Pseudomonas egenskaper, fylogeni och taxonomi, morfologi, livscykel

pseudomonas är ett slag av bakterier som ligger i familjen Pseudomonaceae. Den första beskrivningen av dessa mikroorganismer gjordes av den tyska mykologen Walter Migula år 1894.

Dessa bakterier kännetecknas av att de är aeroba och gramnegativa. De har formen av en rak bacillus eller presenterar en viss krökning. De är mobila på grund av närvaron av monotonisk flagella (ett flagellum) eller multitricos (flera flagella). Flagellum tenderar att vara i polär position.

De flesta arter av släktet är positiva oxidas och katalas. En annan egenskap som är av intresse för att känna igen gruppen är innehållet i GC i DNA som går från 58 till 72%.

pseudomonas utvecklar inte resistansstrukturer, såsom sporer. De presenterar inte en kapsel som omger väggen eller förlängningarna av detta och cytoplasma (prosteca), som förekommer i andra bakteriegrupper.

Studien av pseudomonas Den har huvudsakligen tagits upp av den argentinska mikrobiologen Norberto Palleroni. Denna forskare föreslog att separera släktet i fem grupper baserat på rRNA-homologin.

För närvarande erkänns 180 separata arter i tretton olika grupper. Några av dessa grupper kännetecknas av produktionen av det fluorescerande pigmentet känt som pioverdin.

index

• 1 Allmänna egenskaper
  • 1.1 Distribution
  • 1.2 Temperatur
  • 1.3 Sjukdomar
  • 1.4 applikationer
  • 1.5 Färg och andning
  • 1.6 Identifiering
• 2 pigment
• 3 Phylogeny och taxonomi
• 4 grupper i Pseudomonas senso stricto
• 5 Morfologi
  • 5.1 Flagella
• 6 Livscykel
  • 6.1 plasmider
• 7 Habitat
• 8 sjukdomar
  • 8.1 Sjukdomar hos djur och människor
• 9 Sjukdomar i växter
• 10 referenser

Allmänna egenskaper

fördelning

På grund av sin stora förmåga att växa i olika miljöer, har släktet en allestädes närvarande ekologisk och geografisk fördelning. De har hittats i mark- och vattenmiljöer. De är kemotrofa och odlas lätt i näringsrika kulturmedier på agar.

temperatur

Dess ideala temperaturintervall är mellan 25 och 30 ° C. Arten har dock visat sig växa vid temperaturer under noll och andra över 50 ° C.

sjukdomar

Bland de arter som utgör släktet finns det några som orsakar sjukdomar hos djur och människor. På samma sätt är många arter patogena växter som orsakar den så kallade mjuka roten.

tillämpningar

Andra arter kan vara mycket användbara, eftersom de har visat sig stimulera tillväxten av växter och kan användas som gödningsmedel. De kan också bryta ned xenobiotiska föreningar (som inte ingår i levande organismernas sammansättning).

Några av de xenobiotika som kan försämras innefattar aromatiska kolväten, klorater och nitrater. Dessa egenskaper gör vissa arter mycket användbara i bioremedieringsprogram.

Färgning och andning

Arten av pseudomonas De är gramnegativa. De är främst aeroba, så syrgas är den sista receptorn av elektroner vid andning.

Vissa arter kan använda nitrater som alternativa acceptorer av elektroner under anaeroba förhållanden. I detta fall reducerar bakterier nitrater till molekylärt kväve.

identifiering

Alla arter av pseudomonas De är katalaspositiva. Detta är enzymet som bryter ner väteperoxid i syre och vatten. De flesta aeroba bakterier producerar detta enzym.

Inom gruppen finns positiva och negativa oxidaser. Närvaron av detta enzym anses vara användbart vid identifieringen av gramnegativa bakterier.

De flesta arter ackumulerar en glukospolysackarid som en reservsubstans. Vissa grupper kan emellertid ha polyhydroxibutyrat (PHB), vilket är en polymerprodukt av kolassimilering.

pigment

Olika arter av pseudomonas producerar pigment som anses vara taxonomiskt viktiga.

Bland dessa finns olika typer av fenaziner. Den vanligaste av denna typ är det blåa pioacinpigmentet. Det anses att detta pigment bidrar till att öka kapaciteten hos P. aeruginosa av koloniserar lungorna hos patienter med cystisk fibros.

Andra fenaziner kan ge gröna eller apelsinpigmenteringar, vilka är mycket användbara vid identifieringen av vissa arter av släktet.

En annan pigmentkarakteristik av några grupper av pseudomonas Det är pioverdin. Dessa ger gulaktiga gröna färger och är typiska för den så kallade pseudomonas fluorescerande.

Pioverdin har stor fysiologisk betydelse eftersom den fungerar som en siderofore. Detta innebär att det kan fälla otillgängligt järn och lösa upp det i kemiska former som kan utnyttjas av bakterierna.

Fylogeni och taxonomi

pseudomonas Det beskrevs först 1894 av Walter Migula. Namnets etymologi betyder falsk enhet. För närvarande erkänns 180 arter i denna grupp.

