PSEUDOMONAS: MGA KATANGIAN, MORPOLOHIYA, SIKLO SA BUHAY - BIOLOGY - 2025

Ang Pseudomonas ay isang genus ng bakterya sa pamilyang Pseudomonaceae. Ang unang paglalarawan ng mga microorganism na ito ay ginawa ng German mycologist na si Walter Migula noong 1894.

Ang mga bakteryang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging aerobic at Gram na negatibo. Ang mga ito ay tuwid na hugis-baras o may isang tiyak na kurbada. Ang mga ito ay mobile dahil sa pagkakaroon ng monotric flagella (isang flagellum) o multitricus (maraming flagella). Ang flagellum ay may posibilidad na nasa posisyon ng polar.

Larawan ng bakterya Pseudomonas aeruginosa. May-akda: Janice Haney Carr Mga Tagabigay ng Nilalaman ng Nilalaman: CDC / Janice Haney Carr, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons.

Karamihan sa mga species sa genus ay oxidase at positibo ang catalase. Ang isa pang katangian ng interes upang makilala ang pangkat ay ang nilalaman ng GC sa DNA na saklaw mula 58 - 72%.

Ang Pseudomonas ay hindi nagkakaroon ng mga istruktura ng paglaban, tulad ng mga spores. Hindi sila nagpapakita ng isang kapsula na nakapaligid sa dingding o mga extension nito at ang cytoplasm (prosteca), na nangyayari sa iba pang mga grupo ng bakterya.

Ang pag-aaral ng Pseudomonas ay higit na nalapitan ng Argentine microbiologist na si Norberto Palleroni. Ang panukalang ito ay iminungkahi na paghiwalayin ang genus sa limang pangkat batay sa rRNA homology.

Sa kasalukuyan tungkol sa 180 mga species na nahahati sa labing-tatlong iba't ibang mga grupo ay kinikilala. Ang ilan sa mga pangkat na ito ay kinikilala ng paggawa ng fluorescent pigment na kilala bilang pyoverdin.

Pangkalahatang katangian

Pamamahagi

Dahil sa mahusay na kakayahang lumago sa magkakaibang mga kapaligiran, ang genus ay may isang nakamamanghang pamamahagi ng ekolohiya at geographic. Natagpuan ang mga ito sa terrestrial at aquatic environment. Ang mga ito ay chemotrophic at madaling lumago sa media ng nutrisyon ng kultura ng nutrisyon.

Temperatura

Ang perpektong saklaw ng temperatura ay 25-30 ° C. Gayunpaman, natagpuan ang mga species na lumalaki sa temperatura sa ibaba zero at iba pa na higit sa 50 ° C.

Mga sakit

Kabilang sa mga species na bumubuo sa genus, mayroong ilang mga sanhi ng mga sakit sa mga hayop at tao. Katulad nito, maraming mga species ang mga pathogen ng halaman na nagdudulot ng tinatawag na malambot na mabulok.

Aplikasyon

Ang iba pang mga species ay maaaring maging kapaki-pakinabang, dahil napatunayan na pinasisigla nila ang paglago ng halaman at maaaring mailapat bilang mga pataba. Maaari rin nilang pababain ang mga xenobiotic compound (na hindi bahagi ng komposisyon ng mga nabubuhay na organismo).

Kabilang sa ilan sa mga xenobiotics na maaaring magpababa, mabango hydrocarbons, chlorates at nitrates. Ang mga katangian na ito ay gumagawa ng ilang mga species na kapaki-pakinabang sa mga programa ng bioremediation.

Paglamlam at paghinga

Ang mga species ng Pseudomonas ay negatibo sa Gram. Ang mga ito ay pangunahing aerobic, kaya ang oxygen ay ang pangwakas na receptor para sa mga electron sa paghinga.

Ang ilang mga species ay maaaring gumamit ng nitrates bilang mga alternatibong electron na tumatanggap sa ilalim ng anaerobic na kondisyon. Sa kasong ito, binabawasan ng bakterya ang nitrates sa molekular na nitrogen.

