PSEUDOMONAS: JELLEMZŐK, MORFOLÓGIA, ÉLETCIKLUS - BIOLÓGIA - 2026

A Pseudomonas a Pseudomonaceae családba tartozó baktériumok nemzetsége. E mikroorganizmusok első leírását Walter Migula német mikológus készítette 1894-ben.

Ezeket a baktériumokat aerob és gram-negatív jellemzi. Egyenes rúd alakúak vagy bizonyos görbületük van. A monotric flagella (egy flagellum) vagy a multitricus (több flagella) jelenléte miatt mozgathatók. A flagellum általában poláris helyzetben van.

A Pseudomonas aeruginosa baktérium képe. Szerző: Janice Haney Carr Tartalomszolgáltatók: CDC / Janice Haney Carr, a Wikimedia Commons segítségével.

A nemhez tartozó legtöbb faj oxidáz és kataláz-pozitív. A csoport felismerése szempontjából egy másik jellegzetes vonás a GC-tartalom a DNS-ben, amely 58-72%.

A Pseudomonas nem fejleszti ki rezisztenciaszerkezeteket, például spórákat. Nem jelentenek a fal körül körülvevő kapszulát, annak kiterjesztéseit és a citoplazmát (prosteca), amelyek más baktériumcsoportokban fordulnak elő.

A Pseudomonas vizsgálatát elsősorban az argentin mikrobiológus, Norberto Palleroni követette. Ez a kutató azt javasolta, hogy a nemzetet öt csoportra bontják az rRNS homológia alapján.

Jelenleg mintegy 180 faj van felismerve tizenhárom különböző csoportba. Ezen csoportok egy részét felismerik a pyoverdin néven ismert fluoreszcens pigment előállítása.

Általános tulajdonságok

terjesztés

Mivel nagy a képessége, hogy változatos környezetben növekedjen, a nemzetség mindenütt jelen van ökológiai és földrajzi eloszlása. Őket találtak szárazföldi és vízi környezetben. Kemotróf jellegűek és könnyen tápanyag-agar táptalajon termeszthetők.

Hőfok

Ideális hőmérsékleti tartománya 25-30 ° C. Ugyanakkor olyan fajokat találtak, amelyek nulla alatti és 50 ° C feletti hőmérsékleten nőnek.

betegségek

A nemzetet alkotó fajok között vannak olyanok, amelyek állatok és emberek betegségeit okozzák. Hasonlóképpen, sok faj növényi kórokozók, úgynevezett lágy rothadást okozva.

Alkalmazások

Más fajok nagyon hasznosak lehetnek, mivel bebizonyosodott, hogy stimulálják a növények növekedését és műtrágyaként alkalmazhatók. Lebonthatják a xenobiotikus vegyületeket (amelyek nem képezik részét az élő szervezetek összetételében).

A lebontható xenobiotikumok közül kiemelkedik az aromás szénhidrogének, klorátok és nitrátok. Ezek a tulajdonságok teszik egyes fajokat nagyon hasznosnak a bioremediációs programokban.

Festés és légzés

A Pseudomonas fajok gram-negatívak. Elsősorban aerob, tehát az oxigén a végső receptor az elektronokhoz a légzés során.

Néhány faj nitrátokat használhat alternatív elektronakceptorként anaerob körülmények között. Ebben az esetben a baktériumok a nitrátokat molekuláris nitrogénré redukálják.

ID

Az összes Pseudomonas faj kataláz-pozitív. Ez az enzim bontja a hidrogén-peroxidot oxigénné és vízré. A legtöbb aerob baktérium előállítja ezt az enzimet.

A csoporton belül vannak pozitív és negatív oxidáz fajok. Ennek az enzimnek a jelenlétét hasznosnak tekintik a gram-negatív baktériumok azonosításában.

A legtöbb faj tartalékként glükóz-poliszacharidot halmoz fel. Néhány csoportban lehet azonban polihidroxi-butirát (PHB), amely a szén-asszimiláció polimer terméke.

pigmentek

A Pseudomonas különféle fajtái olyan pigmenteket állítanak elő, amelyeket taxonómiai szempontból fontosnak tartottak.