Släktet ligger i Pseudomoneacae-familjen i Pseudomonal-ordningen. Typarten är P. aeruginosa, vilket är en av de mest kända i gruppen.

De egenskaper som i princip användes för att beskriva släktet var mycket generella och kunde delas av andra grupper av bakterier.

Därefter användes mer exakta tecken för att definiera genren. Bland dessa kan noteras: innehållet av GC i DNA, pigmentering och typen av reserv substans bland andra.

På 70-talet av det tjugonde århundradet, Norberto Palleroni specialist grupp och andra forskare, genomfört en studie av ribosomalt RNA. Dessa bestämde att pseudomonas kan separeras i fem olika grupper enligt rRNA-homologin.

Genom användning av mer exakta molekylära tekniker, bestämdes det att grupperna II-V som fastställts av Palleroni motsvarar andra grupper av proteobakterier. Det anses för närvarande att endast grupp I motsvarar Psedomonas senso stricto.

De flesta arter i denna grupp ger pioverdin. Sättet att biosyntetisera och utsöndra detta pigment kan hjälpa till att skilja arterna från varandra.

Grupper i Pseudomonas senso stricto

Baserat på analysen av multilokus-sekvensen har det föreslagits att pseudomonas Det skulle delas in i fem grupper:

grupp P. fluorescenser: Det här är mycket varierat och arten är saprofyter, är närvarande i marken, vattnet och ytan av plantorna. Många arter främjar tillväxten av växter.

grupp P. syringae: består främst av arter som fytopatogener. Mer än femtio patovar är kända (bakteriestammar med olika grad av patogenitet).

grupp P. putida: arten av denna grupp finns i marken, rhizosfären av olika växter och i vattnet. De har hög kapacitet för nedbrytning av ämnen.

grupp P stutzeri: Dessa bakterier är av stor betydelse i näringscykeln och presenterar en hög genetisk mångfald.

grupp P aeruginosa: Denna grupp presenterar arter som upptar olika livsmiljöer, inklusive mänskliga patogener.

I en senare molekylär studie föreslås emellertid att kön separeras i tretton grupper bestående av två till mer än sextio arter.

Den största gruppen är P. fluorescens, vilket inkluderar typen av arter som används allmänt i bioremedieringsprogram. En annan art av intresse i denna grupp är P. mandelii, som växer i Antarktis och har visat sig vara mycket resistent mot antibiotika.

morfologi

Bacillerna är raka till svagt krökta, 0,5 - 1 μm breda x 1,5 - 5 μm långa. De kan inte bilda och ackumulera polyhydroxibutyratgranuler i lågt kväveodlingsmedium. Detta skiljer dem från andra aeroba bakterier.

Det cellulära kuvertet består av det cytoplasmatiska membranet, cellväggen och det yttre membranet som täcker det senare.

Cellväggen är typisk för gramnegativa bakterier, som är tunna och består av peptidoglykan. Det cytoplasmatiska membranet separerar cytoplasman från de andra komponenterna i cellhöljet. Det bildas av ett lipid-dubbelskikt.

Yttermembranet består av en lipid som kallas lipopolysackarid som har kolvätekedjor. Detta membran är en barriär mot passagen av molekyler som antibiotika som kan orsaka skada på cellen. Å andra sidan tillåter det passage av de näringsämnen som krävs för bakteriens funktion.

Det yttre membrans förmåga att passera några ämnen och inte andra, ges genom närvaron av poriner. De är strukturella proteiner i membranet.

gissel

Flagella i släktet ligger i allmänhet i polärt läge även om det i vissa fall kan vara subpolärt. I vissa stammar av  P. stutzeri och andra arter laterala flagella observeras.

Antalet flagella är taxonomiskt viktigt. En flagellum (monotrisk) eller flera (multitrico) kan vara närvarande. I samma art kan antalet flagella uppvisa variationer.

I vissa arter har det observerats att närvaron av fimbriae (bilaga protein tunnare och kortare än ett gissel), motsvarande de cytoplasmatiska membran evaginaciones.

i  P. aeruginosa fimbriae är approximativt 6 nm bred, är infällbara och fungera som receptorer av flera bakteriofager (virus som infekterar bakterier). Fimbrierna kan bidra till vidhäftningen av bakterien till dess värdens epitelceller.

Livscykel

Arten av pseudomonas, Liksom alla bakterier reproducerar de genom binär fission, en typ av asexuell reproduktion.

I den första fasen av binär fission kommer bakterien in i en DNA-dupliceringsprocess. Dessa presenterar en enda cirkulär kromosom som börjar kopieras av aktiviteten hos replikationsenzymerna.

Replikerade kromosomer går mot ändarna av cellen, då genereras ett septum och en ny cellvägg bringas att bilda de två dotterceller.

I arter av pseudomonas Flera mekanismer för genetisk rekombination har observerats. Detta garanterar förekomsten av genetisk variation i organismer av asexuell reproduktion.

