Pseudomonas: الخصائص ، والتطور والتصنيف ، والتشكل ، ودورة الحياة
Pseudomonas هو جنس من البكتيريا الموجودة في عائلة Pseudomonaceae. تم وضع الوصف الأول لهذه الكائنات الحية بواسطة عالم الفطريات الألماني والتر ميجولا في عام 1894.
تتميز هذه البكتيريا بأنها سلبية والغرام سلبية. لديهم شكل عصية مستقيمة أو تقديم انحناء معين. إنهم متنقلون بسبب وجود سوط رتيب (سوط واحد) أو مولتريكوس (سوط عدة). يميل السوط ليكون في وضع قطبي.
معظم أنواع الجنس هي أوكسيديز إيجابية وكاتالز. هناك خاصية أخرى تهم التعرف على المجموعة ، وهي محتوى GC في الحمض النووي الذي يتراوح من 58 إلى 72٪.
الزائفة لا تطور هياكل مقاومة ، مثل البوغ. أنها لا تقدم كبسولة تحيط الجدار أو إطالة أمد هذا و السيتوبلازم (prosteca) ، والتي تحدث في المجموعات البكتيرية الأخرى.
تمت دراسة دراسة Pseudomonas بشكل أساسي من قبل عالم الأحياء المجهرية الأرجنتيني نوربرتو باليروني. اقترح هذا الباحث فصل الجنس إلى خمس مجموعات بناءً على تماثل الرنا الريباسي.
حاليا ، يتم التعرف على 180 نوعا منفصل في ثلاثة عشر مجموعات مختلفة. يتم التعرف على بعض هذه المجموعات من خلال إنتاج الصباغ الفلوري المعروف باسم بيوفدين.
الخصائص العامة
توزيع
نظرًا لقدرتها الكبيرة على النمو في بيئات متنوعة ، فإن للجنس توزيعًا بيئيًا وجغرافيًا في كل مكان. تم العثور عليها في البيئات الأرضية والمائية. فهي كيميائية وتزرع بسهولة في وسائل الإعلام المغذية على أجار.
درجة الحرارة
تتراوح درجة الحرارة المثالية بين 25 و 30 درجة مئوية. ومع ذلك ، فقد تم العثور على الأنواع تنمو في درجات حرارة أقل من الصفر وغيرها فوق 50 درجة مئوية.
الأمراض
من بين الأنواع التي تشكل الجنس ، هناك بعض التي تسبب الأمراض في الحيوانات والبشر. وبالمثل ، العديد من الأنواع مسببة للأمراض من النباتات التي تسبب تعفن لينة.
تطبيقات
يمكن أن تكون الأنواع الأخرى مفيدة للغاية ، حيث ثبت أنها تحفز نمو النباتات ويمكن استخدامها كأسمدة. أيضا ، يمكن أن تتحلل المركبات التي تسببها الكائنات الحية الدقيقة (والتي ليست جزءًا من تكوين الكائنات الحية).
تشمل بعض الكائنات الحيوية التي يمكن أن تتحلل المواد الهيدروكربونية العطرية والكلورات والنترات. هذه الخصائص تجعل بعض الأنواع مفيدة للغاية في برامج المعالجة البيولوجية.
تلطيخ وتنفس
الأنواع الزائفة هي سلبية الغرام. هم أساسا الهوائية ، لذلك الأكسجين هو المستقبل النهائي للإلكترونات في التنفس.
يمكن لبعض الأنواع استخدام النترات كمقبلات بديلة للإلكترونات في ظل الظروف اللاهوائية. في هذه الحالة ، تقلل البكتيريا النترات إلى نيتروجين جزيئي.
تحديد
جميع أنواع السودوموناس إيجابية. هذا هو الانزيم الذي يحطم بيروكسيد الهيدروجين في الأكسجين والماء. معظم البكتيريا الهوائية تنتج هذا الانزيم.
داخل المجموعة هناك أنواع أكاسيداز إيجابية وسلبية. يعتبر وجود هذا الإنزيم مفيدًا في تحديد البكتيريا سالبة الجرام.
معظم الأنواع تتراكم السكاريد الجلوكوز كمادة احتياطية. ومع ذلك ، قد تقدم بعض المجموعات polyhydroxybutyrate (PHB) ، وهو منتج بوليمر لاستيعاب الكربون.
