BACILLUS: MGA KATANGIAN, PAG-AANAK, NUTRISYON, SAKIT - BIOLOGY - 2025

Ang Bacillus ay isang genus ng bakterya sa Firmicutes division na nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging spore-form sa ilalim ng mga kondisyon ng aerobic. Ang mga ito ay hugis-baras at sa pangkalahatan ay positibo ang Gram (bagaman ang ilan ay variable ng Gram), na may mga kolonya na nagpapakita ng mga organismo na namantsahan ng rosas at iba pa na namantsahan ng lila.

Sa mga kasong ito, natagpuan ng mga mananaliksik na ang bilang ng mga organismo na tumutugon habang ang mga negatibong pagtaas ng Gram sa edad ng kolonya dahil sa isang pagbawas sa kapal ng layer ng petidoglycan.

Bacillus flexus. Kinuha at na-edit mula kay: Dr. Sahay.

Ang bakterya ng genus na ito ay maaaring mahigpit na aerobic o facultative anaerobic. Karamihan ay mobile dahil sa pagkakaroon ng flagella, gayunpaman, mayroon ding mga kinatawan na hindi mobile. Maaari silang matagpuan sa halos anumang kapaligiran sa mundo, kasama na ang matinding mga kapaligiran, mula sa matataas na kataasan hanggang sa seabed.

Ang genus ay ginamit noong 1835 ni Christian Gottfried Ehrenberg upang tukuyin ang mga bakteryang hugis na baras, ngunit kalaunan ay naisaayos din ni Ferdinand Cohn at ginamit upang pangkatin ang spore-form bacilli sa ilalim ng aerobic, Gram-positive, at facultative aerobic o anaerobic na kondisyon.

Ang ilang mga species ay medikal na interes dahil maaari silang maging sanhi ng mga sakit tulad ng anthrax (Bacillus anthracis) o mga sakit na dala ng pagkain (Bacillus cereus). Ang iba ay ginagamit upang makakuha ng antibiotics, enzymes, bilang probiotics o sa proseso ng pagbuburo at sa agrikultura.

Pangkalahatang katangian

Ang pangunahing pagtukoy ng katangian ng genus ay ang kakayahang makagawa ng mga endospores sa ilalim ng mga kondisyon ng aerobic. Ang mga spores na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahang pigilan ang mataas na temperatura, desiccation, pagkilos ng mga disimpektante, at kahit na radiation.

Ang cell wall ay binubuo ng maraming mga layer ng peptidoglycans na magkakaugnay, na bumubuo ng isang malakas na scaffold na nagpapanatili ng hugis ng cell at naglalaman ng teichoic at lipotheichoic acid.

Ang mga ito ay hugis-baras, tuwid, o bahagyang hubog at matatagpuan nang paisa-isa, nang pares, at paminsan-minsan sa mga tanikala. Ang karamihan sa mga ito ay mobile dahil sa pagkakaroon ng peritrichous flagella, iyon ay, proyekto nila sa lahat ng direksyon. Gayunpaman, kulang ang flagella ng Bacillus.

Karamihan sa mga bakterya ng genus na ito ay Gram positibo, gayunpaman, ang ilan ay variable ng Gram, iyon ay, maaari silang mantsang rosas o lila. Ito ay dahil ang peptidoglycan layer ay maaaring maging hindi gaanong makapal at kumplikado tulad ng edad ng bakterya, na hindi mapanatili ang crystal violet kapag ginagamot sa alkohol.

Ang mga ito ay nasa mga ubiquitous at napaka-lumalaban na mga organismo, na may mga species na may kakayahang mapaglabanan ang napakataas na temperatura (thermophilic) o napakababa (psychrophilic), mayroon ding mga species na maaaring magparaya sa sobrang acidic o napaka alkaline na kapaligiran para sa iba pang mga species.

Ang ilang mga species ay mahigpit na aerobic, hindi makaligtas sa anoxic na kondisyon, habang ang iba pang mga species ay facultative anaerobic.

Morpolohiya

Ang bakterya ng Bacillus ay maaaring hugis-rod, tuwid o bahagyang hubog, sa pangkalahatan ay may isang bilog na dulo, kahit na ang ilang mga cell ay inilarawan bilang parisukat (hal., Bacillus cereus).

