Γενικά χαρακτηριστικά του Bacillus, ταξινόμηση, μορφολογία, φυλογενία

Bacillus είναι ένα γένος βακτηρίων που ανήκουν στην τάξη Bacillales, τάξη Bacilli, phylum Firmicutes. Αυτό το γένος ομαδοποιεί μια μεγάλη ποικιλία βακτηριδίων που έχουν ως κοινό χαρακτηριστικό την ικανότητα να παράγουν ενδοσώματα αδρανή αερόβια όταν υποβάλλονται σε περιβάλλοντα με δυσμενείς συνθήκες.

Αυτά τα ενδοσπόρια είναι ανθεκτικά στη θερμότητα, την ακτινοβολία, τα απολυμαντικά και την αποξήρανση, γι 'αυτό και τα είδη του Bacillus μπορεί να είναι προβληματικοί ρύποι σε νοσοκομειακά περιβάλλοντα, σε φαρμακευτικά προϊόντα και σε τρόφιμα.

Ευρετήριο

• 1 Είναι παθογόνα?
• 2 Πού είναι;?
• 3 Χαρακτηριστικά
• 4 Μορφολογία
• 5 Φυλογενία
• 6 Κύκλος ζωής
  • 6.1 Ανεπιθύμητες συνθήκες
  • 6.2 Λανθάνων βημάτων σπορίων - βλαστικών κυττάρων
• 7 Αναφορές 

Είναι παθογόνα?

Τα περισσότερα είδη Bacillus δεν είναι παθογόνα και έχουν σπάνια συσχετιστεί με ασθένειες στον άνθρωπο ή σε άλλα ζώα.

Οι πιο γνωστές εξαιρέσεις είναι Bacillus anthracis, ο αιτιολογικός παράγοντας του άνθρακα, Bacillus thuringiensis, παθογόνο για ασπόνδυλα, Bacillus licheniformis, που εμπλέκονται σε τροφική δηλητηρίαση και άλλες λοιμώξεις από ανθρώπους και ζώα και Bacillus cereus, προκαλούν τροφική δηλητηρίαση και ευκαιριακές λοιμώξεις.

Πού είναι?

Τα βακτήρια του γένους Bacillus έχουν απομονωθεί κυρίως στο έδαφος, το νερό, τα τρόφιμα και τα κλινικά δείγματα. Αλλά έχουν επίσης βρεθεί στα πιο ασυνήθιστα περιβάλλοντα όπως τα ιζήματα στον ωκεανό χιλιάδες μέτρα κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας και της στρατόσφαιρας δείγματα αέρα στο όξινο γεωθερμική πισίνες σε πολύ αλκαλικά τερματικά των υπόγειων υδάτων και υπεράλμυρα λίμνες.

Άλλοι έχουν ανακαλυφθεί σε κόγχες που δημιουργούνται από ανθρώπους, από μεξικάνικους τάφους και επιδεινωμένους ρωμαϊκούς τοίχους, σε εξαιρετικά καθαρά δωμάτια σε εγκαταστάσεις συναρμολόγησης διαστημοπλοίων..

Τα φυτά αποτελούν επίσης πλούσια πηγή νέων ειδών Bacillus, κάποια ενδοφυσικά και άλλα που σχετίζονται με τη ριζόσφαιρα.

Χαρακτηριστικά

-Η μεγάλη ποικιλότητα των βακτηρίων που περιλαμβάνονται στο γένος Bacillus μπορεί να είναι gram-θετικό (μόνο για τα πρώτα στάδια ανάπτυξης) ή gram αρνητικό peritrichosos τηλέφωνα ή κινητά μαστίγια, αερόβια, προαιρετικά αναερόβια ή αυστηρά αναερόβια.

-Διαθέτουν μεγάλη ποικιλία φυσιολογικών ικανοτήτων, που κυμαίνονται από ψυχοφιλικό έως θερμόφιλο, από όξινο και από αλκαλόφιλο. Ορισμένα στελέχη είναι αλοφόφιλα.

-Τα περισσότερα είδη παράγουν καταλάση και μπορούν να είναι τόσο θετικά όσο και αρνητικά στην οξειδάση.

