Ciri-ciri Pseudomonas, filogeni dan taksonomi, morfologi, kitaran hidup

Pseudomonas adalah genus bakteria yang terletak di dalam keluarga Pseudomonaceae. Keterangan pertama mikroorganisma ini dibuat oleh ahli mikologi Jerman Walter Migula pada tahun 1894.

Bakteria ini disifatkan sebagai aerobik dan Gram negatif. Mereka mempunyai bentuk bacillus lurus atau memperlihatkan kelengkungan tertentu. Mereka adalah mudah alih kerana kehadiran monotonic flagella (satu flagellum) atau multitricos (beberapa flagella). Flagellum cenderung berada dalam kedudukan kutub.

Kebanyakan spesies genus adalah oksidase positif dan katalisase. Satu lagi ciri yang menarik untuk mengenali kumpulan itu, ialah kandungan GC dalam DNA yang berlaku dari 58 - 72%.

Pseudomonas tidak membangun struktur rintangan, seperti spora. Mereka tidak membekalkan kapsul yang mengelilingi dinding atau pemanjangan ini dan sitoplasma (prosteca), yang berlaku dalam kumpulan bakteria lain.

Kajian tentang Pseudomonas Ia telah ditangani terutamanya oleh ahli mikrobiologi Argentina, Norberto Palleroni. Penyelidik ini mencadangkan untuk memisahkan genus kepada lima kumpulan berdasarkan homologi rRNA.

Pada masa ini, 180 spesies berasingan diiktiraf dalam tiga belas kumpulan yang berlainan. Sesetengah kumpulan ini diiktiraf oleh pengeluaran pigmen neon yang dikenali sebagai pioverdin.

Indeks

• 1 Ciri umum
  • 1.1 Pengedaran
  • 1.2 Suhu
  • 1.3 Penyakit
  • 1.4 Aplikasi
  • 1.5 Pewarnaan dan pernafasan
  • 1.6 Pengenalan
• 2 Pigmen
• 3 Phylogeny dan taksonomi
• 4 Kumpulan dalam Pseudomonas senso stricto
• 5 Morfologi
  • 5.1 Flagella
• 6 Siklus hidup
  • 6.1 Plasmid
• 7 Habitat
• 8 Penyakit
  • 8.1 Penyakit pada haiwan dan manusia
• 9 Penyakit dalam tumbuh-tumbuhan
• 10 Rujukan

Ciri umum

Pengedaran

Oleh kerana keupayaannya untuk berkembang dalam persekitaran yang pelbagai, genus ini mempunyai pengagihan ekologi dan geografi yang mana-mana. Mereka telah dijumpai dalam persekitaran terestrial dan akuatik. Mereka adalah chemotrophic dan mudah ditanam dalam media kultur berkhasiat pada agar.

Suhu

Julat suhu idealnya adalah antara 25 dan 30 ° C. Walau bagaimanapun, spesies telah ditemui tumbuh pada suhu di bawah sifar dan yang lain melebihi 50 ° C.

Penyakit

Antara spesies yang membentuk genus, terdapat beberapa yang menyebabkan penyakit pada haiwan dan manusia. Begitu juga, banyak spesies tumbuhan patogen yang menyebabkan reput yang lembut.

Permohonan

Spesies lain boleh sangat berguna, kerana mereka telah terbukti merangsang pertumbuhan tumbuhan dan boleh digunakan sebagai baja. Mereka juga boleh menurunkan sebatian xenobiotik (yang bukan sebahagian daripada komposisi organisma hidup).

Beberapa xenobiotik yang boleh merendahkannya termasuk hidrokarbon aromatik, klorat dan nitrat. Ciri-ciri ini membuat sesetengah spesies sangat berguna dalam program bioremediasi.

Mengotorkan dan bernafas

Spesies Pseudomonas Mereka adalah Gram negatif. Mereka terutamanya aerobik, jadi oksigen adalah reseptor terakhir elektron dalam pernafasan.

Sesetengah spesies boleh menggunakan nitrat sebagai penerima elektron alternatif di bawah keadaan anaerob. Dalam kes ini, bakteria mengurangkan nitrat kepada nitrogen molekul.

Pengenalan

Semua spesies Pseudomonas Mereka adalah catalase positif. Ini adalah enzim yang memecah hidrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Kebanyakan bakteria aerobik menghasilkan enzim ini.

Di dalam kumpulan terdapat spesies oksidasi positif dan negatif. Kehadiran enzim ini dianggap berguna dalam mengenal pasti bakteria Gram negatif.

