Bacill

980
Robert Johnston
Bacill
Illustration av bakterier av släktet Bacillus

Vad är det Bacill?

Bacill är ett släkt av bakterier i Firmicutes-divisionen som kännetecknas av att de bildar spor under aeroba förhållanden. De är stavformade och generellt Grampositiva (även om vissa är Gramvariabla), med kolonier som visar organismer som färgar rosa och andra som fläckar lila.

I dessa fall har forskare funnit att antalet organismer som svarar som gramnegativa ökar med koloniåldern på grund av en minskning av petidoglykanskiktet..

Bakterier av detta släkt kan vara strikt aeroba eller fakultativa anaeroba. De flesta är mobila på grund av förekomsten av flageller, men det finns också representanter som inte är mobila. De finns i praktiskt taget alla miljöer på jorden, inklusive extrema miljöer, från stora höjder till havsbotten..

Vissa arter är av medicinskt intresse, eftersom de kan orsaka sjukdomar som mjältbrand (Bacillus anthracis) eller livsmedelsburna sjukdomar (Bacillus cereus). Andra används för att få antibiotika, enzymer, som probiotika eller i jäsningsprocesser och inom jordbruket..

Könsegenskaper Bacill

Bacillus subtilis kultur. Hämtad och redigerad från: A doubt [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Endosporeproduktion

Det viktigaste kännetecknet för släktet är förmågan att producera endosporer under aeroba förhållanden. Dessa sporer kännetecknas av att de kan motstå höga temperaturer, uttorkning, desinfektionsmedel och till och med strålning.

Cellvägg

Cellväggen består av flera lager av peptidoglykaner tvärbundna mellan dem och bildar en stark byggnadsställning som bibehåller cellformen och innehåller teikoesyra och lipoteikosyror..

Morfologi

De är stavformade, raka eller något böjda och kan hittas var för sig, parvis och ibland i kedjor. De allra flesta av dem är mobila på grund av förekomsten av peritrika flageller, det vill säga de projicerar i alla riktningar. i alla fall, Bacillus anthracis saknar flagella.

Gram positiv

De flesta av bakterierna i detta släkt är Gram-positiva, men vissa är Gram-variabla, det vill säga de kan färgas rosa eller lila. Detta beror på att peptidoglykanlagret kan bli mindre tjockt och komplext när bakterierna åldras och inte kan behålla kristallviolet när de behandlas med alkohol..

Uthållighet

De är allestädes närvarande och mycket resistenta organismer, med arter som kan motstå mycket höga temperaturer (termofila) eller mycket låga (psykrofila), det finns också arter som tål mycket sura eller mycket alkaliska miljöer för andra arter.

Vissa arter är strikta aeroba, eftersom de inte kan överleva under anoxiska förhållanden, medan andra arter är fakultativa anaeroba..

Könsmorfologi Bacill

Bakterier av släktet Bacill De kan vara stavformade, raka eller svagt böjda, i allmänhet rundade, även om vissa celler har beskrivits som fyrkantiga (till exempel Bacillus cereus).

Celler har en diameter som sträcker sig från 0,4 till 1,8 mikron och en längd av 0,9 till 10,0 mikron. Måtten på cellerna inom varje art och inom varje stam tenderar att ha liten variation.

Celler förekommer var för sig och parvis, några i kedjor och ibland i långa filament. Beroende på art, stam och odlingsförhållanden kan dotterceller separeras.

Således verkar kulturen bestå av enstaka celler och par av delande celler när de betraktas med faskontrastmikroskopi. I andra fall kan dottercellerna förbli bundna till varandra och därmed visa celler..

Sporens morfologi är en taxonomisk egenskap, även om det kan finnas viss variation inom vissa stammar. De vanligaste sporerna är ellipsoida eller ovala, men formerna varierar från cylindriska till ellipsoida, sfäriska eller oregelbundet formade som påminner om en njure eller banan..

Taxonomi och klassificering

Taxonomiskt, släktet Bacill Det ligger i Phylum Firmicutes, Class Bacilli, Order Bacillales, Family Bacillacea. Detta släkte användes av Christian Gottfried Ehrenberg 1835 för att gruppera stavformade bakterier.

Därefter omdefinerade Ferdinand Cohn 1872 gruppen som sporbildande, värmebeständiga, grampositiva och fakultativa aeroba eller anaeroba bakterier. Typen av släktet är Bacillus subtilis.