-Είναι χημορεγανοτροφικά. Δύο είδη είναι προαιρετική χημειολιθότροφων, πράγμα που σημαίνει ότι αντλούν την ενέργειά τους από την οξείδωση του ανηγμένου όπως αμμωνία, στοιχειακό θείο, υδρογόνο, ιόντα σιδήρου, νιτρώδους και θείο ανόργανες ενώσεις. Αυτοί οι οργανισμοί μπορούν να πάρουν όλο τον κυτταρικό άνθρακα από το διοξείδιο του άνθρακα και μπορούν να αναπτυχθούν χωρίς οποιεσδήποτε οργανικές ενώσεις και χωρίς φως.

Μορφολογία

Τα βακτήρια του γένους Bacillus μπορεί να έχουν ράβδο σχήμα, ευθείες ή ελαφρώς καμπυλωμένες, συνήθως στρογγυλές, παρόλο που ορισμένα κύτταρα έχουν περιγραφεί ως τετράγωνα (π.χ.. Bacillus cereus).

Τα κύτταρα έχουν διάμετρο που κυμαίνεται από 0,4 έως 1,8 μικρά και μήκος 0,9 έως 10,0 μικρά. Οι διαστάσεις των κυττάρων εντός κάθε είδους και εντός κάθε στελέχους έχουν συνήθως μικρή μεταβλητότητα.

Τα κύτταρα εμφανίζονται μεμονωμένα και σε ζεύγη, μερικές σε αλυσίδες και περιστασιακά σε μακριές ίνες. Ανάλογα με το είδος, το στέλεχος και τις συνθήκες καλλιέργειας, τα θυγατρικά κύτταρα μπορούν να διαχωριστούν.

Με τον τρόπο αυτό η καλλιέργεια φαίνεται να αποτελείται από ξεχωριστά κύτταρα και ζεύγη κυττάρων που διαιρούνται όταν παρατηρούνται με μικροσκοπία αντίθεσης φάσης. Σε άλλες περιπτώσεις, τα θυγατρικά κύτταρα μπορούν να παραμείνουν συνδεδεμένα μεταξύ τους, έτσι βλέπετε κυτταρικές αλυσίδες.

Η μορφολογία των σπόρων είναι ένα ταξινομικό χαρακτηριστικό, αν και μπορεί να υπάρξει κάποια διαφοροποίηση εντός συγκεκριμένων στελεχών. Τα πιο συνηθισμένα σπόρια έχουν ελλειψοειδές ή ωοειδές σχήμα, αλλά οι μορφές κυμαίνονται από κυλινδρικά έως ελλειψοειδή, σφαιρικά ή ακανόνιστα σχήματα που μοιάζουν με νεφρό ή μπανάνα.

Φυλογενία

Αρχικά το είδος Bacillus περιγράφηκε για βακτήρια σχήματος ράβδου, με την ικανότητα να παράγουν αερόβια διαθλώσιμα ενδοσώματα, με μεγαλύτερη αντοχή σε θερμότητα, υγρασία και άλλους καταστροφικούς παράγοντες από ότι τα βλαστικά κύτταρα.

Ωστόσο, όταν τα νέα εργαλεία μοριακής ταξινόμησης εφαρμόστηκαν στο είδος, τα προκύπτοντα δεδομένα αμφισβήτησαν το υπάρχον πρότυπο ότι το γένος αποτελείται από ένα μικρό αριθμό ειδών που ορίζονται αυστηρά με ορισμένα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά.

Το 1991 αποδείχθηκε ότι αυτό που ομαδοποιήθηκε σε ένα μόνο είδος ήταν στην πραγματικότητα έξι διαφορετικές ομάδες, οι οποίες οδήγησαν στη δημιουργία πέντε νέων ειδών. Ως αποτέλεσμα, η παλαιά συστηματική Bacillus έχει μεταβληθεί ριζικά.

Σήμερα περισσότερα από 142 είδη του γένους είναι γνωστά Bacillus, Εντούτοις, κατά την περίοδο 2004-2006, νέα είδη του είδους Bacillus με μέσο ρυθμό μία ανά εβδομάδα, οπότε εκτιμάται ότι ο αριθμός αυτός μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερος.