أصباغ
تقوم عدة أنواع من الزائفة بإنتاج أصباغ تم اعتبارها ذات أهمية تصنيفية.
من بين هذه الأنواع المختلفة من الفينازين. الأكثر شيوعا من هذا النوع هو الصباغ pioacin الأزرق. يعتبر أن هذا الصباغ يساهم في زيادة قدرة P. aeruginosa لاستعمار رئات المرضى الذين يعانون من التليف الكيسي.
يمكن أن تعطي الفينازينات الأخرى تصبغات خضراء أو برتقالية ، وهي مفيدة للغاية في تحديد بعض أنواع الجنس.
صبغة مميزة أخرى لبعض مجموعات Pseudomonas هي pioverdin. هذه تعطي ألوانًا خضراء مصفرة ، وهي نموذجية لما يسمى باسم Pseudomonas الفلورية.
Pioverdin له أهمية فسيولوجية كبيرة لأنه يعمل كأداة للكشف. هذا يعني أنه يمكن أن يصيد الحديد غير المتوفر ويذوبه في أشكال كيميائية يمكن تسخيرها بواسطة البكتيريا.
التطابق والتصنيف
تم وصف Pseudomonas لأول مرة في عام 1894 من قبل والتر ميجولا. أصل الاسم يعني وحدة زائفة. حاليا ، يتم التعرف على 180 نوعا في هذه المجموعة.
جنس يقع في عائلة Pseudomoneacae من ترتيب Pseudomonal. نوع الأنواع هو P. aeruginosa ، وهو واحد من أفضل الأنواع المعروفة في المجموعة.
كانت الخصائص المستخدمة من حيث المبدأ لوصف الجنس عامة جدًا ويمكن أن تشاركها مجموعات أخرى من البكتيريا.
بعد ذلك ، تم استخدام أحرف أكثر دقة لتحديد هذا النوع. من بين هذه يمكن ملاحظة: محتوى GC في الحمض النووي ، تصبغ ، ونوع المواد الاحتياطية من بين أمور أخرى.
في سبعينيات القرن العشرين ، أجرى أخصائي المجموعة نوربرتو باليروني ، مع باحثين آخرين ، دراسة عن الريبوسوم رينا. قرر هؤلاء أن الزائفة يمكن تقسيمها إلى خمس مجموعات متميزة وفقًا لتماثل الرنا الريباسي.
باستخدام تقنيات جزيئية أكثر دقة ، تم تحديد أن المجموعات II-V التي أنشأها Palleroni تتوافق مع مجموعات أخرى من البروتكتريا. حاليا يعتبر أن المجموعة الأولى فقط تتوافق مع Psedomonas sensoricto .
معظم الأنواع في هذه المجموعة تنتج بيوفرين. يمكن أن تساعد طريقة تخليق هذا الصباغ الحيوي وإفرازه في التمييز بين الأنواع عن بعضها البعض.
المجموعات في Pseudomonas senso
بناءً على تحليل تسلسل متعدد التركيز ، تم اقتراح تقسيم الزائفة إلى خمس مجموعات:
مجموعة P. fluorescens : هذا متنوع للغاية ، والأنواع هي نباتات نباتية ، موجودة في التربة والمياه وسطح النباتات. العديد من الأنواع تعزز نمو النباتات.
المجموعة P. syringae : وهي تتألف بشكل رئيسي من الأنواع التي تسبب أمراض النبات. يتم التعرف على أكثر من 50 مسببات الأمراض (سلالات من البكتيريا مع درجات مختلفة من الإمراض).
مجموعة P. putida : توجد أنواع هذه المجموعة في التربة ، وجذور المحيطات من النباتات المختلفة وفي الماء. لديهم قدرة عالية على تدهور المواد.
المجموعة P stutzeri : هذه البكتيريا ذات أهمية كبيرة في دورة المغذيات وتشكل تنوعًا جينيًا عاليًا.
المجموعة P aeruginosa : تقدم هذه المجموعة الأنواع التي تشغل بيئات متنوعة ، بما في ذلك مسببات الأمراض البشرية.
ومع ذلك ، في دراسة جزيئية أكثر حداثة ، يُقترح تقسيم الجنس إلى ثلاثة عشر مجموعة تتكون من اثنين إلى أكثر من ستين نوعًا.
