PSEUDOMONAS: ÖZELLIKLERI, MORFOLOJISI, YAŞAM DÖNGÜSÜ - BIYOLOJI - 2025

Pseudomonas , Pseudomonaceae ailesindeki bir bakteri türüdür. Bu mikroorganizmaların ilk tanımı 1894'te Alman mikolog Walter Migula tarafından yapıldı.

Bu bakteriler aerobik ve Gram negatif olmaları ile karakterizedir. Düz çubuk şeklindedirler veya belirli bir eğriliği vardır. Monotrik flagella (bir flagellum) veya multitricus (birkaç flagella) varlığı nedeniyle hareketlidirler. Flagellum, kutup konumunda olma eğilimindedir.

Pseudomonas aeruginosa bakterisinin görüntüsü. Yazar: Janice Haney Carr İçerik Sağlayıcı (lar): CDC / Janice Haney Carr, Wikimedia Commons aracılığıyla.

Cinsteki çoğu tür oksidaz ve katalaz pozitiftir. Grubu tanımak için ilgi çekici bir başka özellik, DNA'daki% 58 - 72 arasında değişen GC içeriğidir.

Pseudomonas, sporlar gibi direnç yapıları geliştirmez. Diğer bakteri gruplarında meydana gelen, duvarını veya uzantılarını ve sitoplazmayı (prosteca) çevreleyen bir kapsül sunmazlar.

Pseudomonas araştırmasına esas olarak Arjantinli mikrobiyolog Norberto Palleroni yaklaştı. Bu araştırmacı, cinsi rRNA homolojisine göre beş gruba ayırmayı önerdi.

Şu anda on üç farklı gruba ayrılmış yaklaşık 180 tür tanınmaktadır. Bu gruplardan bazıları, pyoverdin olarak bilinen floresan pigment üretimi ile tanınır.

Genel özellikleri

dağıtım

Çeşitli ortamlarda yetişme konusundaki büyük yeteneği nedeniyle, cins, her yerde bulunan bir ekolojik ve coğrafi dağılıma sahiptir. Karasal ve su ortamlarında bulunmuşlardır. Kemotrofiktirler ve besleyici agar kültür ortamında kolayca büyürler.

Sıcaklık

İdeal sıcaklık aralığı 25-30 ° C'dir. Bununla birlikte, türlerin sıfırın altındaki ve diğerlerinin 50 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda büyüdüğü bulunmuştur.

Hastalıklar

Cinsi oluşturan türler arasında hayvanlarda ve insanlarda hastalıklara neden olan türler bulunmaktadır. Benzer şekilde, birçok tür yumuşak çürümeye neden olan bitki patojenleridir.

Uygulamalar

Diğer türler, bitki büyümesini teşvik ettikleri ve gübre olarak uygulanabilecekleri kanıtlandığı için çok faydalı olabilir. Ayrıca (canlı organizmaların bileşiminin bir parçası olmayan) ksenobiyotik bileşikleri degrade edebilirler.

Parçalanabilen ksenobiyotiklerin bazıları arasında aromatik hidrokarbonlar, kloratlar ve nitratlar öne çıkıyor. Bu özellikler, bazı türleri biyoremediasyon programlarında çok faydalı kılar.

Boyama ve solunum

Pseudomonas türleri Gram negatiftir. Esas olarak aerobiktirler, bu nedenle oksijen, solunumdaki elektronlar için son reseptördür.

Bazı türler nitratları anaerobik koşullar altında alternatif elektron alıcısı olarak kullanabilir. Bu durumda bakteri nitratları moleküler nitrojene indirger.

İD

Tüm Pseudomonas türleri katalaz pozitiftir. Bu, hidrojen peroksidi oksijene ve suya parçalayan enzimdir. Çoğu aerobik bakteri bu enzimi üretir.

Grup içinde pozitif ve negatif oksidaz türleri vardır. Bu enzimin varlığı, Gram negatif bakterilerin tanımlanmasında yararlı kabul edilir.

Çoğu tür, yedek madde olarak bir glikoz polisakkariti biriktirir. Bununla birlikte, bazı gruplar, karbon asimilasyonunun bir polimer ürünü olan polihidroksibutirat (PHB) içerebilir.

Pigmentler

Çeşitli Pseudomonas türleri, taksonomik önemi olduğu düşünülen pigmentler üretir.

