Ogólna charakterystyka Bacillus, taksonomia, morfologia, filogeneza



Bacillus to rodzaj bakterii należących do rzędu Bacillales, klasa Bacilli, typ Firmicutes. Ten rodzaj grupuje ogromną różnorodność bakterii, których wspólną cechą jest zdolność do wytwarzania endosporów nieaktywnych tlenowo, gdy poddaje się je środowisku o niekorzystnych warunkach.

Te endospory są odporne na ciepło, promieniowanie, środki dezynfekujące i suszenie, dlatego gatunki Bacillus mogą stanowić problematyczne zanieczyszczenia w środowiskach szpitalnych, produktach farmaceutycznych i żywności.

Indeks

  • 1 Czy są chorobotwórcze?
  • 2 Gdzie oni są??
  • 3 Charakterystyka
  • 4 Morfologia
  • 5 Filogeneza
  • 6 Cykl życia
    • 6.1 Niekorzystne warunki
    • 6.2 Utajone zarodniki - komórki wegetatywne
  • 7 referencji 

Czy są patogenne?

Większość gatunków Bacillus nie są chorobotwórcze i rzadko są związane z chorobami u ludzi lub innych zwierząt.

Najbardziej znane są wyjątki Bacillus anthracis, czynnik sprawczy wąglika, Bacillus thuringiensis, chorobotwórczy dla bezkręgowców, Bacillus licheniformis, zaangażowany w zatrucie pokarmowe i inne zakażenia ludzi i zwierząt, oraz Bacillus cereus, przyczyna zatrucia pokarmowego i zakażeń oportunistycznych.

Gdzie oni są?

Bakterie z rodzaju Bacillus były izolowane głównie w glebie, wodzie, żywności i próbkach klinicznych. Ale znaleziono je także w najbardziej niezwykłych środowiskach, takich jak osady oceaniczne, tysiące metrów poniżej poziomu morza i w próbkach powietrza stratosferycznego, w kwaśnych basenach geotermalnych, w wysoce alkalicznych wodach gruntowych i w końcowych jeziorach hipersalinowych..

Inne zostały odkryte w niszach stworzonych przez ludzi, od meksykańskich grobowców i zniszczonych rzymskich malowideł ściennych, po ultra czyste pokoje w urządzeniach do budowy statków kosmicznych..

Rośliny są również bogatym źródłem nowych gatunków Bacillus, niektóre endofityczne i inne związane z ryzosferą.

Funkcje

-Duża różnorodność bakterii zawartych w rodzaju Bacillus może być gram dodatni (tylko we wczesnych stadiach wzrostu) lub gram-ujemny, ruchomy z wici peritrichous lub non-mobile, tlenowy, fakultatywny beztlenowy lub ściśle beztlenowy.

-Posiadają ogromną różnorodność zdolności fizjologicznych, od psychrofilnych do termofilnych, acidofilnych do zasadowych. Niektóre szczepy są halofilne.

-Większość gatunków wytwarza katalazę i może być zarówno pozytywna, jak i negatywna wobec oksydazy.

-Są chemoreganotroficzne. Dwa gatunki są fakultatywnymi chemolitotrofami, co oznacza, że ​​czerpią swoją energię z utleniania zredukowanych związków nieorganicznych, takich jak amoniak, siarka pierwiastkowa, wodór, jony żelaza, azotyn i siarka. Organizmy te mogą uzyskać cały swój komórkowy węgiel z dwutlenku węgla i mogą rosnąć bez żadnych związków organicznych i bez światła.

Morfologia

Bakterie z rodzaju Bacillus mogą być w kształcie pręta, proste lub lekko zakrzywione, zwykle zaokrąglone, chociaż niektóre komórki zostały opisane jako kwadratowe (np. Bacillus cereus).

Komórki mają średnicę od 0,4 do 1,8 mikrona i długość od 0,9 do 10,0 mikronów. Wymiary komórek w obrębie każdego gatunku i w obrębie każdego szczepu zazwyczaj mają niewielką zmienność.

Komórki występują pojedynczo i parami, niektóre w łańcuchach, a czasami w długich włóknach. W zależności od gatunku, szczepu i warunków hodowli, komórki potomne można oddzielić.

W ten sposób hodowla wydaje się składać z pojedynczych komórek i dzielących się par komórek, gdy obserwuje się je za pomocą mikroskopii z kontrastem fazowym. W innych przypadkach komórki potomne mogą pozostać połączone ze sobą, więc widać łańcuchy komórkowe.