أكبر مجموعة هي مجموعة P. fluorescens ، والذي يتضمن أنواع الأنواع المستخدمة على نطاق واسع في برامج المعالجة البيولوجية. هناك نوع آخر من الاهتمام في هذه المجموعة هو P. mandelii ، الذي ينمو في أنتاركتيكا وقد ثبت أنه مقاوم للغاية للمضادات الحيوية.
مورفولوجيا
العصيّات مستقيمة إلى منحنية قليلاً ، يتراوح طولها بين 0.5 و 1 ميكرون × 1.5 - 5 ميكرون. ليسوا قادرين على تكوين وتجميع حبيبات polyhydroxybutyrate في وسط زراعة النيتروجين المنخفض. هذا يميزهم عن البكتيريا الهوائية الأخرى.
يتكون المغلف الخلوي من الغشاء الخلوي ، وجدار الخلية والغشاء الخارجي الذي يغطي الأخير.
جدار الخلية نموذجي من البكتيريا سالبة الجرام ، كونها رقيقة وتتكون من ببتيدوغليكان. يفصل الغشاء الخلوي السيتوبلازم عن المكونات الأخرى لمغلف الخلية. يتكون من طبقة ثنائية الدهون.
يتكون الغشاء الخارجي من دهن يسمى عديد السكاريد الشحمي الذي يحتوي على سلاسل هيدروكربونية. هذا الغشاء هو حاجز ضد مرور الجزيئات مثل المضادات الحيوية التي يمكن أن تسبب أضرارا للخلية. من ناحية أخرى ، يسمح بمرور العناصر الغذائية اللازمة لعمل البكتيريا.
يتم إعطاء قدرة الغشاء الخارجي على تمرير بعض المواد وليس غيرها من خلال وجود خزانات. هم البروتينات الهيكلية للغشاء.
الآفات
توجد السوط في الجنس بشكل عام في وضع قطبي ، على الرغم من أنه في بعض الحالات يمكن أن يكون شبه قطبي. في بعض سلالات P. stutzeri وغيرها من الأنواع لوحظ الوحشي الجانبية.
عدد فلاجيليا مهم من الناحية التصنيفية. قد يكون هناك سوط (أحادي) أو عدة (multitrico). في نفس النوع ، قد يختلف عدد السوط.
في بعض الأنواع ، لوحظ وجود fimbrias (ملحق البروتين الأرق والأقصر من السوط) ، وهو ما يتوافق مع إكتشافات الغشاء السيتوبلازمي.
في P. aeruginosa ، يبلغ طول الفيمبريا حوالي 6 نانومتر ، وهو قابل للسحب ويعمل كمستقبلات للعديد من البكتيريا (الفيروسات التي تصيب البكتيريا). يمكن أن يسهم ال fimbrias في الالتصاق بالبكتيريا للخلايا الظهارية في المضيف.
دورة الحياة
تتكاثر الأنواع الزائفة ، مثلها في ذلك مثل جميع البكتيريا ، عن طريق الانشطار الثنائي ، وهو نوع من التكاثر اللاجنسي.
في المرحلة الأولى من الانشطار الثنائي ، تدخل البكتيريا في عملية ازدواج الحمض النووي. هذه تمثل كروموسوم دائري واحد يبدأ بنسخه بواسطة نشاط إنزيمات النسخ المتماثل.
تنتقل الكروموسومات المكررة إلى نهايات الخلية ، ثم يتم إنشاء الحاجز وإنشاء جدار خلية جديد لتشكيل الخلايا الابنتين.
وقد لوحظت العديد من آليات إعادة التركيب الوراثي في أنواع الزائفة . هذا يضمن حدوث التباين الوراثي في كائنات التكاثر اللاجنسي.
من بين هذه الآليات التحول (يمكن لشظايا الحمض النووي الخارجي أن تدخل البكتيريا). البعض الآخر هو نقل (تبادل الحمض النووي بين البكتيريا عن طريق فيروس) وبالتزامن (نقل الحمض النووي من بكتيريا المانحة إلى المتلقي).
البلازميدات
البلازميدات هي جزيئات الدنا الصغيرة التي تحدث في البكتيريا. يتم فصل هذه من الكروموسوم وتكرارها ونقلها بشكل مستقل.