Forskare bestämde 1991 att släktet Bacill, eftersom det hade behandlats hittills var det polyfyletiskt. För vilka de genomförde en omläggning av gruppen Bacill sensu lato, från vilken fem nya släkten extraherades.

Släktet är indelat i två grupper, å ena sidan gruppen B. subtilis och besläktade arter, medan den andra är gruppen B. cereus. Den första av dem grupperar organismer med mindre än 1 mikrometer i diameter, icke-svullen sporangium och ellipsoida sporer..

Den andra gruppen, å andra sidan, innehåller arter som är mer än 1 mikrometer i diameter, med ett icke-svullet sporangium och elpsoida sporer..

Var är kön Bacill?

Bakterier av släktet Bacill de har isolerats mestadels från jord, vatten, mat och kliniska prover. Men de har också hittats i de mest ovanliga miljöerna, som i oceaniska sediment tusentals meter under havsnivån och i stratosfäriska luftprover, i sura geotermiska bassänger, i mycket alkaliskt grundvatten och i terminala hypersalinsjöar..

Andra har upptäckts i konstgjorda nischer, från mexikanska gravar och förfallna romerska väggmålningar, till renrum i rymdfarkoster..

Växter är också en rik källa till nya arter av Bacill, några endofytiska och andra associerade med rhizosfären.

Fortplantning

Bakterier av släktet Bacill har två former av asexuell reproduktion: binär fission och sporulation.

Binär fission

Binär fission är en typ av reproduktion som uppstår när bakterien befinner sig i en gynnsam miljö för sin utveckling och möjliggör exponentiell tillväxt. Binär fission involverar mitotisk uppdelning vilket resulterar i två identiska dotterceller.

Reproduktion av sporulering

Denna andra typ är också känd för sporbildning. Det visas när det finns någon form av stress i kolonin. Under sporulering sker en asymmetrisk celldelning, vilket resulterar i bildandet av en större cell (stamcell) och en mindre cell (prespore).

Prespore omfattas av stamcellen och täcks av flera skyddande lager, vilket genererar vattenförlust och möjliggör dess mognad. Därefter inträffar lyset av stamcellen och frisättningen av endosporen, som kan förbli vilande tills gynnsamma förhållanden återställs..

Denna endospore, som redan påpekats tidigare, är motståndskraftig mot extrema temperaturer, uttorkning, tvättmedel och strålning och är den främsta orsaken till resistensen hos dessa bakterier och deras förmåga att kolonisera alla miljöer..

Näring

De flesta bakterier i släktet Bacill De finns i jorden och deras näring är av saprofytisk typ, det vill säga de matar på sönderdelande organiskt material.

Andra arter utgör djurens bakterieflora. I dessa fall skapar de ett symbiotiskt förhållande där de drar nytta av maten som deras värd tar och producerar enzymer som hjälper till med matsmältningen av dessa livsmedel..

Slutligen kan vissa arter fungera som opportunistiska parasiter och mata direkt på deras värd..

Sjukdomar

De flesta arter av Bacill de är inte patogena och har sällan förknippats med sjukdom hos människor eller andra djur. Mjältbrand är det mest kända tillstånd som orsakas av denna typ av bakterier, även om matförgiftning och opportunistiska infektioner orsakas av Bacillus cereus

Mjältbrand eller mjältbrand

Denna sjukdom är mycket smittsam och orsakas av bakterierna Bacillus anthracis. Det kan påverka olika delar av kroppen och dess patogenicitet beror på den drabbade vävnaden, infektionsformen och den tid det tar från infektion till behandling..

Bacillus anthracis-kultur, stam samlad i Kaimedo, Tokyo, Japan, plats för bioterrorismincidensen 1993. Hämtad och redigerad från: Centers for Disease Control, USA [Public domain].

Den mest aggressiva formen av sjukdomen är lungmjältbrand, som har en hög dödlighet. Det kan också attackera huden (kutan mjältbrand) eller matsmältningssystemet. Mjältbrand kan attackera alla varmblodiga djur, inklusive människor.

Slaktkroppar av djur som dödats av sjukdomen, liksom mark som är förorenad av avföring, eller blod från infekterade djur utgör reservoarer av sjukdomen.

Stekt ris syndrom

Det är ett hemetiskt syndrom som främst beror på konsumtionen av dåligt hanterat ris, även om det också kan förekomma på grund av konsumtionen av mejeriprodukter och andra livsmedel. Det orsakande medlet är bakterier Bacillus cereus.