Ezek között különféle típusú fenazinok találhatók. Az ilyen típusú fajok közül a leggyakoribb a pyoacine kék pigment. Úgy gondolják, hogy ez a pigment hozzájárul a P. aeruginosa képességének növeléséhez a cisztás fibrózisban szenvedő betegek tüdejének gyarmatosításához.

Más fenazinok zöld vagy narancssárga pigmentációt nyújthatnak, amelyek nagyon hasznosak a nemzetség egyes fajtáinak azonosításában.

A Pseudomonas néhány csoportjának másik jellegzetes pigmente a pyoverdin. Ezek sárgászöld színűek és jellemzőek az úgynevezett fluoreszcens Pseudomonas-kra.

A Pyoverdinnek nagy fiziológiás jelentősége van, mivel sideroforként működik. Ez azt jelenti, hogy bezárhatja a nem elérhető vasat és feloldhatja azt kémiai formákba, amelyeket a baktériumok felhasználhatnak.

Filogenia és taxonómia

A Pseudomonas-t először 1894-ben írta le Walter Migula. A név etimológiája hamis egységet jelent. Jelenleg 180 fajt elismernek ebben a csoportban.

A nemzetség a Pseudomoneacae családban található, a Pseudomonales sorrendben. A faj a P. aeruginosa, amely a csoport egyik legismertebb faja.

A nemzet leírására elvileg alkalmazott jellemzők nagyon általánosak voltak, és megoszthatók a baktériumok más csoportjai között.

Később pontosabb karaktereket használták a nemek meghatározására. Ezek magukban foglalják: a DNS GC-tartalmát, a pigmentációt és a tartalék anyag típusát, többek között.

A 20. század 70-es éveiben Norberto Palleroni csoportspecialista és más kutatók együtt elvégezték a riboszomális RNS vizsgálatát. Megállapították, hogy a Pseudomonas öt különféle csoportra osztható az rRNS homológia alapján.

Pontosabb molekuláris technikák alkalmazásával megállapítottuk, hogy a Palleroni által létrehozott II – V csoportok megfelelnek más proteobaktériumok csoportjainak. Jelenleg csak az I. csoport felel meg a Psedomonas senso stricto követelményeknek.

Az ebbe a csoportba tartozó fajok többsége pyoverdin-t termel. Ennek a pigmentnek a bioszintézise és szekréciója segíthet megkülönböztetni a fajokat egymástól.

Csoportok

A multilocus szekvencia-elemzés alapján javasolták a Pseudomonas öt csoportra bontását:

P. fluorescens csoport: ez nagyon változatos és a fajok szaprofitok, jelen vannak a talajban, a vízben és a növények felületén. Sok faj elősegíti a növény növekedését.

P. syringae csoport: elsősorban fitopatogén fajokból áll. Több mint ötven kórokozót (különböző patogenitású baktériumtörzseket) elismernek.

P. putida csoport: e csoport fajai megtalálhatók a talajban, a különböző növények rizoszférájában és a vízben. Nagyon képesek az anyagok bontására.

P stutzeri csoport: ezek a baktériumok nagy jelentőséggel bírnak a tápanyag-ciklusban és nagy genetikai sokféleséggel rendelkeznek.

P csoport aeruginosa: ebben a csoportban vannak olyan fajok, amelyek különféle élőhelyeket foglalnak magukban, beleértve az emberi kórokozókat.

Ugyanakkor egy újabb molekuláris vizsgálatban azt javasolják, hogy a nemzetet tizenhárom csoportra bontják, amelyek kettőtől több mint hatvan fajtól állnak.

A legnagyobb csoport a P.é. fluorescens, amely magában foglalja a bioremediációs programokban széles körben alkalmazott fajokat. Egy másik érdekes faj ebben a csoportban a P. mandelii, amely Antarktiszon nő, és kimutatták, hogy nagyon rezisztens az antibiotikumokkal szemben.

Morfológia

A bacillák egyenesek vagy enyhén hajlottak, 0,5–1 μm széles és 1,5–5 µm hosszúak. Nem képesek polihidroxi-butirát-granulátumokat képezni és felhalmozódni alacsony nitrogéntartalmú tápközegben. Ez megkülönbözteti őket más aerob baktériumoktól.

A sejtburok a citoplazmatikus membránból, a sejtfalból és az utóbbi burkoló külső membránból áll.