ID

Ang lahat ng mga species ng Pseudomonas ay positibo sa catalase. Ito ang enzyme na bumabagsak sa hydrogen peroxide sa oxygen at tubig. Karamihan sa aerobic bacteria ay gumagawa ng enzyme na ito.

Sa loob ng pangkat may mga positibo at negatibong species ng oxidase. Ang pagkakaroon ng enzyme na ito ay itinuturing na kapaki-pakinabang sa pagkilala ng Gram negatibong bakterya.

Karamihan sa mga species ay nagtitipon ng isang glucose polysaccharide bilang isang reserbang sangkap. Gayunpaman, ang ilang mga grupo ay maaaring magkaroon ng polyhydroxybutyrate (PHB), na isang polymer na produkto ng carbon assimilation.

Mga pigment

Ang iba't ibang mga species ng Pseudomonas ay gumagawa ng mga pigment na itinuturing na kahalagahan ng taxonomic.

Kabilang sa mga ito ay iba't ibang uri ng phenazines. Ang pinakakaraniwan sa ganitong uri ay ang asul na pyoacine ng asul. Ang pigment na ito ay pinaniniwalaan na nag-aambag sa pagtaas ng kakayahan ng P. aeruginosa na kolonahin ang mga baga ng mga pasyente na may cystic fibrosis.

Ang iba pang mga phenazines ay maaaring magbigay ng berde o orange na mga pigmentations, na kung saan ay lubhang kapaki-pakinabang sa pagkilala sa ilang mga species ng genus.

Ang isa pang katangian ng pigment ng ilang mga grupo ng Pseudomonas ay pyoverdin. Nagbibigay ang mga ito madilaw-dilaw na berde na kulay at pangkaraniwan sa tinatawag na fluorescent Pseudomonas.

Si Pyoverdin ay may malaking kahalagahan sa physiological dahil ito ay kumikilos bilang isang siderophore. Nangangahulugan ito na maaari nitong ma-trap ang hindi magagamit na bakal at matunaw ito sa mga kemikal na form na maaaring magamit ng bakterya.

Phylogeny at taxonomy

Una nang inilarawan si Pseudomonas noong 1894 ni Walter Migula. Ang etimolohiya ng pangalan ay nangangahulugang maling pagkakaisa. Sa kasalukuyan 180 species ay kinikilala sa pangkat na ito.

Ang genus ay matatagpuan sa Pseudomoneacae pamilya ng pagkakasunud-sunod ng Pseudomonales. Ang uri ng uri ay ang P. aeruginosa, na kung saan ay isa sa mga pinakakilalang kilala sa pangkat.

Ang mga katangian na ginamit sa prinsipyo upang ilarawan ang genus ay napaka pangkalahatan at maaaring ibinahagi ng iba pang mga pangkat ng bakterya.

Nang maglaon, mas tumpak na mga character ang nagsimulang magamit para sa kahulugan ng kasarian. Kasama dito: ang nilalaman ng GC sa DNA, pigmentation, at ang uri ng reserbang sangkap, bukod sa iba pa.

Noong ika-70 ng ika-20 siglo, ang dalubhasa sa pangkat na si Norberto Palleroni, kasama ang iba pang mga mananaliksik, ay nagsagawa ng isang pag-aaral ng ribosomal RNA. Natukoy nila na ang Pseudomonas ay maaaring mahiwalay sa limang magkakaibang pangkat batay sa homology ng rRNA.

Sa pamamagitan ng paggamit ng mas tumpak na mga diskarte sa molekular, napagpasyahan na ang mga pangkat II-V na itinatag ni Palleroni ay tumutugma sa ibang mga grupo ng Proteobacteria. Sa kasalukuyan ang pangkat lamang ako ay itinuturing na tumutugma sa Psedomonas senso stricto.

Karamihan sa mga species sa pangkat na ito ay gumagawa ng pyoverdin. Ang paraan ng pigment na ito ay biosynthesized at nakatago ay makakatulong upang makilala ang pagkakaiba-iba ng mga species mula sa bawat isa.