Detta syndrom kännetecknas av förekomst av illamående och kräkningar, som uppträder 1 till 5 timmar efter att ha ätit förorenad mat. Magkramper kan också förekomma, men diarré är sällsynt..

Det är en självbegränsad sjukdom som vanligtvis inte varar mer än 48 timmar, där det är viktigt att undvika uttorkning, vila och undvika mejerikonsumtion medan symtomen på syndromet kvarstår..

Endoftalmitis

Endoftalmit är en ögoninfektion på grund av olika patogena organismer. Det inflammatoriska svaret hos det infekterade organet kan orsaka trauma i samma öga.

Olika bakteriearter är relaterade till denna sjukdom, en av de mest relevanta är Bacillus cereus, vars infektioner orsakar lesioner med reserverade prognoser.

Behandling av sjukdomen består av att ge patienten klindamycin eller vankomycin, dexametason rekommenderas också. Ibland kan sjukdomen äventyra synen. I dessa fall rekommenderas kirurgisk avlägsnande av glaskroppen..

Andra sjukdomar

Bakterier av släktet Bacill De är relaterade till olika sjukdomar som främst drabbar människor med nedsatt immunförsvar. Dessa sjukdomar inkluderar endokardit, bakteriemi, hud- och muskuloskeletala infektioner, liksom keratit..

Arten Bacillus megaterium, en av de största bakteriearterna som finns, kan orsaka hjärnabscesser.

Bacillus megatierium. Hämtad och redigerad från: Alexastely [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Användningar / applikationer

Probiotika

Enligt Världshälsoorganisationen är probiotika levande mikroorganismer som orsakar hälsoeffekter hos människor eller djur som konsumerar dem i tillräckliga mängder i kosten..

Vissa arter av Bacill används som probiotika, inklusive B. koagulaner. Bland fördelarna med att ta denna bakterie har forskare föreslagit att den lindrar symtomen på irritabelt tarmsyndrom. Lindrar också symtom på reumatoid artrit och flatulens.

En annan medlem i släktet som har användning som probiotikum är B. subtilis. Bland fördelarna med denna organism som probiotikum är lindring av tarminflammationer och urogenitala infektioner och stopp av diarré.

Sporerna av denna bakterie verkar å sin sida mot oxidativ stress orsakad av keratinocytis.

Biologisk kontroller

Bakterier av släktet Bacill de producerar en mängd olika ämnen med antibiotiska egenskaper som hämmar tillväxten av fytopatogena organismer, såsom icke-ribosomala cykliska lipopeptider och δ-endotoxiner. Det används också inom den farmakologiska industrin för att få antibiotika mot humana patogener..

Cirka 75% av de biopesticider som marknadsförs över hela världen produceras baserat på Bacill thuringiensis. Andra arter, såsom B. subtilis, B. pumilus Y B. amyloliquefaciens De används också kommersiellt, främst för produktion av fungicider.

Andra användningsområden

Industrin använder också bakterier av släktet Bacill för kommersiell produktion av enzymer och för produktion av tvättmedel. Dessutom är de bland de mest använda mikroorganismerna inom bland annat mikrobiologi, molekylärbiologi eller genteknik..

Livscykel för arter av släktet Bacill

Under adekvata näringsförhållanden, temperatur, pH, atmosfärskomposition, bland annat cellerna i Bacill växa och dela med binär fission, en form av asexuell reproduktion som består av DNA-duplicering, följt av uppdelning av cytoplasman med ett delande septum som går genom cellens centrum och ger upphov till två dotterceller.

Biverkningar

Men när miljöförhållandena är ogynnsamma genererar vegetativa celler endosporer, som är cellulära strukturer som inte innehåller ATP och har extremt latenta metabolismer, vilket ger motstånd..

Endosporer bildas i slutet av den exponentiella tillväxtfasen. Många andra faktorer är kända för att påverka bildningen av endosporer, såsom tillväxt temperatur, pH i omgivningen, luftning, närvaron av vissa mineraler och källor av kol, kväve och fosfor och deras koncentrationer. Ett annat inflytande är befolkningstätheten.

Steg vilande sporer-vegetativa celler

Omvandlingen av vilande sporer till vegetativa celler involverar tre steg: aktivering, groning och utväxt. Inaktivitet bryts av gynnsamma temperaturförändringar eller genom åldrande av celler.

