Karakteristik pseudomonas, filogeni dan taksonomi, morfologi, siklus hidup

Pseudomonas adalah genus bakteri yang terletak di keluarga Pseudomonaceae. Deskripsi pertama mikroorganisme ini dibuat oleh ahli mikologi Jerman Walter Migula pada tahun 1894.

Bakteri ini ditandai dengan menjadi aerob dan Gram negatif. Mereka memiliki bentuk basil lurus atau menyajikan kelengkungan tertentu. Mereka bergerak karena adanya flagella monotonik (satu flagel) atau multitricos (beberapa flagela). Flagel cenderung berada di posisi kutub.

Sebagian besar spesies genus adalah oksidase dan katalase positif. Karakteristik lain yang menarik untuk mengenali kelompok, adalah kandungan GC dalam DNA yang naik dari 58 - 72%.

Pseudomonas tidak mengembangkan struktur resistensi, seperti spora. Mereka tidak menyajikan kapsul yang mengelilingi dinding atau perpanjangan ini dan sitoplasma (prosteca), yang terjadi pada kelompok bakteri lain.

Studi tentang Pseudomonas Ini telah diatasi terutama oleh ahli mikrobiologi Argentina Norberto Palleroni. Peneliti ini mengusulkan untuk memisahkan genus menjadi lima kelompok berdasarkan homologi rRNA.

Saat ini, 180 spesies terpisah diakui dalam tiga belas kelompok berbeda. Beberapa kelompok ini diakui oleh produksi pigmen fluoresen yang dikenal sebagai pioverdin.

Indeks

• 1 Karakteristik umum
  • 1.1 Distribusi
  • 1.2 Suhu
  • 1.3 Penyakit
  • 1.4 Aplikasi
  • 1.5 Pewarnaan dan pernapasan
  • 1.6 Identifikasi
• 2 Pigmen
• 3 Filogeni dan taksonomi
• 4 Grup di Pseudomonas senso stricto
• 5 Morfologi
  • 5.1 Flagella
• 6 siklus hidup
  • 6.1 Plasmid
• 7 Habitat
• 8 Penyakit
  • 8.1 Penyakit pada hewan dan manusia
• 9 Penyakit pada tanaman
• 10 Referensi

Karakteristik umum

Distribusi

Karena kapasitasnya yang besar untuk tumbuh di lingkungan yang beragam, genus memiliki distribusi ekologi dan geografis di mana-mana. Mereka telah ditemukan di lingkungan darat dan perairan. Mereka kemotrofik dan mudah tumbuh di media kultur bergizi pada agar.

Suhu

Kisaran suhu idealnya adalah antara 25 dan 30 ° C. Namun, spesies telah ditemukan tumbuh pada suhu di bawah nol dan yang lainnya di atas 50 ° C.

Penyakit

Di antara spesies yang membentuk genus, ada beberapa yang menyebabkan penyakit pada hewan dan manusia. Demikian juga, banyak spesies tanaman patogen yang menyebabkan busuk lunak.

Aplikasi

Spesies lain dapat sangat berguna, karena telah terbukti merangsang pertumbuhan tanaman dan dapat digunakan sebagai pupuk. Mereka juga dapat mendegradasi senyawa xenobiotik (yang bukan bagian dari komposisi organisme hidup).

Beberapa xenobiotik yang dapat terdegradasi termasuk hidrokarbon aromatik, klorat dan nitrat. Sifat-sifat ini membuat beberapa spesies sangat berguna dalam program bioremediasi.

Pewarnaan dan pernapasan

Spesies dari Pseudomonas Mereka adalah Gram negatif. Mereka terutama aerobik, jadi oksigen adalah reseptor terakhir dari elektron dalam pernapasan.

Beberapa spesies dapat menggunakan nitrat sebagai akseptor elektron alternatif dalam kondisi anaerob. Dalam hal ini, bakteri mengurangi nitrat menjadi nitrogen molekul.

Identifikasi

Semua spesies Pseudomonas Mereka adalah katalase positif. Ini adalah enzim yang memecah hidrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Sebagian besar bakteri aerob menghasilkan enzim ini.

Di dalam kelompok terdapat spesies oksidase positif dan negatif. Kehadiran enzim ini dianggap berguna dalam identifikasi bakteri Gram negatif.