Ang mga selula ay may diameter na nag-iiba mula 0.4 hanggang 1.8 microns at isang haba ng 0.9 hanggang 10.0 microns. Ang mga sukat ng mga cell sa loob ng bawat species at sa loob ng bawat pilay ay may posibilidad na magkaroon ng kaunting pagkakaiba-iba.

Ang mga cell ay nagaganap nang isa-isa at sa mga pares, ang ilan sa mga tanikala at paminsan-minsan sa mahabang filament. Nakasalalay sa mga species, pilay, at mga kondisyon ng kultura, ang mga cell ng anak na babae ay maaaring magkahiwalay.

Sa gayon ang kultura ay lilitaw na binubuo ng mga indibidwal na selula at mga pares ng naghahati ng mga cell kapag tiningnan ng phase contrast microscopy. Sa iba pang mga kaso, ang mga anak na babae cell ay maaaring manatiling naka-attach sa bawat isa, sa gayon ay nagpapakita ng mga kadena ng mga cell.

Ang morphology ng spores ay isang katangian ng taxonomic, kahit na ang ilang pagkakaiba-iba ay maaaring umiiral sa loob ng mga partikular na mga galaw. Ang pinakakaraniwang spores ay ellipsoidal o hugis-itlog, ngunit ang mga hugis ay mula sa cylindrical hanggang ellipsoidal, spherical, o hindi regular na hugis na nakapagpapaalaala sa isang bato o saging.

Taxonomy at pag-uuri

Taxonomically, ang genus Bacillus ay matatagpuan sa Phylum Firmicutes, Class Bacilli, Order Bacillales, Family Bacillacea. Ang genus na ito ay ginamit ni Christian Gottfried Ehrenberg noong 1835 sa mga bakteryang hugis na baras.

Pagkatapos Ferdinand Cohn, noong 1872, muling tukuyin ang pangkat bilang mga spore-form, heat-resistant, Gram-positibo, at facultative aerobic o anaerobic bacteria. Ang uri ng species ng genus ay Bacillus subtilis.

Natukoy ng mga mananaliksik noong 1991 na ang genus na Bacillus, tulad ng itinuring na hanggang ngayon, ay polyphyletic. Samakatuwid, nagsagawa sila ng isang muling pagsasaayos ng Bacillus sensu lato group, kung saan nakuha ang limang bagong genera.

Ang genus ay nahahati sa dalawang pangkat, sa isang banda ang pangkat ng B. subtilis at mga kaugnay na species, habang sa kabilang linya ay mayroong pangkat ng B. cereus. Ang una sa isang grupo ng mga organismo na mas mababa sa 1 μm ang lapad, hindi namamaga sporangium, at mga ellipsoidal spores.

Ang pangalawang pangkat, sa kabilang banda, ay naglalaman ng mga species na higit sa 1 μm ang lapad, na may isang hindi namamaga sporangium at elpsoidal spores.

Saan sila nahanap?

Ang bakterya ng Bacillus ay nakahiwalay sa karamihan sa mga lupa, tubig, pagkain, at mga klinikal na halimbawa. Ngunit natagpuan din sila sa mga hindi pangkaraniwang mga kapaligiran, tulad ng mga sediment ng karagatan libu-libong metro sa ilalim ng antas ng dagat at sa mga stratospheric air sample, sa acidic geothermal pool, sa lubos na alkalina na tubig sa lupa, at sa mga terminal ng hypersaline lawa.

Ang iba ay natuklasan sa mga niches na gawa ng tao, mula sa mga libingan ng Mexico at naglabas ng mga pinturang Romano ng pader, hanggang sa mga ultra-malinis na silid sa mga pasilidad ng spacecraft.

Ang mga halaman ay isang masaganang mapagkukunan din ng mga bagong species ng Bacillus, ilang endophytic at iba pa na nauugnay sa rhizosphere.

Pagpaparami

Ang bakterya ng genus Bacillus ay may dalawang anyo ng pag-aanak na likas: binary fission at sporulation.