Morfologia zarodników jest cechą taksonomiczną, chociaż mogą występować pewne różnice w obrębie poszczególnych szczepów. Najczęściej spotykane zarodniki mają kształt elipsoidalny lub owalny, ale kształty wahają się od cylindrycznych do elipsoidalnych, kulistych lub nieregularnych kształtów przypominających nerkę lub banana.

Filogeneza

Początkowo gatunek Bacillus opisano dla bakterii w kształcie pręcików, ze zdolnością do tlenowego wytwarzania refrakcyjnych endospor, z większą odpornością na ciepło, wilgoć i inne czynniki niszczące niż komórki wegetatywne.

Jednakże, gdy nowe narzędzia taksonomii molekularnej zostały zastosowane do gatunku, uzyskane dane podważyły ​​istniejący paradygmat, że rodzaj składa się z niewielkiej liczby gatunków określonych ściśle określonych przez pewne cechy fenotypowe.

W 1991 roku okazało się, że to, co zostało pogrupowane w jeden gatunek, to sześć różnych grup, co doprowadziło do stworzenia pięciu nowych gatunków. W rezultacie systematyka starego stylu Bacillus został radykalnie przekształcony.

Obecnie znanych jest ponad 142 gatunki tego rodzaju Bacillus, Jednak w okresie od 2004 do 2006 r. Pojawiły się nowe gatunki Bacillus średnio po jednym na tydzień, więc szacuje się, że liczba ta może być znacznie wyższa.

Cykl życia

W odpowiednich warunkach żywienia, temperatury, pH, składu atmosfery, między innymi, komórek Bacillus rosną i dzielą się przez rozszczepienie binarne, formę rozmnażania bezpłciowego, która polega na duplikacji DNA, po której następuje podział cytoplazmy przez ściankę dzielącą, która przecina środek komórki, dając początek dwóm komórkom potomnym.

Niekorzystne warunki

Jednakże, gdy warunki środowiskowe są niekorzystne, komórki wegetatywne wytwarzają przetrwalniki, które są strukturami komórkowymi, które nie zawierają ATP i które mają wyjątkowo utajony metabolizm, co nadaje mu odporność..

Endospory powstają na końcu fazy wzrostu wykładniczego. Znanych jest wiele innych czynników, które wpływają na tworzenie endospor, takich jak temperatura wzrostu, pH otoczenia, napowietrzanie, obecność niektórych minerałów i źródeł węgla, azotu i fosforu oraz ich stężenia. Innym wpływem jest gęstość zaludnienia.

Kroki utajone zarodniki-komórki wegetatywne

Konwersja utajonych zarodników do komórek wegetatywnych obejmuje trzy etapy: aktywację, kiełkowanie i wzrost zewnętrzny. Brak aktywności załamuje się z powodu korzystnych zmian temperatury lub starzenia się komórek.

Jednak wiele gatunków nie wymaga takiej aktywacji. Po opuszczeniu latencji, jeśli przetrwalnik znajdzie odpowiednie warunki środowiskowe, kiełkowanie jest wyzwalane przez utratę refrakcji, szybką hydrolizę skorupy i degradację małych rozpuszczalnych białek kwasowych, które nadają odporność na czynniki chemiczne i promieniowanie.

Protoplasty kiełkujących zarodników pęcznieją wyraźnie z powodu pobierania wody, wznawia się biosyntezę i nowa komórka wegetatywna wyłania się z warstwy zarodników rotamu, powodując nowy okres rozmnażania wegetatywnego.

Referencje

  1. Gordon, R.E. (1973). Rodzaj Bacillus. In Practical Handbook of Microbiology, red. O'Leary, W.M. str. 109-126. Boca Ratón FL. CRC Naciśnij.
  2. You, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N.R., Ludwig, W., Rainey, F.A., Schleifer, K.-H., Whitman, W. (2009). Bergey's Manual of Systematic Bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. USA.
  3. Twórcy Wikipedii. (2018, 14 sierpnia). Bacillus. W Wikipedii, The Free Encyclopedia. Źródło: 19:45, 28 września 2018, z en.wikipedia.org
  4. Zeigler, D.R. & Perkins, J.B. (2008). Rodzaj Bacillus. In Practical Handbook of Microbiology, red. Goldman, E. & Green, L. H. Wydanie drugie, str. 309-337. Boca Ratón FL. CRC Naciśnij.
  5. Realpe, M.E., Hernández, C.A i Agudelo, CI. (2002). Gatunki z rodzaju Bacillus: morfologia makroskopowa i mikroskopowa. Biomedical, 22 (2): 106-109.