Κύκλος ζωής

Υπό κατάλληλες συνθήκες διατροφής, θερμοκρασίας, pH, ατμοσφαιρικής σύνθεσης, μεταξύ άλλων, τα κύτταρα του Bacillus Αναπτύσσονται και διαιρέστε με δυαδική σχάση, μια μορφή ασεξουαλική αναπαραγωγή που αποτελείται από την αντιγραφή του DNA, ακολουθούμενη από κυτταροπλασματική διαίρεση από ένα διαχωριστικό χώρισμα που διατρέχει το κέντρο του κυττάρου, δίνοντας αφορμή για δύο θυγατρικά κύτταρα.

Ανεπιθύμητες συνθήκες

Ωστόσο, όταν οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι δυσμενείς, τα βλαστικά κύτταρα παράγουν ενδοσπόρια, τα οποία είναι κυτταρικές δομές που δεν περιέχουν ΑΤΡ και έχουν εξαιρετικά λανθάνοντες μεταβολισμούς, γεγονός που τους προσδίδει αντίσταση..

Τα ενδοσπόρια σχηματίζονται στο τέλος της εκθετικής φάσης ανάπτυξης. Πολλοί άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τον σχηματισμό ενδοσπόρων είναι γνωστοί, όπως η θερμοκρασία ανάπτυξης, το ρΗ περιβάλλοντος, ο αερισμός, η παρουσία ορισμένων ορυκτών και πηγών άνθρακα, αζώτου και φωσφόρου και οι συγκεντρώσεις τους. Μια άλλη επίδραση είναι η πυκνότητα του πληθυσμού.

Βήματα στα λανθάνοντα σπόρια-βλαστικά κύτταρα

Η μετατροπή των λανθάνων σπορίων σε βλαστικά κύτταρα περιλαμβάνει τρία στάδια: ενεργοποίηση, βλάστηση και εξωτερική ανάπτυξη. Η αδράνεια καταρρέει με ευνοϊκές μεταβολές στη θερμοκρασία ή τη γήρανση των κυττάρων.

Ωστόσο, πολλά είδη δεν απαιτούν τέτοια ενεργοποίηση. Φεύγοντας από το λανθάνουσα κατάσταση, εάν η σπορίων είναι κατάλληλες περιβαλλοντικές συνθήκες, τη βλάστηση ενεργοποιείται, μέσω της απώλειας της ανάκλασης, μια γρήγορη φλοιός υδρόλυση και η υποβάθμιση των μικρών πρωτεϊνών διαλυτής οξύ που προσδίδουν αντίσταση σε παράγοντες χημική και ακτινοβολία.

Ο πρωτοπλάστης βλάστησαν σπόρια εμφανώς διογκώνεται λόγω της πρόσληψης νερού, βιογραφικά βιοσύνθεση, και μια νέα βλαστικό κύτταρο αναδύεται στρώμα Rotam σπόρια με αποτέλεσμα μια νέα περίοδο της φυτικής αναπαραγωγής.

Αναφορές

1. Gordon, R.E. (1973). Το γένος Bacillus. Στο Πρακτικό Εγχειρίδιο Μικροβιολογίας, Ed. O'Leary, W.M. σελ. 109-126. Boca Ratón FL. CRC Press.
2. Vos, Ρ, Garrity, G., Jones, D., Krieg, Ν R., Ludwig, W., Rainey, F. Α, Schleifer, Κ.-Η., Whitman, W. (2009). Το Εγχειρίδιο Συστηματικής Βακτηριολογίας του Bergey: Τόμος 3: Τα Firmicutes. ΗΠΑ.
3. Συμμετέχοντες στη Wikipedia. (2018, 14 Αυγούστου). Bacillus. Στη Wikipedia, η Ελεύθερη Εγκυκλοπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 19:45, 28 Σεπτεμβρίου 2018, από το en.wikipedia.org
4. Zeigler, D.R. & Perkins, J.B. (2008). Το γένος Bacillus. Στο Πρακτικό Εγχειρίδιο Μικροβιολογίας, Ed. Goldman, Ε. & Green, L. Η. Second Edition, σελ. 309-337. Boca Ratón FL. CRC Press.
5. Realpe, Μ.Ε., Hernández, C.A & Agudelo, CI. (2002). Είδη του γένους Bacillus: μακροσκοπική και μικροσκοπική μορφολογία. Biomedical, 22 (2): 106-109.