Binibigyan ng fission

Ang binibigyan ng fission ay isang uri ng pag-aanak na nangyayari kapag ang bakterya ay nasa isang kanais-nais na kapaligiran para sa pag-unlad nito at pinapayagan ang paglaki. Binary fission ay nagsasangkot ng mitotic division na nagreresulta sa dalawang magkaparehong mga selula ng anak na babae.

Kultura ng bacillus subtilis. Kinuha at na-edit mula sa: Isang pagdududa.

Ang pagpaparami ng sporulation

Ang pangalawang uri na ito ay kilala rin para sa pagbuo ng spore. Lumilitaw kapag mayroong ilang uri ng stress sa kolonya. Sa panahon ng sporulation, ang pagkahati ng asymmetric cell ay nangyayari, na nagreresulta sa pagbuo ng isang mas malaking cell (stem cell) at isang mas maliit na cell (prespore).

Ang prespore ay nakapaloob sa pamamagitan ng stem cell at sakop ng maraming mga proteksiyon na layer, na bumubuo ng pagkawala ng tubig at pinapayagan ang kapanahunan nito. Pagkatapos nito, ang lysis ng stem cell ay nangyayari at ang pagpapakawala ng endospore, na maaaring manatiling nakakahilo hanggang ang mga kanais-nais na kondisyon ay muling maitatag.

Ang endospore na ito, tulad ng nabanggit na bago, ay lumalaban sa matinding temperatura, desiccation, ang pagkilos ng mga detergents at radiation, at ang pangunahing sanhi ng paglaban ng mga bakteryang ito at ang kanilang kakayahang kolonahin ang anumang kapaligiran.

Nutrisyon

Karamihan sa mga bakterya ng genus Bacillus ay natagpuan na naninirahan sa lupa at ang kanilang nutrisyon ay saprophytic, iyon ay, pinapakain nila ang nabubulok na organikong bagay.

Ang iba pang mga species ay bumubuo ng bakterya na flora ng mga hayop. Sa mga kasong ito, nagtatatag sila ng isang simbolong simbolo na kung saan sinamantala nila ang pagkain na pinamumunuan ng kanilang host at gumawa ng mga enzyme na makakatulong sa pagtunaw ng mga pagkaing ito.

Sa wakas, ang ilang mga species ay maaaring kumilos bilang mga oportunistang parasito, nang direkta sa pagpapakain sa kanilang host.

Mga sakit

Karamihan sa mga species ng Bacillus ay di-pathogen at bihirang magkakaugnay sa sakit sa mga tao o iba pang mga hayop. Ang Anthrax ay ang kilalang kondisyon na sanhi ng ganitong uri ng bakterya, bagaman ang pagkalason sa pagkain at mga oportunistikong impeksyon na dulot ng Bacillus cereus ay pangkaraniwan din.

Anthrax o anthrax

Ang sakit na ito ay lubos na nakakahawa at sanhi ng bacterium Bacillus anthracis. Maaari itong makaapekto sa iba't ibang mga bahagi ng katawan at ang pathogenicity nito ay nakasalalay sa apektadong tisyu, ang anyo ng impeksyon at ang oras na kinakailangan mula sa impeksyon upang simulan ang paggamot.

Ang Bacillus anthracis culture, pilay na nakolekta sa Kaimedo, Tokyo, Japan, site ng insidente ng bioterrorism noong 1993. Kinuha at na-edit mula sa: Mga Sentro para sa Control sa Sakit, Estados Unidos.

Ang pinaka agresibo na anyo ng sakit ay pulmonary anthrax, na may mataas na rate ng namamatay. Maaari rin itong atake sa balat (cutaneous anthrax) o ang sistema ng pagtunaw. Maaaring atakehin ng Anthrax ang anumang hayop na may mainit na dugo, kabilang ang tao.

Ang mga bangkay ng mga hayop na pinatay ng sakit, pati na rin ang lupa na kontaminado ng mga feces, o dugo ng mga nahawaang hayop ay bumubuo ng mga reservoir ng sakit.