Kebanyakan spesies mengumpul polisakarida glukosa sebagai bahan rizab. Walau bagaimanapun, sesetengah kumpulan mungkin mempunyai polyhydroxybutyrate (PHB), yang merupakan produk polimer asimilasi karbon.

Pigmen

Pelbagai spesies Pseudomonas menghasilkan pigmen yang dianggap penting secara taksonomi.

Antaranya adalah pelbagai jenis phenazines. Yang paling umum dari jenis ini adalah pigmen biru pioacin. Ia dianggap bahawa pigmen ini menyumbang untuk meningkatkan kapasiti P. aeruginosa daripada penjajahan paru-paru pesakit dengan fibrosis sista.

Phenazines lain boleh memberikan pigmentasi hijau atau oren, yang sangat berguna dalam pengenalpastian beberapa spesies genus.

Ciri lain pigmen beberapa kumpulan Pseudomonas Ia pioverdin. Ini memberikan warna hijau kekuningan dan tipikal dari apa yang dipanggil Pseudomonas pendarfluor.

Pioverdin mempunyai kepentingan fisiologi yang besar kerana ia bertindak sebagai siderophore. Ini bermakna ia boleh memerangkap besi tidak tersedia dan membubarkannya dalam bentuk kimia yang boleh dimanfaatkan oleh bakteria.

Phylogeny dan taksonomi

Pseudomonas Ini pertama kali diterangkan pada tahun 1894 oleh Walter Migula. Etimologi nama itu bermakna perpaduan palsu. Pada masa ini 180 spesies dikenali di dalam kumpulan ini.

Genus ini terletak di dalam keluarga Pseudomoneacae perintah Pseudomonal. Spesies jenis ini P. aeruginosa, yang merupakan salah satu yang paling terkenal di dalam kumpulan.

Ciri-ciri yang digunakan pada prinsipnya untuk menggambarkan genus adalah sangat umum dan boleh dikongsi oleh kumpulan lain bakteria.

Seterusnya, watak-watak yang lebih tepat digunakan untuk menentukan genre. Antara berikut dapat diperhatikan: kandungan GC dalam DNA, pigmentasi, dan jenis bahan rizab antara lain.

Pada 70-an abad ke-20, pakar kumpulan Norberto Palleroni, bersama-sama dengan penyelidik lain, menjalankan kajian RNA ribosom. Ini ditentukan bahawa Pseudomonas boleh dipisahkan kepada lima kumpulan yang berbeza mengikut homologi rRNA.

Dengan menggunakan teknik molekul yang lebih tepat, ia ditentukan bahawa kumpulan II-V yang ditubuhkan oleh Palleroni sesuai dengan kumpulan Proteobacteria yang lain. Pada masa ini dianggap bahawa hanya kumpulan saya sepadan dengan Psedomonas senso stricto.

Kebanyakan spesies dalam kumpulan ini menghasilkan pioverdin. Cara biosintesis dan mengeluarkan pigmen ini dapat membantu membezakan spesies antara satu sama lain.

Kumpulan dalam Pseudomonas senso stricto

Berdasarkan analisis turutan multilocus, ia telah dicadangkan Pseudomonas Ia akan dipisahkan kepada lima kumpulan:

Kumpulan P. fluorescens: ini sangat pelbagai dan spesisnya adalah saprophyte, yang terdapat di dalam tanah, air dan permukaan tumbuhan. Banyak spesies mempromosikan pertumbuhan tumbuhan.

Kumpulan P. syringae: kebanyakannya terdiri daripada spesies phytopathogens. Lebih daripada lima puluh patung diiktiraf (strain bakteria dengan tahap patogenikiti yang berlainan).

Kumpulan P. putida: spesis kumpulan ini terdapat di dalam tanah, rhizosphere tumbuhan yang berbeza dan di dalam air. Mereka mempunyai keupayaan yang tinggi untuk penguraian bahan.

Kumpulan P stutzeri: bakteria ini sangat penting dalam kitaran nutrien dan mempamerkan kepelbagaian genetik yang tinggi.

Kumpulan P aeruginosa: kumpulan ini membentangkan spesies yang mendiami habitat yang berlainan, termasuk patogen manusia.

Walau bagaimanapun, dalam kajian molekul yang lebih baru dicadangkan bahawa jantina dipisahkan kepada tiga belas kumpulan yang terdiri daripada dua hingga lebih daripada enam puluh spesies.

Kumpulan terbesar ialah P. fluorescens, yang merangkumi spesies jenis yang banyak digunakan dalam program bioremediasi. Satu lagi jenis minat dalam kumpulan ini ialah P. mandelii, yang tumbuh di Antartika dan telah menunjukkan sangat tahan terhadap antibiotik.