Mga Grupo sa

Batay sa pagsusuri ng pagkakasunod-sunod ng multilocus ay iminungkahi na ang Pseudomonas ay ihiwalay sa limang pangkat:

P. grupo ng fluorescens : ito ay napaka magkakaibang at ang mga species ay saprophytic, na naroroon sa lupa, tubig at halaman sa ibabaw. Maraming mga species ang nagtataguyod ng paglago ng halaman.

P. syringae group : ito ay binubuo pangunahin ng mga species na phytopathogenic. Mahigit sa limampung mga pathovars (mga strain ng bakterya na may iba't ibang antas ng pathogenicity) ay kinikilala.

P. putida group : ang mga species ng pangkat na ito ay matatagpuan sa lupa, ang rhizosphere ng iba't ibang mga halaman at sa tubig. Mayroon silang mataas na kakayahan upang masira ang mga sangkap.

P stutzeri group : ang mga bacteria na ito ay may kahalagahan sa ikot ng nutrisyon at may mataas na pagkakaiba-iba ng genetic.

Group P aeruginosa : sa pangkat na ito mayroong mga species na sumasakop sa iba't ibang mga tirahan, kabilang ang mga pathogens ng tao.

Gayunpaman, sa isang mas kamakailang pag-aaral na molekular ay iminungkahi na ang genus ay nahahati sa labing tatlong pangkat na binubuo ng dalawa hanggang higit sa animnapu't species.

Ang pinakamalaking grupo ay ni P. fluorescent, na kinabibilangan ng mga uri ng uri na malawakang ginagamit sa mga programang bioremediation. Ang isa pang species ng interes sa pangkat na ito ay P. mandelii, na lumalaki sa Antarctica at ipinakita na lubos na lumalaban sa mga antibiotics.

Morpolohiya

Ang Bacilli ay diretso sa bahagyang hubog, 0.5 - 1 µm malawak x 1.5 -5 µm ang haba. Hindi nila magagawang mabuo at makaipon ng mga polyhydroxybutyrate na mga butil sa mababang media ng kultura ng nitrogen. Nagkaiba ito ng mga ito mula sa iba pang mga aerobic bacteria.

Ang cell sobre ay binubuo ng cytoplasmic membrane, ang cell wall at ang panlabas na lamad na sumasaklaw sa huli.

Ang cell wall ay tipikal ng Gram negatibong bakterya, pagiging manipis at binubuo ng peptidoglycan. Ang cytoplasmic membrane ay naghihiwalay sa cytoplasm mula sa iba pang mga sangkap ng envelope ng cell. Ito ay nabuo ng isang lipid bilayer.

Ang panlabas na lamad ay binubuo ng isang lipid na tinatawag na lipopolysaccharide na mayroong mga kadena ng hydrocarbon. Ang lamad na ito ay isang hadlang laban sa pagpasa ng mga molekula tulad ng mga antibiotics na maaaring magdulot ng pinsala sa cell. Sa kabilang banda, pinapayagan nito ang pagpasa ng mga nutrisyon na kinakailangan para gumana ang bakterya.

Ang kapasidad ng panlabas na lamad upang hayaang pumasa ang ilang mga sangkap at ang iba ay hindi, ay ibinibigay ng pagkakaroon ng mga porins. Ang mga ito ay mga protina ng istruktura ng lamad.

Flagella

Ang flagella sa genus ay karaniwang matatagpuan sa isang polar na posisyon bagaman sa ilang mga kaso maaari itong maging sub-polar. Ang mga lateral flagella ay sinusunod sa ilang mga strain ng P. stutzeri at iba pang mga species.

Ang bilang ng flagella ay may kahalagahan ng taxonomic. Maaaring mayroong isang flagellum (monoteric) o ilang (multitrichous). Sa parehong species ay maaaring mag-iba ang bilang ng mga flagella.

Sa ilang mga species, ang pagkakaroon ng fimbriae (protina ng apendiks na mas payat at mas maikli kaysa sa isang flagellum) ay napansin, na naaayon sa mga pagpapakita ng cytoplasmic membrane.