Fried rice syndrome

Ito ay isang hemetic syndrome na lilitaw pangunahin dahil sa pagkonsumo ng hindi magandang pamamahala ng bigas, bagaman maaari rin itong mangyari dahil sa pagkonsumo ng mga produktong pagawaan ng gatas at iba pang mga pagkain. Ang causative agent ay ang bacterium Bacillus cereus.

Ang sindrom na ito ay nailalarawan sa pagkakaroon ng pagduduwal at pagsusuka, na lumilitaw ng 1 hanggang 5 oras pagkatapos ng ingestion ng kontaminadong pagkain. Maaaring mangyari din ang mga cramp ng tiyan, ngunit bihira ang pagtatae.

Ito ay isang sakit na limitado sa sarili na sa pangkalahatan ay tumatagal ng hindi hihigit sa 48 oras, kung saan mahalaga na maiwasan ang pag-aalis ng tubig, magpahinga, at maiwasan ang pag-inom ng pagawaan ng gatas habang nagpapatuloy ang mga sintomas ng sindrom.

Endophthalmitis

Ang Endophthalmitis ay isang impeksyon sa mata dahil sa iba't ibang mga pathogen organismo. Ang nagpapasiklab na tugon ng nahawaang organ ay maaaring maging sanhi ng trauma sa parehong mata.

Ang iba't ibang mga species ng bakterya ay nauugnay sa sakit na ito, ang isa sa mga pinaka-may-katuturan ay ang Bacillus cereus, na ang mga impeksyon ay nagdudulot ng mga sugat na may nakalaang mga pagbabala.

Ang paggamot sa sakit ay binubuo ng pangangasiwa ng clindamycin o vancomycin sa pasyente, inirerekomenda din ang dexamethasone. Minsan ang sakit ay maaaring ikompromiso ang paningin. Sa mga kasong ito, inirerekomenda ang pag-alis ng operasyon ng vitreous humor.

Iba pang mga sakit

Ang bakterya ng Bacillus ay nauugnay sa iba't ibang mga sakit na pangunahing nakakaapekto sa mga taong may nakompromiso na immune system. Kasama sa mga sakit na ito ang endocarditis, bakterya, balat at impeksyon sa musculoskeletal, pati na rin ang keratitis.

Ang Bacillus megaterium species, isa sa pinakamalaking species ng bakterya, ay maaaring maging sanhi ng mga abscesses ng utak.

Bacillus megatierium. Kinuha at na-edit mula sa: Alexastely.

Aplikasyon

Probiotics

Ayon sa World Health Organization, ang mga probiotics ay mga live microorganism na nagdudulot ng kapaki-pakinabang na epekto sa kalusugan ng mga tao o hayop na kumokonsumo sa kanila ng sapat na halaga sa kanilang diyeta.

Ang ilang mga species ng Bacillus ay ginagamit bilang probiotics, kabilang ang B. coagulans. Kabilang sa mga pakinabang ng pagkain ng bacterium na ito, iminungkahi ng mga mananaliksik na mapawi ang mga sintomas ng magagalitin na bituka sindrom. Pinapawi din nito ang mga sintomas ng rheumatoid arthritis at flatulence.

Ang isa pang miyembro ng genus na gumamit bilang isang probiotic ay si B. subtilis. Kabilang sa mga pakinabang ng organismo na ito bilang isang probiotic ay ang kaluwagan ng mga pamamaga ng bituka at impeksyon sa urogenital at pagtigil sa pagtatae.

Ang mga spores ng bacterium na ito, para sa kanilang bahagi, ay kumikilos laban sa oxidative stress na dulot ng keratinocyitis.

Biological controller

Ang bakterya ng genus Bacillus ay gumagawa ng iba't ibang mga sangkap na may mga katangian ng antibiotic na pumipigil sa paglaki ng mga phytopathogenic na organismo, tulad ng non-ribosomal cyclic lipopeptides at δ-endotoxins. Ginagamit din ito sa industriya ng parmasyutiko upang makakuha ng mga antibiotics laban sa mga pathogens ng tao.