A sejtfal jellemző a Gram-negatív baktériumokra, vékony és peptidoglikánból áll. A citoplazmatikus membrán elválasztja a citoplazmát a sejtburok többi komponensétől. Ezt egy lipid kettős réteg alkotja.

A külső membránt egy lipopoliszacharidnak nevezett lipid alkotja, amelynek szénhidrogénlánca van. Ez a membrán gátolja a molekulák, például az antibiotikumok áthaladását, amelyek károsíthatják a sejtet. Másrészt lehetővé teszi a baktériumok működéséhez szükséges tápanyagok átjutását.

A külső membrán azon képességét, hogy egyes anyagok átjuthassanak, mások nem, a porinok jelenléte adja. Ezek a membrán strukturális proteinjei.

csilló

A nembe tartozó flagella általában poláris helyzetben helyezkedik el, bár bizonyos esetekben szubpoláris lehet. A P. stutzeri és más fajok egyes törzseiben oldalirányú gömbölyöket figyelnek meg.

A lepkék számának taxonómiai jelentőséggel bír. Lehet egy flagellum (monoterikus) vagy több (multitrichous). Ugyanazon fajban a flagella száma változhat.

Néhány fajban a fimbriae jelenlétét (a fehérje függelék vékonyabb és rövidebb, mint a flagellum) megfigyelték, ami a citoplazmatikus membrán evaginációjának felel meg.

A P. aeruginosa esetében a fimbriae körülbelül 6 nm széles, visszahúzható és receptorként működik különféle bakteriofágokban (baktériumokat fertőző vírusok). A fimbriae hozzájárulhat a baktérium tapadásához a gazda hámsejtjeihez.

Életciklus

A Pseudomonas fajok, akárcsak az összes baktérium, bináris hasadással szaporodnak, az aszexuális szaporodás egyik típusa.

A bináris hasítás első fázisában a baktérium DNS-duplikációs folyamatba lép. Ezeknek egyetlen kör alakú kromoszómája van, amelyet a replikációs enzimek aktivitása kezd replikálni.

A replikált kromoszómák a sejt végei felé mennek, később egy septum képződik, és egy új sejtfal képződik, amely a két lánysejtet képezi.

A Pseudomonas fajokban a genetikai rekombináció különféle mechanizmusait figyelték meg. Ez garantálja a genetikai variabilitás előfordulását az aszexuális reproduktív szervezetekben.

Ezen mechanizmusok között szerepel a transzformáció (az exogén DNS-fragmensek baktériumokba léphetnek be). Mások a transzdukció (a DNS cseréje baktériumok között egy vírus által) és a konjunkció (a DNS átadása egy donor baktériumból a recipiensre).

A plazmidok

A plazmidok kicsi kör alakú DNS-molekulák, amelyek baktériumokban fordulnak elő. Ezeket elválasztják a kromoszómától, replikálódnak és egymástól függetlenül továbbadnak.

A Pseudomonas-ban a plazmidok különféle funkciókat látnak el, mint termékenységi tényezők és a különféle ágensekkel szembeni rezisztencia. Ezenkívül egyesek képesek a szokatlan szénforrások lebontására.

A plazmidok képesek rezisztenciát mutatni különféle antibiotikumokkal, például a gentamicinnel, a streptomycinnel és a tetraciklinel szemben. Másrészt, néhányuk ellenáll a különféle kémiai és fizikai tényezőknek, például az ultraibolya sugárzásnak.

Segíthetnek a különféle bakteriofágok működésének megakadályozásában. Hasonlóképpen, rezisztenciát adnak a bakteriiocinekkel szemben (toxinok, amelyeket a baktériumok termesztenek, hogy gátolják a hasonló növekedését).

Habitat

A Pseudomonas fajok különböző környezetekben fejlődhetnek ki. Megtaláltak mind a szárazföldi, mind a vízi ökoszisztémákban.

A nemzet kifejlődéséhez ideális hőmérséklet 28 ° C, de a fajok, mint például a P. psychrophila, -1 ° C és 45 ° C közötti hőmérsékleten is növekedhetnek, és a termotranánok 55 ° C hőmérsékleten képesek fejlődni.