Sa P. aeruginosa ang fimbriae ay humigit-kumulang na 6 nm ang lapad, maaaring iurong, at kumilos bilang mga receptor para sa iba't ibang mga bakterya (mga virus na nakakahawa ng bakterya). Ang fimbriae ay maaaring mag-ambag sa pagdikit ng bakterya sa mga epithelial cells ng host nito.

Lifecycle

Ang mga species ng Pseudomonas, tulad ng lahat ng bakterya, ay nagparami sa pamamagitan ng binary fission, isang uri ng pag-aanak na walang karanasan.

Sa unang yugto ng binary fission, ang bakterya ay pumapasok sa isang proseso ng pagkopya ng DNA. Ang mga ito ay may isang solong pabilog na kromosoma na nagsisimula na kinopya ng aktibidad ng mga replication enzymes.

Ang mga replicated chromosome ay patungo sa mga dulo ng cell, kalaunan ang isang septum ay nabuo at isang bagong cell wall ang nagmula upang mabuo ang dalawang mga anak na babae na selula.

Ang iba't ibang mga mekanismo ng pag-recombinasyon ng genetic ay na-obserbahan sa mga species ng Pseudomonas. Ginagarantiyahan nito ang paglitaw ng genetic variable sa mga asexual reproductive organism.

Kabilang sa mga mekanismong ito ay ang pagbabagong-anyo (ang mga fragment ng exogenous na DNA ay maaaring makapasok sa bakterya). Ang iba ay transduction (pagpapalitan ng DNA sa pagitan ng bakterya sa pamamagitan ng isang virus) at pagsasama (paglilipat ng DNA mula sa isang donor bacterium sa isang tatanggap).

Plasmids

Ang mga plasmids ay maliit na pabilog na molekula ng DNA na nangyayari sa bakterya. Ang mga ito ay pinaghiwalay mula sa chromosome at magtiklop at magpadala nang nakapag-iisa.

Sa Pseudomonas, natutupad ng mga plasmids ang iba't ibang mga pag-andar bilang mga kadahilanan ng pagkamayabong at paglaban sa iba't ibang mga ahente. Bilang karagdagan, ang ilan ay nagbibigay ng kakayahang tanggalin ang hindi pangkaraniwang mga mapagkukunan ng carbon.

Ang plasmids ay maaaring magbigay ng pagtutol sa iba't ibang mga antibiotics tulad ng gentamicin, streptomycin, at tetracycline, bukod sa iba pa. Sa kabilang banda, ang ilan ay lumalaban sa iba't ibang mga kemikal at pisikal na ahente tulad ng radiation ng ultraviolet.

Maaari rin silang makatulong na maiwasan ang pagkilos ng iba't ibang mga bacteriophage. Gayundin, nagbibigay sila ng pagtutol laban sa mga bacteriocins (mga toxin na ginawa ng bakterya upang mapigilan ang paglaki ng mga katulad).

Habitat

Ang mga species ng Pseudomonas ay maaaring bumuo sa iba't ibang mga kapaligiran. Natagpuan sila sa parehong terrestrial at aquatic ecosystem.

Ang mainam na temperatura para sa pagbuo ng genus ay 28 ° C, ngunit ang mga species tulad ng P. psychrophila ay maaaring lumaki sa isang hanay ng -1 ° C hanggang 45 ° CP thermotolerans ay may kakayahang umunlad sa temperatura na 55 ° C.

Wala sa mga species ng genus ang pumapayag sa isang pH mas mababa kaysa sa 4.5. Maaari silang lumaki sa media na naglalaman ng mga ion ng nitrate na nitrate bilang isang mapagkukunan ng nitrogen. Nangangailangan lamang sila ng isang simpleng organikong compound bilang isang mapagkukunan ng carbon at enerhiya.

Hindi bababa sa siyam na species ng Pseudomonas ang natagpuan na lumalaki sa Antarctica. Habang ang mga species P. syringae ay nauugnay sa siklo ng tubig, na naroroon sa tubig-ulan, niyebe at mga ulap.