في Pseudomonas ، تؤدي البلازميدات وظائف متنوعة مثل عوامل الخصوبة ومقاومة العديد من العوامل. بالإضافة إلى ذلك ، توفر بعض القدرة على تدهور مصادر الكربون غير عادية.
يمكن أن توفر البلازميدات مقاومة للمضادات الحيوية المختلفة مثل الجنتاميسين والستربتومايسين والتتراسيكلين ، وغيرها. من ناحية أخرى ، يقاوم البعض العوامل الكيميائية والفيزيائية المختلفة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية.
وبالمثل ، يمكن أن تساعد في تجنب عمل البكتيريا المختلفة. وبالمثل ، فإنها تعطي مقاومة ضد البكتيريا (السموم التي تنتجها البكتيريا لمنع نمو البكتيريا المماثلة الأخرى).
موطن
يمكن أن تتطور أنواع السودوموناس في بيئات مختلفة. تم العثور عليها في كل من النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية.
درجة الحرارة المثالية لتطوير الجنس هي 28 درجة مئوية ، ولكن الأنواع مثل P. psychrophila يمكن أن تنمو في نطاق من -1 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية. P. thermotolerans قادرة على تطوير عند درجة حرارة 55 درجة مئوية.
لا يتحمل أي نوع من الجنس درجة الحموضة أقل من 4.5. يمكن أن تنمو على وسائط تحتوي على أيونات نترات الأمونيوم كمصدر للنيتروجين. أنها تتطلب فقط مركب عضوي بسيط كمصدر للكربون والطاقة.
تم العثور على ما لا يقل عن تسعة أنواع من الزائفة تنمو في القارة القطبية الجنوبية. في حين أن الأنواع P. syringae ارتبطت بوجود دورة المياه في مياه الأمطار والثلوج والسحب.
الأمراض
يمكن أن تسبب أنواع الزائفة أمراضًا مختلفة في النباتات والحيوانات والبشر.
الأمراض في الحيوانات والبشر
بشكل عام ، يُعتبر أن الأنواع من الجنس لها ضراوة منخفضة ، لأنها تميل إلى أن تكون من الخلايا البدينة. هذه هي انتهازية وتميل إلى التسبب في الأمراض في المرضى الذين يعانون من مقاومة منخفضة للعدوى. وعادة ما تكون موجودة في المسالك البولية والجهاز التنفسي والجروح والدم.
أكثر الأنواع التي تؤثر على البشر هي P. aeruginosa . إنه نوع انتهازي يهاجم المرضى الذين يعانون من كبت المناعة ، والذين عانوا من حروق شديدة أو يخضعون للعلاج الكيميائي.
P. aeruginosa يهاجم بشكل رئيسي الجهاز التنفسي. في المرضى الذين يعانون من توسع القصبات (توسع القصبات الهوائية) يولد كمية كبيرة من البلغم ويمكن أن تكون قاتلة.
وقد تبين أن P. entomophila هو أحد مسببات الأمراض من ذبابة الفاكهة السوداء ( ذبابة الفاكهة). يبتلعها البلع ويهاجم الخلايا الظهارية لأمعاء الحشرة التي يمكن أن تسبب الوفاة.
تم العثور على P.clecoglossicida كمسبّب للأمراض ayu ( Plecoglossus altivelis ) . تسبب البكتيريا استسقاء نزفي (تراكم السوائل في التجويف البريتوني) في الأسماك.
الأمراض في النباتات
الأنواع المسببة للأمراض النباتية من الزائفة هي سبب تنوع كبير في الأمراض. هذه يمكن أن تولد آفات نخرية أو بقع على السيقان والأوراق والفواكه. كما يمكن أن تسبب الخياشيم والفساد والتهابات الأوعية الدموية.
مجموعة من P. syringae تهاجم بشكل رئيسي على مستوى الأوراق. على سبيل المثال ، في البصل يمكنهم إنتاج بقع الأوراق وتعفن المصباح.
في شجرة الزيتون ( Olea europea ) ، الأنواع P. savastanoi هي العامل المسبب لمرض السل في شجرة الزيتون التي تتميز بتكوين الأورام. تتشكل هذه الأورام بشكل رئيسي في السيقان والبراعم وفي بعض الأحيان في الأوراق والفواكه والجذور. أنها تسبب تساقط الأوراق ، وانخفاض في حجم النبات والموت في وقت لاحق.
