PENICILLIUM: ÖZELLIKLER, TAKSONOMI, MORFOLOJI, HABITAT - BIYOLOJI - 2025

Penicillium , Ascomycota phyllum'da bulunan bir bakteri cinsidir. İlk olarak Alman mikolog Heinrich Link tarafından 1809'da tanımlandı ve taksonomisi karmaşıktı.

İlk başta, sadece anamorfik (aseksüel) durumu bilindiğinden, Deuteromycetes'te (kusurlu mantarlar) bulunuyordu. Daha sonra, Penicillium'un, Ascomycetes'in Eupenicillium ve Talaromyces cinslerinin teleomorfik (cinsel) durumlarına karşılık geldiği bulundu.

Penicillium sp. AJC1 tarafından, Wikimedia Commons aracılığıyla.

Penicillium'un anamorfik durumu, septat hiyalin (renksiz) hif ile karakterize edilir. Laboratuvar kültür ortamına yerleştirildiğinde koloniler maviden mavimsi yeşilden pembeye döner.

Penicillium'un etimolojisi fırçadan gelir, çünkü konidioforlar (aseksüel sporlar üreten yapılar) dallıdır.

Penicillium, diğer mantar türleri ile birlikte küf olarak bilinir, çünkü farklı organik ürünler üzerinde büyürler ve farklı renklerde bir tabaka oluştururlar. Bu cins saprofitiktir ve çeşitli ortamlarda büyüyebilir.

Bu cinsin birçok türü insanlar için büyük önem taşımaktadır. Penisilin (tıpta kullanılan ilk antibiyotik) P. chrysogenum'dan elde edildi. Öte yandan mavi peynirler, özelliklerini Penicillium türlerinin lipolitik ve proteolitik aktivitesinden almaktadır.

Bazı türler sağlığa zararlıdır. Bunlar, böbrek sistemine zarar veren okratoksinler gibi çeşitli toksinler üretir. Diğer türler ekmek ve turunçgil gibi çeşitli yiyeceklere zarar verir. Bazıları hayvanların ve insanların patojenleridir.

Genel özellikleri

Grup, septat hiphalar sunarak karakterize edilir ve miseller iplikçikler oluşturur. Laboratuvarda yetiştirildiğinde, kompakt miselyuma ve iyi tanımlanmış kenar boşluklarına sahip koloniler üretir.

Koloniler hızlı büyür ve yünlü veya pamuksu bir görünüme sahiptir. Başlangıçta beyazdırlar ve sonra mavi-yeşil, yeşilimsi sarı veya pembeye dönüşürler.

Cinsiyet sporları (ascospores), gruba bağlı olarak odunsu veya doku olarak daha yumuşak olabilen asci'de (meyve veren cisimler) üretilir.

Cinsin en göze çarpan özelliği dallı, fırça şekilli konidioforların gelişmesidir. Conidiophore'un farklı dallanma türleri, türleri ayırt etmeye izin verir.

Conidiophore iyi yapılandırılmıştır ve dalların (metalis) oluştuğu bir eksene sahiptir. Metüller üzerinde fialidler (conidia üreten şişe şeklindeki hücreler) oluşur. Bu, cinsin türlerini ayırt eden en önemli karakterdir.

Conidiophores türleri

Basit : phialides tek başına.

Monovertisilatlar : konidiofor ekseninin tepesinde bir grup fialit meydana gelir.

Divicariates : methules farklı yüksekliklerde dallanır ve bunlar üzerinde phialid grupları bulunur.

Bivertisilatlar : Şaftın ucunda, her birinin tepesinde bir grup fialit bulunan üç veya daha fazla metalis oluşur.

Tervertisilatlar : Metüller ve fialidler arasında bir dizi ara dal sunarlar.

Mikotoksin üretimi

Penicillium türleri, mikotoksinler olarak bilinen yiyecekleri kirleten toksik maddeler üretir. En yaygın olanları okratoksinler ve patulindir.

Okratoksinler tahılları ve peynirleri kirletebilir ve ayrıca insanlar tarafından tüketilen hayvanların yağlarında birikebilir. Bu toksinler böbrek sistemini etkiler.

Patulinler tahıllarda ve kuru yemişlerde bulunur. Bağışıklık sistemini zayıflatabilir ve sinir sistemine saldırabilir.

Beslenme

Penicillium türleri saprofitlerdir. Büyük miktarda hidrolitik enzim ürettikleri için organik maddeyi parçalama kapasiteleri yüksektir. Bu enzimler, bozunma sürecini hızlandırma özelliğine sahiptir.