Bland dessa mekanismer är transformationen (fragment av exogent DNA kan komma in i bakterierna). Andra är transduktion (utbyte av DNA mellan bakterier av virus) och konjunktion (överföring av DNA från en donorbakterie till en mottagare).

plasmider

Plasmider är små cirkulära DNA-molekyler som förekommer i bakterier. Dessa separeras från kromosomen och replikeras och överförs oberoende.

i pseudomonas plasmiderna uppfyller olika funktioner som faktorer för fertilitet och motstånd mot flera ämnen. Dessutom ger vissa möjligheten att bryta ned ovanliga kolkällor.

Plasmider kan ge resistens mot olika antibiotika, såsom gentamicin, streptomycin och tetracyklin, bland andra. Å andra sidan är vissa resistenta mot olika kemiska och fysikaliska medel, såsom exempelvis ultraviolett strålning.

På samma sätt kan de hjälpa till att undvika verkan av olika bakteriofager. På samma sätt ger de motståndskraft mot bakteriociner (toxiner som produceras av bakterier för att hämma tillväxten av andra liknande sådana).

livsmiljö

Arten av pseudomonas de kan utvecklas i olika miljöer. De har hittats i både markbundna och akvatiska ekosystem.

Den ideala temperaturen för utveckling av släktet är 28 ° C, men arter som P. psychrophila kan växa i intervallet -1 ° C till 45 ° C. P. termotolerans Den kan utvecklas vid en temperatur av 55 ° C.

Ingen av släktets arter tolererar ett pH mindre än 4,5. De kan växa på media innehållande nitratammoniumjoner som kvävekälla. De kräver bara en enkel organisk förening som en källa till kol och energi.

Minst nio arter av pseudomonas växer i Antarktis. Medan arten P. syringae har förknippats med vattencykeln närvarande i regnvatten, snö och moln.

sjukdomar

Arter av pseudomonas kan orsaka olika sjukdomar i växter, djur och människor.

Sjukdomar hos djur och människor

Generellt anses det att släktets art har låg virulens eftersom de tenderar att vara saprofyter. Dessa är opportunistiska och tenderar att orsaka sjukdomar hos patienter med låg resistens mot infektioner. De är vanligtvis närvarande i urinvägar, luftvägar, sår och blod.

De arter som mest påverkar människor är P. aeruginosa. Det är en opportunistisk art som attackerar immunsupprimerade patienter, som har drabbats av svåra brännskador eller genomgår kemoterapi..

P. aeruginosa Det attackerar främst luftvägarna. Hos patienter med bronkiektas (utvidgning av bronkierna) genereras en hög mängd sputum och kan vara dödlig.

Det har bevisats att P. entomophila den är patogen Drosophila melanogaster (fruktfluga). Det sväljs av intag och attackerar epitelcellerna i insektens tarm, vilket kan orsaka dödsfall.

P. plecoglossicida det har hittats som en patogen av fisken ayu (Plecoglossus altivelis). Bakterien orsakar hemorragiska ascites (ackumulering av vätska i bukhålan) i fisk.

Sjukdomar i växter

Den fytopatogena arten av pseudomonas de orsakar en stor mångfald av sjukdomar. Dessa kan generera nekrotiska lesioner eller fläckar på stjälkar, blad och frukter. De kan också producera gyllor, förkastning och vaskulära infektioner.

Gruppen av P. syringae attackerar huvudsakligen på bladnivå. Till exempel i löken kan de producera bladfläckar och lökrot.

I olivträdet (Europeisk vågarten P. savastanoi Det är orsaksmedlet för oliventuberkulos som kännetecknas av tumörbildning. Dessa tumörer bildas huvudsakligen i stammar, knoppar och ibland i löv, frukter och rötter. De orsakar avfettning, minskning av plantans storlek och senare död.

 referenser

1. Gift MC, Urban N, R Diaz och Diaz (2015) Tuberkulos oliv: in vitro-studie av effekten av olika fungicider på sex stammar av Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Spanien, 6-8 maj.
2. Hesse C, F Schulz, Bull C, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, I Elbourne Paulsen, N Kyrpides, T J Woyke och Loper (2018) Genome baserade evolutionära historia Pseudomonas spp. Miljöbiologi 20: 2142-2159.
3. Higuera-Plantain S, F Vasquez-Ponce, Nunez-Gallego M, M Palov, S Marshall och J Olivares-Pacheco (2018) Fenotypisk och genotypisk karaktärisering av en ny multiantibiotic resistent, alginat hyperproducing stam av Pseudomonas mandelii isolerad i Antarktis. Polar Biol. 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: en farlig motståndare Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto och H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plekoglossicid sp. nov., orsaksmedlet för bakteriella hemorragiska ascites av ayu, Plecoglossus altivelis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ och M Doudoroff (1972) Vissa egenskaper och taxonomiska delavdelningar av släktet pseudomonas. Annu. Rev. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) pseudomonas. I: Whitman WB (redaktör) Bergey's Manual of Archaea and Bacteria Systematics. John Wiley & Sons, Inc., i samarbete med Bergeys Manual Trust.