A nemzetség egyik faja sem tolerálja a 4,5-nél alacsonyabb pH-t. Nitro-ammónium-ionokat nitrogénforrásként tartalmazó közegekben termeszthetnek. Szén- és energiaforrásként csak egy egyszerű szerves vegyületet igényelnek.

Legalább kilenc Pseudomonas fajt találtak növekvő Antarktiszon. Míg a P. syringae fajt összekapcsolták a vízkörrel, az esővízben, a hóban és a felhőkben jelen vannak.

betegségek

A Pseudomonas fajok különféle betegségeket okozhatnak mind növényekben, mind állatokban és emberekben.

Állatok és emberek betegségei

A nemhez tartozó fajok általában alacsony virulenciájúnak tekinthetők, mivel hajlamosak szaprofitra. Ezek oportunisztikus jellegűek és inkább betegséget okoznak olyan betegekben, akik alacsony a fertőzésállósággal. Ezek általában a húgyúti, légúti, sebek és vér jelenlétében vannak.

Az emberre a leginkább a P. aeruginosa tartozik. Oportunisztikus faj támad az immunszuppresszált betegeket, akik súlyos égési sérüléseket szenvedtek vagy kemoterápiában részesültek.

A P. aeruginosa elsősorban a légutakat támadja meg. Bronchiektázisban (hörgők tágulása) szenvedő betegekben nagy mennyiségű köpet képződik, és halálos is lehet.

A P. entomophila-t a Drosophila melanogaster (gyümölcslegy) kórokozójának találták. Lenyelve terjed, és megtámadja a rovar bélének hámsejtjeit, ami halált okozhat.

A P. plecoglossicida a kórokozó kórokozójaként található meg (Plecoglossus altivelis). A baktériumok vérzéses asciteset (folyadék felhalmozódása a peritoneális üregben) okoznak a halakban.

Növényi betegségek

A Pseudomonas fitopatogén fajai a betegségek nagy változatosságának okai. Ezek nekrotikus elváltozásokat vagy foltokat generálhatnak a szárakon, leveleken és gyümölcsökön. Epeket, puffadást és érrendszeri fertőzéseket is okozhatnak.

A P. syringae csoport elsősorban lombos szinten támad. Például a hagymában foltokat képezhetnek a hagyma levelein és rothadásán.

Az olajfában (Olea Europea) a P. savastanoi faj az olajfa tuberkulózisának kórokozója, amelyet a daganatok kialakulása jellemez. Ezek a daganatok főként a száron, a hajtáson, és néha a leveleken, gyümölcsökön és gyökereken alakulnak ki. Okozást okoznak, a növény méretének csökkenését és később elpusztulását okozzák.

Irodalom

1. Casado MC, Urbano N, R Díaz és A Díaz (2015) Olajfa tuberkulózis: különféle gombaölő szerek hatásainak in vitro vizsgálata a Pseudomonas savastonoi hat törzsére. Expoliva Symposium Proceedings, Jaén, Spanyolország, május 6–8.
2. Hesse C, F Schulz, C Bull, BT Shaffer, Q Yan, N Shapiro, A Hassan, N Varghese, L, Elbourne I Paulsen, N Kyrpides, T Woyke és J Loper (2018) A Pseudomonas spp. Genom alapú evolúciós története. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall és J Olivares-Pacheco (2018) Az Antarktiszon elkülönített Pseudomonas mandelii új, multiantibiotikumokkal szemben ellenálló, alginát hiperprodukciós törzsének fenotípusos és genotípusos jellemzése. Polar Biol., 41: 469-480.
4. D Luján (2014) Pseudomonas aeruginosa: veszélyes ellenfél. Acta Bioquím Clín. Latin Amerika. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto és H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., az ayu, Plecoglossus altivelis baktériumvérzéses ascitesének okozója. Nemzetközi folyóirat a szisztematikus és evolúciós mikrobiológiáról. 50: 83–89.
6. Palleroni NJ és M Doudoroff (1972) A Pseudomonas nemzetség egyes tulajdonságai és taxonómiai felosztásai. Annu. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. In: Whitman WB (szerkesztő) Bergey kézikönyve az Archaea és baktériumok szisztematikájához. John Wiley & Sons, Inc., a Bergey's Manual Trust-szal együtt.