Sebagian besar spesies menumpuk polisakarida glukosa sebagai zat cadangan. Namun, beberapa kelompok mungkin memiliki polihidroksibutirat (PHB), yang merupakan produk polimer dari asimilasi karbon.

Pigmen

Berbagai spesies Pseudomonas menghasilkan pigmen yang dianggap penting secara taksonomi.

Di antaranya adalah berbagai jenis phenazine. Yang paling umum dari jenis ini adalah pigmen pioacin biru. Diperkirakan pigmen ini berkontribusi untuk meningkatkan kapasitas P. aeruginosa menjajah paru-paru pasien dengan fibrosis kistik.

Phenazine lain dapat memberikan pigmen hijau atau oranye, yang sangat berguna dalam identifikasi beberapa spesies genus.

Karakteristik pigmen lain dari beberapa kelompok Pseudomonas Itu pioverdin. Ini memberikan warna hijau kekuningan dan khas dari apa yang disebut Pseudomonas berpendar.

Pioverdin memiliki kepentingan fisiologis yang besar karena bertindak sebagai siderofor. Ini berarti bahwa ia dapat menjebak besi yang tidak tersedia dan melarutkannya dalam bentuk kimia yang dapat dimanfaatkan oleh bakteri.

Filogeni dan taksonomi

Pseudomonas Ini pertama kali dijelaskan pada tahun 1894 oleh Walter Migula. Etimologi dari nama itu berarti persatuan palsu. Saat ini 180 spesies diakui dalam grup ini.

Genus terletak di keluarga Pseudomoneacae dari ordo Pseudomonal. Jenisnya adalah P. aeruginosa, yang merupakan salah satu yang paling terkenal di grup.

Karakteristik yang digunakan pada prinsipnya untuk menggambarkan genus sangat umum dan dapat dibagi oleh kelompok bakteri lain.

Selanjutnya, karakter yang lebih tepat digunakan untuk menentukan genre. Di antara ini dapat dicatat: isi GC dalam DNA, pigmentasi, dan jenis zat cadangan antara lain.

Pada 70-an abad ke-20, spesialis kelompok Norberto Palleroni, bersama dengan peneliti lain, melakukan penelitian RNA ribosom. Ini menentukan itu Pseudomonas dapat dipisahkan menjadi lima kelompok yang berbeda sesuai dengan homologi rRNA.

Dengan menggunakan teknik molekuler yang lebih tepat, ditentukan bahwa kelompok II-V yang didirikan oleh Palleroni sesuai dengan kelompok lain Proteobacteria. Saat ini dianggap bahwa hanya grup I yang bersesuaian Psedomonas senso stricto.

Sebagian besar spesies dalam kelompok ini menghasilkan pioverdin. Cara untuk mensintesis dan mensekresi pigmen ini dapat membantu membedakan spesies dari satu sama lain.

Grup dalam Pseudomonas senso stricto

Berdasarkan analisis urutan multilokus telah diusulkan itu Pseudomonas Ini akan dipisahkan menjadi lima kelompok:

Grup P. fluorescens: ini sangat beragam dan spesiesnya adalah saprophytes, hadir di tanah, air dan permukaan tanaman. Banyak spesies mempromosikan pertumbuhan tanaman.

Grup P. syringae: terdiri terutama dari spesies yang fitopatogen. Lebih dari lima puluh patovar dikenali (strain bakteri dengan derajat patogenisitas berbeda).

Grup P. putida: spesies kelompok ini ditemukan di tanah, rizosfer berbagai tanaman dan di dalam air. Mereka memiliki kapasitas tinggi untuk degradasi zat.

Grup P. stutzeri: bakteri ini sangat penting dalam siklus nutrisi dan menghadirkan keragaman genetik yang tinggi.

Grup P aeruginosa: kelompok ini menyajikan spesies yang menempati habitat yang berbeda, termasuk patogen manusia.

Namun, dalam studi molekuler yang lebih baru, diusulkan bahwa gender dipisahkan menjadi tiga belas kelompok yang terdiri dari dua hingga lebih dari enam puluh spesies..

Kelompok terbesar adalah P. fluorescens, yang termasuk jenis spesies yang banyak digunakan dalam program bioremediasi. Spesies lain yang menarik dalam kelompok ini adalah P. mandelii, yang tumbuh di Antartika dan telah terbukti sangat resisten terhadap antibiotik.