Morfologi

Basil langsung ke lengkung sedikit, 0.5 - 1 μm lebar x 1.5 - 5 μm panjang. Mereka tidak dapat membentuk dan mengumpul granul polihidroksibutirat dalam media kultur nitrogen yang rendah. Ini membezakannya daripada bakteria aerobik lain.

Sampul selular terdiri daripada membran sitoplasma, dinding sel dan membran luar yang meliputi kedua.

Dinding sel adalah tipikal bakteria Gram negatif, yang tipis dan terdiri dari peptidoglycan. Membran sitoplasma memisahkan sitoplasma dari komponen lain sampul sel. Ia terbentuk oleh lipid bilayer.

Membran luar terdiri daripada lipid yang dipanggil lipopolisakarida yang mempunyai rantaian hidrokarbon. Membran ini adalah penghalang terhadap laluan molekul seperti antibiotik yang boleh menyebabkan kerosakan pada sel. Sebaliknya, ia membolehkan laluan nutrien yang diperlukan untuk berfungsi bakteria.

Keupayaan membran luar untuk menyampaikan beberapa bahan dan bukan yang lain, diberikan oleh kehadiran porin. Mereka adalah protein struktur membran.

Flagella

The flagella dalam genus biasanya terletak di kedudukan kutub walaupun dalam beberapa kes ia boleh menjadi sub-kutub. Dalam beberapa jenis  P. stutzeri dan flagella lateral spesies lain diperhatikan.

Bilangan bendera flagella penting secara taksonomi. Sebuah flagellum (monotrik) atau beberapa (multitrico) boleh hadir. Dalam spesies yang sama, jumlah flagella mungkin menunjukkan variasi.

Dalam sesetengah spesis kehadiran fimbrias (lampiran protein yang lebih nipis dan lebih pendek daripada flagellum) telah diperhatikan, bersamaan dengan pembunuhan membran sitoplasma.

In  P. aeruginosa Fimbrias adalah kira-kira 6 nm lebar, ditarik balik dan berfungsi sebagai reseptor untuk beberapa bacteriophages (virus yang menjangkiti bakteria). Fimbrias dapat menyumbang kepada melekatkan bakterium ke sel-sel epitelium tuan rumahnya.

Kitaran hidup

Spesies Pseudomonas, Seperti semua bakteria, mereka menghasilkan semula oleh pembelahan binari, sejenis pembiakan aseksual.

Dalam fasa pertama pembelahan binari, bakteria memasuki proses duplikasi DNA. Ini menunjukkan satu kromosom bulat tunggal yang mula disalin oleh aktiviti enzim replikasi.

Kromosom yang ditiru pergi ke hujung sel, kemudian septum dijana dan dinding sel baru dicipta untuk membentuk dua sel anak perempuan.

Dalam spesies Pseudomonas Beberapa mekanisme penggabungan genetik telah diperhatikan. Ini menjamin berlakunya kebolehubahan genetik dalam organisma pembiakan aseksual.

Antara mekanisme ini adalah transformasi (serpihan DNA luaran boleh memasukkan bakteria). Lain-lain adalah transduksi (pertukaran DNA antara bakteria virus) dan (pemindahan DNA dari bakteria penderma kepada penerima a) gabungan.

Plasmids

Plasmids adalah molekul DNA pekeliling kecil yang berlaku di dalam bakteria. Ini dipisahkan dari kromosom dan direplikasi dan dihantar secara bebas.

In Pseudomonas Plasmid memenuhi fungsi yang pelbagai seperti faktor kesuburan dan ketahanan terhadap beberapa agen. Di samping itu, ada juga yang memberi keupayaan untuk menurunkan sumber karbon yang luar biasa.

Plasmid boleh memberikan ketahanan kepada pelbagai antibiotik seperti gentamicin, streptomycin dan tetracycline, dan lain-lain. Lebih-lebih lagi, ada yang tahan kepada bahan kimia dan fizikal ejen yang berbeza seperti radiasi ultraviolet.

Begitu juga, mereka dapat membantu untuk mengelakkan tindakan bakteria yang berbeza. Begitu juga, mereka memberikan daya tahan terhadap bacteriocins (toksin yang dihasilkan oleh bakteria untuk menghalang pertumbuhan yang lain yang serupa).

Habitat

Spesies Pseudomonas mereka boleh membangunkan dalam persekitaran yang berbeza. Mereka telah dijumpai di kedua-dua ekosistem terestrial dan akuatik.