Mga sakit

Ang mga species ng Pseudomonas ay maaaring maging sanhi ng iba't ibang mga sakit sa parehong mga halaman at hayop at tao.

Mga sakit sa mga hayop at tao

Ang mga species ng genus ay karaniwang itinuturing na may mababang birtud, dahil may posibilidad silang saprophytic. Ang mga ito ay oportunista at may posibilidad na magdulot ng sakit sa mga pasyente na may mababang pagtutol sa impeksyon. Karaniwan silang naroroon sa urinary tract, respiratory tract, sugat, at dugo.

Ang mga species na pinaka nakakaapekto sa mga tao ay P. aeruginosa. Ito ay isang oportunistang species na umaatake sa mga pasyente na immunosuppressed, na nakaranas ng matinding pagkasunog o sumasailalim sa chemotherapy.

Pangunahin ang pag-atake ng P. aeruginosa sa respiratory tract. Sa mga pasyente na may bronchiectasis (pagluwang ng bronchi) bumubuo ito ng isang mataas na halaga ng plema at maaaring nakamamatay.

Ang P. entomophila ay natagpuan na isang pathogen ng Drosophila melanogaster (fly fly). Ito ay kumakalat sa pamamagitan ng paglunok at pag-atake ng epithelial cells ng bituka ng insekto, na maaaring magdulot ng kamatayan.

Ang P. plecoglossicida ay natagpuan bilang isang pathogen ng magandang isda (Plecoglossus altivelis). Ang bakterya ay nagdudulot ng hemorrhagic ascites (akumulasyon ng likido sa peritoneal na lukab) sa mga isda.

Mga sakit sa halaman

Ang phytopathogenic species ng Pseudomonas ang sanhi ng isang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga sakit. Maaari itong makabuo ng mga necrotic lesyon o mga spot sa mga tangkay, dahon at prutas. Maaari rin silang maging sanhi ng mga galls, putrefaction at vascular impeksyon.

Ang grupong P. syringae ay pangunahin sa antas ng foliar. Halimbawa, sa sibuyas maaari silang makagawa ng mga spot sa mga dahon at mabulok ng bombilya.

Sa punong olibo (Olea Europea) ang species P. savastanoi ay ang sanhi ng ahente ng tuberculosis ng puno ng oliba, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bukol. Ang mga bukol na ito ay pangunahing nabubuo sa mga tangkay, mga sanga, at kung minsan sa mga dahon, prutas, at mga ugat. Nagdudulot sila ng defoliation, isang pagbawas sa laki ng halaman at pagkamatay nito.

Mga Sanggunian

1. Casado MC, Urbano N, R Díaz at A Díaz (2015) Olive tree tuberculosis: sa pag-aaral ng vitro ng epekto ng iba't ibang mga fungicides sa anim na mga galaw ng Pseudomonas savastonoi. Mga Proceeding ng Expoliva Symposium, Jaén, Spain, Mayo 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 at J Loper (2018) Kasaysayan ng ebolusyon na batay sa kasaysayan ng Pseudomonas spp. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall at J Olivares-Pacheco (2018) Ang phenotypic at genotypic characterization ng isang nobelang multantibiotic-resistant, alginate hyperproducing strain ng Pseudomonas mandelii na nakahiwalay sa Antarctica. Polar Biol. 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: isang mapanganib na kalaban. Acta Bioquím Clín. Latin America. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto at H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., ang sanhi ng ahente ng bacterial haemorrhagic ascites ng ayu, Plecoglossus altivelis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50: 83–89.
6. Palleroni NJ at M Doudoroff (1972) Ang ilang mga pag-aari at sub-dibisyon ng taxonomic ng genus Pseudomonas. Annu. Rev. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Sa: Whitman WB (editor) Manwal ng Sistema ng Sistema ng Archaea at Bakterya ni Bergey. John Wiley & Sons, Inc., na may kaugnayan sa Manwal na Tiwala sa Bergey.