Bunların arasında çeşitli fenazinler vardır. Bu tipte en yaygın olanı mavi pigment pyoasindir. Bu pigmentin, P. aeruginosa'nın kistik fibrozlu hastaların akciğerlerini kolonize etme kabiliyetini artırmaya katkıda bulunduğuna inanılmaktadır.

Diğer fenazinler, cinsin bazı türlerinin tanımlanmasında çok yararlı olan yeşil veya turuncu pigmentasyonlar verebilir.

Bazı Pseudomonas gruplarının bir başka karakteristik pigmenti de pyoverdin'dir. Bunlar sarımsı yeşil renkler verir ve tipik olarak floresan Pseudomonas olarak adlandırılır.

Pyoverdin, bir siderofor gibi davrandığı için büyük bir fizyolojik öneme sahiptir. Bu, mevcut olmayan demiri yakalayabileceği ve onu bakterilerin kullanabileceği kimyasal formlara çözebileceği anlamına gelir.

Filogeni ve taksonomi

Pseudomonas ilk olarak 1894'te Walter Migula tarafından tanımlandı. İsmin etimolojisi yanlış birlik anlamına gelir. Şu anda bu grupta 180 tür tanınmaktadır.

Cins, Pseudomonales takımının Pseudomoneacae ailesinde bulunur. Tip türü, grupta en iyi bilinenlerden biri olan P. aeruginosa'dır.

Prensipte cinsi tanımlamak için kullanılan özellikler çok geneldi ve diğer bakteri grupları tarafından paylaşılabilirdi.

Daha sonra cinsiyet tanımı için daha kesin karakterler kullanılmaya başlandı. Bunlar şunları içerir: DNA'daki GC içeriği, pigmentasyon ve rezerv maddenin türü, diğerleri arasında.

20. yüzyılın 70'lerinde grup uzmanı Norberto Palleroni, diğer araştırmacılarla birlikte ribozomal RNA üzerinde bir çalışma gerçekleştirdi. Pseudomonas'ın rRNA homolojisine göre beş farklı gruba ayrılabileceğini belirlediler.

Daha kesin moleküler teknikler kullanılarak, Palleroni tarafından oluşturulan II-V gruplarının diğer Proteobacteria gruplarına karşılık geldiği belirlendi. Şu anda sadece grup I'in Psedomonas senso stricto'ya karşılık geldiği kabul edilmektedir.

Bu gruptaki türlerin çoğu pyoverdin üretir. Bu pigmentin biyosentezlenme ve salgılanma şekli, türleri birbirinden ayırt etmeye yardımcı olabilir.

İçindeki gruplar

Çoklu odak dizisi analizine dayanarak, Pseudomonas'ın beş gruba ayrılması önerilmiştir:

P. fluorescens grubu : Bu çok çeşitlidir ve türler toprakta, suda ve bitki yüzeylerinde bulunan saprofitiktir. Birçok tür bitki büyümesini destekler.

P. syringae grubu : Esas olarak fitopatojenik türlerden oluşur. Elliyi aşkın patojen (değişen derecelerde patojenik bakteri türleri) tanınmaktadır.

P. putida grubu : Bu grubun türleri toprakta, farklı bitkilerin rizosferinde ve suda bulunur. Maddeleri parçalama kapasiteleri yüksektir.

P stutzeri grubu : Bu bakteriler besin döngüsünde büyük öneme sahiptir ve yüksek genetik çeşitliliğe sahiptir.

Grup P aeruginosa : Bu grupta, insan patojenleri de dahil olmak üzere çeşitli habitatları işgal eden türler vardır.

Bununla birlikte, daha yakın tarihli bir moleküler çalışmada, cinsin iki ila altmış türden oluşan on üç gruba ayrıldığı öne sürülmüştür.

En büyük grup, P. floresan, biyoremediasyon programlarında yaygın olarak kullanılan tür türlerini içerir. Bu gruptaki bir diğer ilgi çekici tür, Antarktika'da yetişen ve antibiyotiklere oldukça dirençli olduğu gösterilen P. mandelii'dir.

morfoloji

Basiller düz ila hafif kavisli, 0,5 - 1 µm genişliğinde x 1,5 -5 µm uzunluğundadır. Düşük nitrojenli kültür ortamında polihidroksibütirat granülleri oluşturamaz ve biriktiremezler. Bu onları diğer aerobik bakterilerden ayırır.