Morfologi

Basil lurus ke sedikit melengkung, lebar 0,5-1 μm x 1,5 - 5 m panjang. Mereka tidak dapat membentuk dan mengakumulasi butiran polihidroksibutirat dalam media kultur nitrogen rendah. Ini membedakan mereka dari bakteri aerob lain.

Amplop seluler terdiri dari membran sitoplasma, dinding sel, dan membran luar yang menutupi yang terakhir.

Dinding sel adalah tipikal dari bakteri Gram negatif, menjadi tipis dan tersusun dari peptidoglikan. Membran sitoplasma memisahkan sitoplasma dari komponen lain dari sel amplop. Ini dibentuk oleh bilayer lipid.

Membran luar terdiri dari lipid yang disebut lipopolysaccharide yang memiliki rantai hidrokarbon. Membran ini merupakan penghalang terhadap lewatnya molekul seperti antibiotik yang dapat menyebabkan kerusakan pada sel. Di sisi lain, memungkinkan lewatnya nutrisi yang dibutuhkan untuk berfungsinya bakteri.

Kemampuan membran luar untuk melewati beberapa zat dan bukan yang lain, diberikan oleh adanya porin. Mereka adalah protein struktural dari membran.

Flagella

Flagela dalam genus umumnya terletak di posisi kutub meskipun dalam beberapa kasus dapat menjadi sub-kutub. Dalam beberapa strain  P. stutzeri dan flagela lateral spesies lain diamati.

Jumlah flagela penting secara taksonomi. Flagellum (monotrik) atau beberapa (multitrico) mungkin ada. Pada spesies yang sama jumlah flagela dapat menunjukkan variasi.

Pada beberapa spesies, keberadaan fimbria (protein lebih tipis dan lebih pendek dari flagel) telah diamati, sesuai dengan evaginasi membran sitoplasma..

Masuk  P. aeruginosa Lebar fimbrias sekitar 6 nm, dapat ditarik dan bertindak sebagai reseptor untuk beberapa bakteriofag (virus yang menginfeksi bakteri). Fimbrias dapat berkontribusi pada adhesi bakteri pada sel epitel inangnya.

Siklus hidup

Spesies dari Pseudomonas, Seperti semua bakteri, mereka bereproduksi dengan pembelahan biner, sejenis reproduksi aseksual.

Pada fase pertama pembelahan biner, bakteri memasuki proses duplikasi DNA. Ini menyajikan kromosom melingkar tunggal yang mulai disalin oleh aktivitas enzim replikasi.

Kromosom yang direplikasi pergi ke ujung sel, kemudian septum dihasilkan dan dinding sel baru dibuat untuk membentuk dua sel anak..

Dalam spesies Pseudomonas Beberapa mekanisme rekombinasi genetik telah diamati. Ini menjamin terjadinya variabilitas genetik pada organisme reproduksi aseksual.

Di antara mekanisme ini adalah transformasi (fragmen DNA eksogen dapat memasuki bakteri). Lainnya adalah transduksi (pertukaran DNA antara bakteri dengan virus) dan konjungsi (transfer DNA dari bakteri donor ke penerima).

Plasmid

Plasmid adalah molekul DNA sirkular kecil yang terjadi pada bakteri. Ini dipisahkan dari kromosom dan direplikasi dan ditransmisikan secara independen.

Masuk Pseudomonas Plasmid memenuhi beragam fungsi seperti faktor kesuburan dan resistensi terhadap beberapa agen. Selain itu, beberapa menyediakan kemampuan untuk mendegradasi sumber karbon yang tidak biasa.

Plasmid dapat memberikan resistensi terhadap berbagai antibiotik seperti gentamisin, streptomisin, dan tetrasiklin. Di sisi lain, beberapa tahan terhadap berbagai bahan kimia dan fisik seperti, misalnya, radiasi ultraviolet.

Demikian juga, mereka dapat membantu untuk menghindari aksi bakteriofag yang berbeda. Demikian juga, mereka memberikan resistensi terhadap bakteriosin (racun yang diproduksi oleh bakteri untuk menghambat pertumbuhan sejenis lainnya).

Habitat

Spesies dari Pseudomonas mereka dapat berkembang di lingkungan yang berbeda. Mereka telah ditemukan di ekosistem darat dan perairan.