Men många arter behöver inte sådan aktivering. Om sporen uppfyller lämpliga miljöförhållanden, utlöses spiring genom förlust av brytningsförmåga, snabb hydrolysering av cortex och nedbrytning av små syralösliga proteiner som ger motståndskraft mot ämnen. Kemikalier och strålning.

Protoplasten hos de grodda sporerna sväller synligt på grund av upptag av vatten, biosyntes återupptas och en ny vegetativ cell dyker upp från rotamsporskiktet, vilket ger upphov till en ny period av vegetativ reproduktion..

Exempel på arter av släktet Bacill

Bacillus cereus

Bacillus cereus

Denna art är en grampositiv bakterie som vanligen förekommer i jord, vatten och mat i alla tempererade områden i världen. Det är en fakultativ anaerob art som kan röra sig genom peritrika flageller.

Denna bakterie är en av de främsta syndarna i livsmedelsburna sjukdomar, med möjlighet till emetiskt syndrom eller toxiskt-infektiöst syndrom.. Bacillus cereus Det kan också orsaka olika icke-gastrointestinala sjukdomar, såsom endokardit, bakteremi, endoftalmit eller kroniska hudinfektioner bland andra..

Eftersom den har mycket resistenta endosporer, elimineras den inte med matlagning och elimineras inte heller genom frysning, men den senare stoppar dess tillväxt, så det är tillrådligt att använda temperaturer under 6 ° C om maten ska lagras. under långa perioder.

Bacillus anthracis

Bacillus anthracis

Det är en art av släktet som kännetecknas av att vara orörlig på grund av frånvaron av flagella, i motsats till vad som händer med resten av representanterna för släktet. Det är gram-positivt och fakultativt anaerobt.

Denna bakterie är ansvarig för mjältbrand och dess patogenicitet beror på två virulensfaktorer, en kapselpolypeptid som heter Substance P och ett proteinexotoxin som heter Factor B.

Det finns många stammar av denna bakterie, vars virulens varierar mellan dem. De mest virulenta stammarna har använts som biologiska vapen.

Bacillus subtilis

Bacillus subtilis

Grampositiva och katalaspositiva bakterier som bor i jorden. Den är stavformad med rundade kanter och är 2-3 mikron lång och 1 mikron bred. Denna bakterie är nästan uteslutande aerob men kan överleva i anoxiska miljöer..

Det anses vara säkert för människor, men det finns isolerade fall av matförgiftning förorenad med denna art. I dessa fall liknar symtomen de som förgiftning av Bacillus cereus.

Det är en av de mest studerade bakteriearterna och forskare anser att den är den Gram-positiva versionen av Escherichia coli. Det betraktas också som en modellorganism för laboratoriestudier, särskilt i studier av genetisk manipulation..

Bacillus subtilis producerar bactricin, ett bakteriedödande antibiotikum som är effektivt vid behandling av grampositiva bakterier, såsom Staphilococcus aureus. Det producerar också bioaktiva föreningar med svampdödande aktivitet och ämnen som används vid produktion av tvättmedel..

Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis

Grampositiv bacillus som lever i marken, växtytorna och i tarmarna på larverna från olika arter av fjärilar och malar. Det kännetecknas av att de under sporulationsprocessen producerar proteinkristaller som har insekticida egenskaper.

Tack vare dessa kristaller, kända som δ endotoxiner, sporerna av Bacillus thuringensis och proteinkristaller har använts som biopesticider i mer än 100 år.

Forskare har infört genetisk information om denna växt, genom genteknik, för olika växtarter, såsom potatis, bomull eller majs, så att växterna producerar ämnen med insektsdödande egenskaper..

Referenser

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearshall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologi. 2: a upplagan. Holt, Rinehart & Winston.
  2. S. Hogg (2005). Essentiell mikrobiologi. John Wiley & Sons, LTD.
  3. C. Lira. Bacillus cereus: egenskaper, morfologi, livsmiljö, smittsymptom, behandling. Återställd från: lifeder.com.
  4. B. López. Bacillus subtilis: egenskaper, morfologi, sjukdomar. Återställd från: lifeder.com.
  5. D. Fritz (2004). Taxonomi för släktet Bacillus och besläktade gener: De aeroba endosporebildande bakterierna. Fytopatoly
  6. P.C.B. Turnbull (1996). Kapitel 15. Bacillus. I: Baron S, redaktör. Medicinsk mikrobiologi. 4: e upplagan. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch i Galveston.
  7. Bacill. På Wikipedia. Återställd från en.wikipedia.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.