Humigit-kumulang na 75% ng mga biopesticides na na-komersyal sa buong mundo ay ginawa batay sa Bacillus thuringiensis. Ang iba pang mga species, tulad ng B. subtilis, B. pumilus at B. amyloliquefaciens ay ginagamit din sa komersyo, pangunahin para sa paggawa ng fungicides.

Iba pang mga gamit

Gumagamit din ang industriya ng bakterya ng genus Bacillus din para sa komersyal na produksiyon ng mga enzymes at para sa paggawa ng mga detergents. Bilang karagdagan, ang mga ito ay kabilang sa mga pinaka-malawak na ginagamit na microorganism sa microbiology, molekular na biology, o genetic engineering Studies, bukod sa iba pa.

Lifecycle

Sa ilalim ng sapat na mga kondisyon ng nutrisyon, temperatura, pH, komposisyon sa atmospera, bukod sa iba pa, ang mga cell ng Bacillus ay lumalaki at nahahati sa pamamagitan ng binary fission, isang form ng asexual na pagpaparami na binubuo ng duplication ng DNA, na sinundan ng paghati sa cytoplasm ng isang septum divider na tumatawid sa gitna ng cell, na nagbibigay ng pagtaas sa dalawang mga anak na babae.

Mga salungat na kondisyon

Gayunpaman, kapag ang mga kondisyon ng kapaligiran ay masamang, ang mga vegetative cell ay bumubuo ng mga endospores, na kung saan ay mga cellular na istruktura na hindi naglalaman ng ATP at may labis na likas na metabolismo, na nagbibigay ng pagtutol.

Ang mga endospores form sa dulo ng exponential phase ng paglaki. Maraming iba pang mga kadahilanan ang nakakaalam na nakakaapekto sa pagbuo ng mga endospores, tulad ng temperatura ng paglago, pH sa kapaligiran, pag-average, ang pagkakaroon ng ilang mga mineral at mapagkukunan ng carbon, nitrogen at posporus at kanilang konsentrasyon. Ang isa pang impluwensya ay ang density ng populasyon.

Mga hakbang na dormant spores-vegetative cells

Ang pag-convert ng mga dormant spores sa mga vegetative cells ay nagsasangkot ng tatlong mga hakbang: pag-activate, pagtubo, at paglaki. Ang hindi aktibo ay nasira sa pamamagitan ng kanais-nais na mga pagbabago sa temperatura o sa pamamagitan ng pag-iipon ng mga cell.

Gayunpaman, maraming mga species ay hindi nangangailangan ng naturang pag-activate. Kapag nag-iiwan ng dormancy, kung ang spore ay nakatagpo ng naaangkop na mga kondisyon sa kapaligiran, ang pagtubo ay na-trigger, sa pamamagitan ng pagkawala ng refractance, isang mabilis na hydrolyzing ng cortex at ang pagkasira ng maliit na natutunaw na mga protina ng acid na nagbibigay ito ng pagtutol sa mga ahente. kemikal at radiation.

Ang protoplast ng germinated spores na malinaw na nagbubuhos dahil sa pag-aalsa ng tubig, ang biosynthesis ay muling ipinagpapatuloy, at isang bagong vegetative cell ang lumitaw mula sa layer ng rotam spore, na nagbibigay ng isang bagong panahon ng pag-aanak ng vegetative.

Itinatampok na mga species

Bacillus Cereus

Ang species na ito ay isang positibong bakterya ng Gram na karaniwang matatagpuan sa mga soils, tubig at pagkain sa lahat ng mapagtimpi na mga zone ng mundo. Ito ay isang facultative anaerobic species na maaaring ilipat sa pamamagitan ng pagkilos ng peritrichous flagella.

Ang bakterya na ito ay isa sa mga pangunahing salarin para sa mga sakit na dala ng pagkain, na may posibilidad ng emetic syndrome o nakakalason na nakakahawang sindrom. Ang Bacillus cereus ay maaari ring maging sanhi ng iba't ibang mga di-gastrointestinal na sakit, tulad ng endocarditis, bacteremia, endophthalmitis o talamak na impeksyon sa balat sa iba pa.