Suhu ideal untuk pengembangan genus adalah 28 ° C, tetapi spesies suka P. psychrophila dapat tumbuh dalam kisaran -1 ° C hingga 45 ° C. P. thermotolerans Itu mampu berkembang pada suhu 55 ° C.

Tak satu pun dari spesies genus yang mentoleransi pH kurang dari 4,5. Mereka dapat tumbuh pada media yang mengandung ion amonium nitrat sebagai sumber nitrogen. Mereka hanya membutuhkan senyawa organik sederhana sebagai sumber karbon dan energi.

Setidaknya sembilan spesies Pseudomonas tumbuh di Antartika. Sedangkan spesiesnya P. syringae telah dikaitkan dengan siklus air yang hadir di air hujan, salju, dan awan.

Penyakit

Spesies dari Pseudomonas dapat menyebabkan berbagai penyakit pada tumbuhan, hewan dan manusia.

Penyakit pada hewan dan manusia

Secara umum dianggap bahwa spesies genus memiliki virulensi yang rendah, karena mereka cenderung menjadi saprofit. Ini oportunistik dan cenderung menyebabkan penyakit pada pasien dengan resistensi rendah terhadap infeksi. Mereka biasanya hadir di saluran kemih, saluran pernapasan, luka dan darah.

Spesies yang paling mempengaruhi manusia adalah P. aeruginosa. Ini adalah spesies oportunistik yang menyerang pasien yang tertekan kekebalannya, yang telah menderita luka bakar parah atau sedang menjalani kemoterapi..

P. aeruginosa Ini terutama menyerang saluran pernapasan. Pada pasien dengan bronkiektasis (pelebaran bronkus) menghasilkan jumlah dahak yang tinggi dan dapat mematikan.

Sudah terbukti itu P. entomophila itu patogen Drosophila melanogaster (lalat buah). Ditelan dengan menelan dan menyerang sel-sel epitel usus serangga, yang dapat menyebabkan kematian..

P. plecoglossicida telah ditemukan sebagai patogen dari ikan ayu (Plecoglossus altivelis). Bakteri menyebabkan asites hemoragik (akumulasi cairan di rongga peritoneum) pada ikan.

Penyakit pada tanaman

Spesies fitopatogenik dari Pseudomonas mereka menyebabkan beragam penyakit. Ini dapat menghasilkan lesi nekrotik atau noda pada batang, daun dan buah-buahan. Mereka juga dapat menghasilkan insang, pembusukan dan infeksi pembuluh darah.

Grup dari P. syringae serangan terutama pada tingkat daun. Misalnya, dalam bawang mereka dapat menghasilkan bercak daun dan umbi busuk.

Di pohon zaitun (Gelombang Eropaspesies P. savastanoi Ini adalah agen penyebab TBC zaitun yang ditandai dengan pembentukan tumor. Tumor ini terbentuk terutama di batang, kuncup dan kadang-kadang di daun, buah dan akar. Mereka menyebabkan defoliasi, penurunan ukuran tanaman dan kematian kemudian.

 Referensi

1. Menikah MC, Urban N, R Díaz dan A Díaz (2015) Tuberkulosis pohon zaitun: studi in vitro tentang efek fungisida yang berbeda pada enam galur Pseudomonas savastonoi. Actas Simposio Expoliva, Jaén, Spanyol, 6 - 8 Mei.
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 dan J Loper (2018) Sejarah evolusi berbasis genome dari Pseudomonas spp. Mikrobiologi Lingkungan 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall dan J Olivares-Pacheco (2018) Karakterisasi fenotipik dan genotipik dari novel multiantibiotik yang resisten terhadap alginat, alergat hiperproduksi Pseudomonas mandelii terisolasi di Antartika. Biola Polar 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: musuh yang berbahaya Acta Bioquím Clin. Latinoam. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto dan H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicide sp. November, agen penyebab asites hemoragik bakteri ayu, Plecoglossus altivelis. Jurnal Internasional Mikrobiologi Sistematis dan Evolusi. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ dan M Doudoroff (1972) Beberapa properti dan sub-divisi taksonomi dari genus Pseudomonas. Annu. Pendeta Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Dalam: Whitman WB (editor) Manual Bergey tentang Sistematika Archaea dan Bakteri. John Wiley & Sons, Inc., bekerja sama dengan Bergey's Manual Trust.