Hücre zarfı sitoplazmik membrandan, hücre duvarından ve ikincisini örten dış membrandan oluşur.

Hücre duvarı, ince ve peptidoglikandan oluşan tipik Gram negatif bakterilerdir. Sitoplazmik membran, sitoplazmayı hücre zarfının diğer bileşenlerinden ayırır. Bir lipit çift tabakasından oluşur.

Dış zar, hidrokarbon zincirleri olan lipopolisakkarit adı verilen bir lipidden oluşur. Bu zar, hücreye zarar verebilecek antibiyotikler gibi moleküllerin geçişine karşı bir engeldir. Öte yandan bakterilerin işlev görmesi için gerekli besin maddelerinin geçişini sağlar.

Dış zarın bazı maddelerin geçmesine izin vermemesi, bazılarının geçmesine izin verme kapasitesi porinlerin varlığı ile verilir. Bunlar zarın yapısal proteinleridir.

Kamçı

Cinsteki flagella, bazı durumlarda alt kutuplu olabilmesine rağmen genellikle kutupsal bir konumda bulunur. P. stutzeri ve diğer türlerin bazı suşlarında lateral flagella gözlenir.

Flagella sayısının taksonomik önemi vardır. Bir kamçı (monoterik) veya birkaç (çok zengin) olabilir. Aynı türde flagella sayısı değişebilir.

Bazı türlerde, sitoplazmik zarın tahribatına karşılık gelen fimbriae (bir kamçıdan daha ince ve daha kısa olan protein eki) varlığı gözlenmiştir.

P. aeruginosa'da fimbrialar yaklaşık 6 nm genişliğindedir, geri çekilebilir ve çeşitli bakteriyofajlar (bakterileri enfekte eden virüsler) için reseptör görevi görür. Fimbria, bakterinin, ev sahibinin epitel hücrelerine yapışmasına katkıda bulunabilir.

Yaşam döngüsü

Pseudomonas türleri, tüm bakteriler gibi, bir tür eşeysiz üreme olan ikili bölünme yoluyla çoğalır.

İkili fisyonun ilk aşamasında bakteri bir DNA kopyalama işlemine girer. Bunların, replikasyon enzimlerinin aktivitesiyle kopyalanmaya başlayan tek bir dairesel kromozomu vardır.

Kopyalanan kromozomlar hücrenin uçlarına doğru gider, daha sonra bir septum oluşturulur ve iki yavru hücreyi oluşturmak için yeni bir hücre duvarı ortaya çıkar.

Pseudomonas türlerinde çeşitli genetik rekombinasyon mekanizmaları gözlemlenmiştir. Bu, eşeysiz üreme organizmalarında genetik değişkenliğin oluşumunu garanti eder.

Bu mekanizmalar arasında dönüşüm vardır (eksojen DNA parçaları bakterilere girebilir). Diğerleri, transdüksiyon (bakteriler arasında bir virüs tarafından DNA değişimi) ve bağlantıdır (DNA'nın bir donör bakteriden bir alıcıya aktarılması).

Plazmidler

Plazmitler, bakterilerde oluşan küçük dairesel DNA molekülleridir. Bunlar kromozomdan ayrılır ve bağımsız olarak çoğalır ve iletilir.

Pseudomonas'ta plazmitler, doğurganlık faktörleri ve çeşitli ajanlara direnç olarak çeşitli işlevleri yerine getirir. Ek olarak, bazıları olağandışı karbon kaynaklarını bozma yeteneği sağlar.

Plazmidler, diğerleri arasında gentamisin, streptomisin ve tetrasiklin gibi çeşitli antibiyotiklere direnç sağlayabilir. Öte yandan, bazıları ultraviyole radyasyon gibi farklı kimyasal ve fiziksel etkenlere karşı dirençlidir.

Ayrıca farklı bakteriyofajların etkisini önlemeye yardımcı olabilirler. Aynı şekilde bakteriyosinlere (benzerlerinin büyümesini engellemek için bakteriler tarafından üretilen toksinler) direnç sağlarlar.

Yetişme ortamı

Pseudomonas türleri farklı ortamlarda gelişebilir. Hem karasal hem de su ekosistemlerinde bulunmuşlardır.

Cinsin gelişimi için ideal sıcaklık 28 ° C'dir, ancak P. psychrophila gibi türler -1 ° C ila 45 ° CP aralığında büyüyebilir termotolerans 55 ° C sıcaklıkta gelişebilir.

