропеа) врста П. савастанои је узрочник туберкулозе маслиновог дрвета, за коју је карактеристично стварање тумора. Ови тумори се формирају углавном на стабљици, изданцима, а понекад и на лишћу, плодовима и коренима. Они изазивају дефолијацију, смањење величине биљке и касније њену смрт.

Референце

1. Цасадо МЦ, Урбано Н, Р Диаз и А Диаз (2015) Туберкулоза маслиновог стабла: ин витро истраживање утицаја различитих фунгицида на шест сојева Псеудомонас савастонои. Зборник радова са симпозијума у ​​Екполиви, Јаен, Шпанија, 6. - 8. маја.
2. Хессе Ц, Ф Сцхулз, Ц Булл, БТ Схаффер, К Иан, Н Схапиро, А Хассан, Н Варгхесе, Л, Елбоурне И Паулсен, Н Кирпидес, Т Воике и Ј Лопер (2018) Еволуциона историја Псеудомонас спп на основу генома. Енвироментал Мицробиологи 20: 2142-2159.
3. Хигуера-Ллантен С, Ф Васкуез-Понце, М Нунез-Галлего, М Палов, С Марсхалл и Ј Оливарес-Пацхецо (2018) Фенотипска и генотипска карактеристика романа алгинатног хиперпродуктивног соја Псеудомонас манделии изолованог на Антарктику. Поларни биол. 41: 469-480.
4. Лујан Д (2014) Псеудомонас аеругиноса: опасни противник. Ацта Биокуим Цлин. Латинска Америка. 48 465-74.
5. Нисхимори Е, Кита-Тсукамото и Х Вакабаиасхи (2000) Псеудомонас плецоглоссицида сп. нов., узрочник бактеријских хеморагичних асцитес аиу, Плецоглоссус алтивелис. Међународни часопис за систематску и еволуцијску микробиологију. 50: 83–89.
6. Паллерони Њ и М Доудорофф (1972) Нека својства и таксономске пододеле рода Псеудомонас. Анну. Влч. Фитопатола. 10: 73-100.
7. Паллерони, Н (2015) Псеудомонас. У: Вхитман ВБ (уредник) Бергеијев приручник за систематику Археје и бактерија. Јохн Вилеи & Сонс, Инц., у сарадњи са Бергеи-овим приручником Труст.