Bu mantarlar küf olarak bilinir ve sporları, birçok kapalı binada bulunan ana hava kirleticileridir. Ek olarak, hem tarlada hem de hasat sonrası farklı mahsullerin patojenleri gibi davranırlar.

Birçoğu insanlara zarar veren toksinler üretebilir. Diğerleri, bazı yiyeceklerin fermantasyonunu tercih eder ve ayrıca antibiyotik üretme yeteneğine sahiptir.

Filogeni ve taksonomi

Penicillium'un taksonomisi oldukça karmaşıktır, çünkü birçok mantar grubunda anamorfik ve teleomorfik durumların farklı taksonlar olarak kabul edilmesi sık görülmüştür.

İlk başta cins, cinsel biçimleri bilinmediği için yapay Deuteromycetes (kusurlu mantarlar) grubunda bulunuyordu. Teleomorflar, Eurotiales sırasına göre Ascomycota filumunda bulunur

Cins, dört alt türe ayrıldı: Konidiyofor tipine göre farklılık gösteren Aspergilloides, Furcatum, Penicillium ve Biverticillium. Daha sonra, Biverticillatum teleomorfik cins Talaromyces ve diğer üç alt cins ile Eupenicillium ile ilişkilendirildi.

Daha sonra, Penicillium senso stricto'nun (Talaromyces dahil değil) bir incelemesinde, Penicillium adı daha eski olduğu için teleomorf Eupenicillium bir eşanlamlı olarak kabul edildi.

Cinsiyet

Düz duvarlı bir hif ağının oluşturduğu asci sunması ile karakterizedir. Aşı, kültür ortamında birkaç hafta içinde olgunlaşır. Tek hücreli sekiz ascospor oluşur. Anamorf (alt cinsi Biverticillatum) dar fialitlere sahiptir.

Moleküler çalışmalar, bunun monofiletik bir grup olduğunu ve şu anda Trichocomaceae ailesinde yer aldığını belirledi. Yedi bölüme ayrılmış yaklaşık 110 tür tanınmaktadır.

İlgi konusu türler arasında, HIV'li hastalarda sistemik mikoza neden olan bir patojen olan T. marneffei öne çıkmaktadır.

Cinsiyet

Şu anda cins, tüm Eupenicillium türlerinin yanı sıra Eladia, Torulomyces, Chromocleista ve Hemicarpenteles cinslerini de içermektedir.

Türler asci'yi izodiyametrik hücrelerle (eşit taraflar), çok sert duvarlarla (sklerotize) sunar. Asci'nin olgunlaşması aylar alır ve bazı durumlarda ascosporlar olgunlaşamaz.

Aseksüel durum, ampul şeklinde veya şişe şeklindeki geniş fialitlerle karakterize edilir.

Cins, Aspergillaceae familyasında bulunur ve iki alt cinse (Aspergilloides ve Penicillium) ve 25 kısma bölünmüştür.

Yetişme ortamı

Penicillium türleri farklı ortamlarda gelişebilir ve kozmopolit bir dağılıma sahip olabilir. Bunlar aşırı sıcaklık, tuzluluk, pH veya su stresi koşullarında yaşayabilirler.

Penicillium'un varlığı, 400'den fazla bitki türünde rapor edilmiştir. Arktik altı ve tundra gibi çok soğuk bölgelerde bulunmuşlardır.

Tuzlu ortamlarda, Penicillium türlerinin varlığı, deniz otlarının endofitleri veya yüksek tuzluluk oranına sahip topraklarda büyüyen olarak rapor edilmiştir.

Diğer türler, yüksek oranda asitlenmiş topraklarda doğal olarak veya madencilik atık suları ve endüstriyel atık su gibi insan faaliyetleriyle büyüyebilir.

üreme

Penicillium ve Talaromyces türleri eşeysiz ve eşeyli olarak ürerler.

Eşeysiz üreme

Daha sonra bölünmeye devam eden miselin parçalanmasıyla meydana gelebilir. Diğer durumlarda, olumsuz koşullara dayanabilen ve ardından bölünmeye başlayabilen bir sklerotyum (kalın duvarlı miselyum) oluşabilir.

Eşeysiz üremenin en yaygın biçimi, konidiyoforlardan conidia (seks sporları) üretimidir. Bunlar, fialidlerin çekirdeğinin bölünmesinden oluşur.