Cinsin türlerinden hiçbiri, 4.5'ten düşük bir pH'ı tolere etmez. Bir nitrojen kaynağı olarak nitrat amonyum iyonları içeren ortamda büyüyebilirler. Karbon ve enerji kaynağı olarak yalnızca basit bir organik bileşiğe ihtiyaç duyarlar.

Antarktika'da en az dokuz Pseudomonas türünün büyüdüğü bulundu. P. syringae türü yağmur suyu, kar ve bulutlarda bulunan su döngüsü ile ilişkilendirilmiştir.

Hastalıklar

Pseudomonas türleri hem bitkilerde hem de hayvanlarda ve insanlarda çeşitli hastalıklara neden olabilmektedir.

Hayvanlarda ve insanlarda hastalıklar

Saprofitik olma eğiliminde olduklarından, cinsin türlerinin genellikle düşük virülansa sahip olduğu düşünülmektedir. Bunlar fırsatçıdır ve enfeksiyona direnci düşük olan hastalarda hastalığa neden olma eğilimindedir. Genellikle idrar yolu, solunum yolu, yaralar ve kanda bulunurlar.

İnsanları en çok etkileyen tür P. aeruginosa'dır. Bağışıklık sistemi baskılanmış, şiddetli yanık geçirmiş veya kemoterapi gören hastalara saldıran fırsatçı bir türdür.

P. aeruginosa esas olarak solunum sistemine saldırır. Bronşektazili hastalarda (bronşların genişlemesi) yüksek miktarda balgam oluşturur ve ölümcül olabilir.

P. entomophila'nın Drosophila melanogaster (meyve sineği) patojeni olduğu bulunmuştur. Yutulmasıyla yayılır ve böceğin bağırsağının epitel hücrelerine saldırarak ölüme neden olabilir.

P. plecoglossicida, ayu balığının (Plecoglossus altivelis) bir patojeni olarak bulunmuştur. Bakteriler balıklarda hemorajik assite (periton boşluğunda sıvı birikmesine) neden olur.

Bitki hastalıkları

Pseudomonas'ın fitopatojenik türleri, çok çeşitli hastalıkların sebebidir. Bunlar gövdelerde, yapraklarda ve meyvelerde nekrotik lezyonlar veya lekeler oluşturabilir. Ayrıca safra kesesi, çürüme ve damar enfeksiyonlarına da neden olabilirler.

P. syringae grubu esas olarak yaprak düzeyinde saldırır. Örneğin soğanda yapraklarda lekeler ve soğanın çürümesine neden olabilirler.

Zeytin ağacında (Olea Europea) P. savastanoi türü, tümör oluşumu ile karakterize edilen zeytin ağacının tüberküloza neden olan ajanıdır. Bu tümörler esas olarak gövdeler, sürgünler ve bazen yapraklar, meyveler ve köklerde oluşur. Yaprak dökülmesine, bitkinin boyutunun küçülmesine ve daha sonra ölümüne neden olurlar.

Referanslar

1. Casado MC, Urbano N, R Díaz ve A Díaz (2015) Zeytin ağacı tüberkülozu: farklı fungisitlerin altı Pseudomonas savastonoi suşu üzerindeki etkisinin in vitro çalışması. Expoliva Sempozyum Bildirileri, Jaén, İspanya, 6-8 Mayıs.
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 ve J Loper (2018) Pseudomonas spp.'nin genom tabanlı evrimsel tarihi. Enviromental Microbiology 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall ve J Olivares-Pacheco (2018) Antarktika'da izole edilen Pseudomonas mandelii'nin yeni bir çoklu antibiyotiğe dirençli, aljinat hiper-üreten suşunun fenotipik ve genotipik karakterizasyonu. Polar Biol. 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: tehlikeli bir düşman. Acta Bioquím Clín. Latin Amerika. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto ve H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., ayu bakteriyel hemorajik assitlerin nedensel ajanı, Plecoglossus altivelis. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 50: 83–89.
6. Palleroni NJ ve M Doudoroff (1972) Pseudomonas cinsinin bazı özellikleri ve taksonomik alt bölümleri. Annu. Rev. Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. İçinde: Whitman WB (editör) Bergey'in Arke ve Bakterilerin Sistematiği El Kitabı. John Wiley & Sons, Inc., Bergey's Manual Trust ile birlikte.