Suhu ideal untuk perkembangan genus ialah 28 ° C, tetapi spesies seperti P. psychrophila boleh tumbuh dalam julat -1 ° C hingga 45 ° C. P. thermotolerans Ia mampu berkembang pada suhu 55 ° C.

Tiada spesies genus yang bertolak ansur dengan pH kurang daripada 4.5. Mereka boleh tumbuh di media yang mengandungi ion ammonium nitrat sebagai sumber nitrogen. Mereka memerlukan hanya sebatian organik sederhana sebagai sumber karbon dan tenaga.

Sekurang-kurangnya sembilan spesies Pseudomonas berkembang di Antartika. Walaupun spesies P. syringae telah dikaitkan dengan kitaran air yang terdapat dalam air hujan, salji dan awan.

Penyakit

Spesies Pseudomonas boleh menyebabkan pelbagai penyakit di tumbuh-tumbuhan, haiwan dan manusia.

Penyakit pada haiwan dan manusia

Secara amnya dianggap bahawa spesies genus mempunyai virulen yang rendah, kerana mereka cenderung menjadi saprophytes. Ini adalah oportunistik dan cenderung menyebabkan penyakit pada pesakit yang mempunyai daya tahan yang rendah terhadap jangkitan. Mereka biasanya hadir dalam saluran kencing, saluran pernafasan, luka dan darah.

Spesies yang paling memberi kesan kepada manusia adalah P. aeruginosa. Ia adalah spesies oportunis yang menyerang pesakit imunosupresi, yang mengalami luka bakar yang teruk atau menjalani kemoterapi..

P. aeruginosa Ia menyerang saluran pernafasan. Pada pesakit dengan bronchiectasis (pelebaran bronchi) menjana sejumlah besar kuman dan boleh mematikan.

Telah terbukti bahawa P. entomophila ia patogenik Drosophila melanogaster (lalat buah). Ia ditelan oleh pengingesan dan menyerang sel-sel epitelium usus serangga, yang boleh menyebabkan kematian.

P. plecoglossicida ia telah dijumpai sebagai patogen ikan cantik (Plecoglossus altivelis). Bakteria menyebabkan asites hemorrhagic (pengumpulan cecair dalam rongga peritoneal) dalam ikan.

Penyakit dalam tumbuh-tumbuhan

Spesies fitopatogenik Pseudomonas mereka menyebabkan kepelbagaian penyakit yang besar. Ini boleh menghasilkan lesi atau kotoran nekrotik pada batang, daun dan buah-buahan. Mereka juga boleh menghasilkan insang, pembusukan dan jangkitan vaskular.

Kumpulan P. syringae serangan terutamanya pada paras daun. Sebagai contoh, dalam bawang mereka boleh menghasilkan bintik-bintik daun dan reput bulu.

Di dalam pokok zaitun (Gelombang Eropahspesies P. savastanoi Ia adalah agen penyebab tuberkulosis zaitun yang dicirikan oleh pembentukan tumor. Tumor ini terbentuk terutamanya dalam batang, tunas dan kadang-kadang dalam daun, buah-buahan dan akar. Mereka menyebabkan defoliasi, penurunan saiz tumbuhan dan kemudian kematian.

 Rujukan

1. Berkahwin MC, Urban N, R Diaz dan Diaz (2015) Tuberculosis zaitun: dalam kajian vitro kesan pelbagai racun kulat di enam strain Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Sepanyol, 6 - 8 Mei.
2. Hesse C, F Schulz, Bull C, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, saya Elbourne Paulsen, N Kyrpides, T J Woyke dan Loper (2018) sejarah evolusi berdasarkan Genome-of Pseudomonas spp. Mikrobiologi Enviromental 20: 2142-2159.
3. Higuera-Plantain S, F Vasquez-Ponce, Nunez-Gallego M, M Palov, S Marshall dan J Olivares-Pacheco (2018) fenotip dan genotip pencirian novel multiantibiotic tahan, hyperproducing alginate terikan Pseudomonas mandelii terpencil di Antartika. Polar Biol 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: musuh yang berbahaya Klinik Acta Bioquím. Latinoam. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto dan H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. nov., agen penyebab penyakit asma hemorrhagic bakteria, Plecoglossus altivelis. Jurnal Antarabangsa Mikrobiologi Sistematik dan Evolusi. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ dan M Doudoroff (1972) Sesetengah sifat dan subkategori taksonomi genus Pseudomonas. Annu. Wahyu Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Dalam: Whitman WB (editor) Manual Bergey Sistematika Archaea dan Bakteria. John Wiley & Sons, Inc., bersekutu dengan Amanah Manual Bergey.