Eşeyli üreme

Asci'de seks sporları üretilir. Bir anteridyum (erkek yapı) ve askogonyum (dişi yapı) üretilir. Her iki yapının sitoplazmaları birleşir (plazmogami) ve ardından çekirdekler birleşir (karyogami).

Diploid hücre oluştuğunda mayoz meydana gelir. Mitoz geçiren dört haploid hücre oluşur, böylece sekiz ascospor üretir.

Askosporlar, tek bir çekirdekli haploiddir. Pürüzsüz veya süslü bir yüzeye sahip olabilirler ve rüzgarla uçup gidebilir veya yağmurla boşaltılır.

Patojenler ve hastalıklar

Çeşitli Penicillium türleri, özellikle koşullar nemli ve sıcak olduğunda gıda bozulmasına neden olan maddelerdir. Bunlar üzerinde koloniler gelişir ve onları üreten enzimler hızla parçalanır. Koloniler genellikle yeşilimsi renktedir.

Binaların Penicillium sporları ve diğer cinsler tarafından kirlenmesi de sık görülür. Kapalı ve nemli ortamlar mantarın gelişmesine yardımcı olur. Çeşitli solunum yolu hastalıklarına ve alerjilere neden olan sporlara karşı çok hassas insanlar var.

T. marneffei (eski adıyla Penicillium marneffei), Güneydoğu Asya'ya özgü bir hastalık olan penisilozise neden olur. Bu, yalnızca bağışıklığı baskılanmış hastaları, özellikle de HIV'li hastaları etkiler. Conidia, inhalasyon yoluyla konağı enfekte eder ve daha sonra hücre içinde gelişerek bazı organların işlevini etkiler.

Biyoteknoloji

Bazı Penicillium türleri gıda ve ilaç endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Olgunlaşma işlemlerine tabi tutulan birçok et ürününde, yüzeyde mantar kolonilerinin varlığı yaygındır. Bu mantarlar, çeşitli kimyasal bileşiklerin üretiminden dolayı karakteristik aroma ve tatları güçlendirir.

Penicillium türleri, salam gibi bazı fermente edilmiş sosislerde yüzey mikrobiyal florasını oluşturur. Bunlar antioksidanlardır ve ürünlerin kürlenmesine katkıda bulunan ve patojenlerin saldırısını engelleyen proteolitik kapasitelerine ek olarak kurumayı önler.

Mavi peynirler söz konusu olduğunda, olgunlaşmaları sırasında P. roqueforti eklenir. Aktivitesi, bu peynirlerin karakteristik aromasını ve lezzetini üreten kimyasal bileşikleri parçalayan enzimler üretir. Mavi lekeler, peynirin üstündeki mantar kolonileridir.

Bazı türler doğal antibiyotik üretme yeteneğine sahiptir. Bunlardan biri, esas olarak P. chrysogenum'dan elde edilen penisilindir. Penisilin tıpta kullanılan ilk antibiyotikti.

Referanslar

1. Acosta R (2006) Et ürünlerinde kullanılmak üzere Penicillium antifungal peptid üreticilerinin seçimi. Doktor unvanına hak kazanmak için hafıza. Veteriner Fakültesi, Extremadura Üniversitesi, İspanya. 288 s.
2. Cabañes J, MR Bragulat ve G Castellá (2010) Ochratoxin, Penicillium cinsinden bir üretici türdür. Toksinler 2: 1111-1120.
3. Houbraken ve RA Samson (2011) Phylogeny of Penicillium ve Trichocomaceae'nin üç aileye ayrılması. Mikoloji Çalışmaları 70: 1-51.
4. Samson RA, N Yilmazi, J Houbraken, H Spierenburg, KA Seifert, SW Peterson, J Varga ve JC Frisvad (2011) Penicillium alt cinsi Biverticillium'da bulunan Talaromyces ve taksonların filogenisi ve isimlendirilmesi. Mycology'deki Çalışmalar 70: 159-183.
5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi ve RA Samson (2014) Penicillium cinsinin tanımlanması ve isimlendirilmesi. Mycology 78: 343-371 Çalışmaları.
6. Yadav A, P Verma, V Kumar, P Sangwan, S Mishra, N Panjiar, V Gupta ve AK Saxena (2017) Penicillium cinsinin farklı habitatlarda biyolojik çeşitliliği. İçinde: KV Gupta ve S Rodríguez-Canto (ed). Mikrobiyal biyoteknoloji ve biyomühendislikte yeni ve gelecekteki gelişmeler. Penicillium sistem özellikleri ve uygulamaları. Elsevier, Birleşik Krallık.