Dahil sa katotohanan na mayroon itong masyadong lumalaban na mga endospores, ang pag-aalis nito ay hindi nakamit sa pagluluto, at hindi rin tinanggal ang pagyeyelo, ngunit pinipigilan ng huli ang paglaki nito, kaya ipinapayong gamitin ang mga temperatura sa ibaba 6 ° C kung ang pagkain ay maiimbak para sa mahabang panahon.

Bacillus anthracis

Ito ay isang species ng genus na nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging hindi kumikilos dahil sa kawalan ng flagella, taliwas sa nangyayari sa natitirang bahagi ng mga kinatawan ng genus. Ito ay Gram positibo at facultative anaerobic.

Ang bacterium na ito ay may pananagutan para sa anthrax at ang pathogenicity nito ay nakasalalay sa dalawang kadahilanan ng virulence, isang capsular polypeptide na tinatawag na Substance P at isang protina na exotoxin na tinatawag na Factor B.

Mayroong maraming mga strain ng bacterium na ito, na ang birtud ay nag-iiba sa pagitan nila. Ang pinaka-birtud na mga strain ay ginamit bilang mga biological na armas.

Bacillus subtilis

Gram positibo at catalase positibong bakterya na naninirahan sa lupa. Ito ay hugis-baras na may bilugan na mga gilid at 2-3 microns ang haba ng 1 micron ang lapad. Ang bakterya na ito ay halos eksklusibo aerobic, ngunit maaaring mabuhay sa anoxic na mga kapaligiran.

Itinuturing na ligtas para sa mga tao, ngunit may mga nakahiwalay na kaso ng pagkalasing mula sa pagkain na kontaminado sa species na ito. Sa mga kasong ito, ang mga sintomas ay katulad ng pagkalason sa Bacillus cereus.

Ito ay isa sa mga pinaka-pinag-aralan na species ng bakterya at itinuturing ng mga mananaliksik na ito ay ang Gram positibong bersyon ng Escherichia coli. Ito ay itinuturing din bilang isang organismo ng modelo para sa mga pag-aaral sa laboratoryo, lalo na sa mga pag-aaral ng genetic na pagmamanipula.

Ang Bacillus subtilis ay gumagawa ng bactricin, isang bactericidal antibiotic na epektibo sa pagpapagamot ng Gram na positibong bakterya, tulad ng Staphylococcus aureus. Gumagawa din ito ng mga bioactive compound na may antifungal na aktibidad at mga sangkap na ginagamit sa paggawa ng mga detergents.

Bacillus thuringiensis

Gram positibong bacillus na naninirahan sa lupa, mga ibabaw ng halaman at sa mga bituka ng mga uod ng iba't ibang mga species ng butterflies at moths. Ito ay nailalarawan dahil sa panahon ng proseso ng sporulation ay gumagawa sila ng mga kristal na protina na nagtataglay ng mga katangian ng insekto.

Salamat sa mga kristal na ito, na kilala bilang δ endotoxins, Bacillus thuringensis spores at mga crystal ng protina ay ginamit bilang biopesticides nang higit sa 100 taon.

Ipinakilala ng mga mananaliksik ang genetic na impormasyon ng halaman na ito, sa pamamagitan ng genetic engineering, sa iba't ibang mga species ng halaman, tulad ng patatas, koton o mais, upang ang mga halaman ay gumawa ng mga sangkap na may mga insekto na insekto.

Mga Sanggunian

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearshall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiology. 2nd Edition. Holt, Rinehart & Winston.
2. S. Hogg (2005). Mahalagang microbiology. John Wiley & Sons, LTD.
3. C. Lyre. Bacillus cereus: mga katangian, morpolohiya, tirahan, sintomas ng contagion, paggamot. Nabawi mula sa: lifeder.com.
4. B. López. Bacillus subtilis: mga katangian, morpolohiya, sakit. Nabawi mula sa: lifeder.com.
5. D. Fritz (2004). Taxonomy ng Genus Bacillus at Kaugnay na Genera: Ang Aerobic Endospore-Forming Bacteria. Phytopatoly
6. PCB Turnbull (1996). Kabanata 15. Bacillus. Sa: Baron S, editor. Medikal Microbiology. Ika-4 na edisyon. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch sa Galveston.
7. Bacillus. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org