PSEUDOMONAS: الخصائص ، التشكل ، دورة الحياة - مادة الاحياء - 2026

Pseudomonas هو جنس من البكتيريا في عائلة Pseudomonaceae. تم تقديم الوصف الأول لهذه الكائنات الحية الدقيقة بواسطة عالم الفطريات الألماني والتر ميغولا في عام 1894.

تتميز هذه البكتيريا بأنها هوائية وسالبة الجرام. فهي على شكل قضيب مستقيم أو لها انحناء معين. هم متنقلون بسبب وجود سوط أحادي (سوط واحد) أو multitricus (عدة سوط). يميل الجلد إلى أن يكون في الوضع القطبي.

صورة لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa. المؤلف: جانيس هاني كار مزودي المحتوى: CDC / جانيس هاني كار ، عبر ويكيميديا ​​كومنز.

معظم الأنواع في الجنس هي أوكسيديز والكتلاز موجبة. خاصية أخرى مهمة للتعرف على المجموعة هي محتوى GC في الحمض النووي الذي يتراوح بين 58 - 72٪.

لا يطور الزوائف هياكل مقاومة ، مثل الجراثيم. لا يقدمون كبسولة تحيط بالجدار أو امتدادات لها والسيتوبلازم (البروستا) ، والتي تحدث في مجموعات بكتيرية أخرى.

تم تناول دراسة Pseudomonas بشكل أساسي من قبل عالم الأحياء الدقيقة الأرجنتيني نوربرتو باليروني. اقترح هذا الباحث فصل الجنس إلى خمس مجموعات بناءً على تناظر الرنا الريباسي.

حاليًا ، تم التعرف على حوالي 180 نوعًا مقسمة إلى 13 مجموعة مختلفة. يتم التعرف على بعض هذه المجموعات من خلال إنتاج الصبغة الفلورية المعروفة باسم pyoverdin.

الخصائص العامة

توزيع

نظرًا لقدرته 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 على وسائط زراعة أجار المغذيات.

درجة الحرارة

نطاق درجة الحرارة المثالي هو 25-30 درجة مئوية. ومع ذلك ، تم العثور على أنواع تنمو في درجات حرارة أقل من الصفر وأنواع أخرى أعلى من 50 درجة مئوية.

الأمراض

من بين الأنواع التي يتكون منها الجنس ، هناك بعض الأنواع التي تسبب الأمراض للحيوانات والبشر. وبالمثل ، فإن العديد من الأنواع هي مسببات الأمراض النباتية التي تسبب ما يسمى بالعفن الناعم.

التطبيقات

يمكن أن تكون الأنواع الأخرى مفيدة للغاية ، حيث ثبت أنها تحفز نمو النبات ويمكن استخدامها كأسمدة. يمكنهم أيضًا تحطيم المركبات الغريبة الحيوية (التي ليست جزءًا من تكوين الكائنات الحية).

من بين بعض المواد الغريبة الحيوية التي يمكن أن تتحلل ، تبرز الهيدروكربونات العطرية والكلورات والنترات. هذه الخصائص تجعل بعض الأنواع مفيدة للغاية في برامج المعالجة الحيوية.

تلطيخ وتنفس

أنواع Pseudomonas سلبية الغرام. إنها هوائية بشكل أساسي ، لذا فإن الأكسجين هو المستقبل الأخير للإلكترونات في التنفس.

يمكن لبعض الأنواع استخدام النترات كمستقبلات إلكترونية بديلة في ظل الظروف اللاهوائية. في هذه الحالة ، تقلل البكتيريا النترات إلى نيتروجين جزيئي.

هوية شخصية

جميع أنواع Pseudomonas إيجابية الكاتلاز. هذا هو الإنزيم الذي يكسر بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء. تنتج معظم البكتيريا الهوائية هذا الإنزيم.

يوجد داخل المجموعة أنواع أوكسيديز إيجابية وسلبية. يعتبر وجود هذا الإنزيم مفيدًا في التعرف على البكتيريا سالبة الجرام.

تتراكم معظم الأنواع على عديد السكاريد الجلوكوز كمواد احتياطية. ومع ذلك ، قد تحتوي بعض المجموعات على بولي هيدروكسي بوتيرات (PHB) ، وهو منتج بوليمر لامتصاص الكربون.

أصباغ

تنتج أنواع مختلفة من Pseudomonas أصباغ تعتبر ذات أهمية تصنيفية.

من بين هذه الأنواع المختلفة من الفينازينات. الأكثر شيوعًا من هذا النوع هو الصباغ الأزرق. ويعتقد أن هذه الصبغة تساهم في زيادة قدرة P. الزنجارية على استعمار رئتي مرضى التليف الكيسي.

يمكن أن تعطي الفينازينات الأخرى تصبغات خضراء أو برتقالية ، وهي مفيدة جدًا في تحديد بعض الأنواع من الجنس.

الصباغ المميز الآخر لبعض مجموعات Pseudomonas هو pyoverdin. هذه تعطي ألوانًا خضراء مصفرة وهي نموذجية لما يسمى Pseudomonas الفلوري.

Pyoverdin له أهمية فسيولوجية كبيرة لأنه يعمل كحامل للفئران. هذا يعني أنه يمكن أن يحبس الحديد غير المتوفر ويذوب في أشكال كيميائية يمكن أن تستخدمها البكتيريا.

علم الوراثة والتصنيف

تم وصف Pseudomonas لأول مرة في عام 1894 بواسطة Walter Migula. أصل اسم الاسم يعني الوحدة الخاطئة. حاليا 180 نوعا معترف بها في هذه المجموعة.

يقع الجنس في عائلة Pseudomoneacae من رتبة Pseudomonales. النوع هو P. aeruginosa ، وهو أحد الأنواع المعروفة في المجموعة.

كانت الخصائص المستخدمة من حيث المبدأ لوصف الجنس عامة جدًا ويمكن أن تشترك فيها مجموعات أخرى من البكتيريا.

في وقت لاحق ، بدأ استخدام شخصيات أكثر دقة لتعريف الجنس. وتشمل هذه: محتوى GC في الحمض النووي ، والتصبغ ، ونوع المادة الاحتياطية ، من بين أمور أخرى.

في السبعينيات من القرن العشرين ، أجرى اختصاصي المجموعة نوربرتو باليروني ، مع باحثين آخرين ، دراسة حول الحمض النووي الريبوزي. لقد قرروا أن Pseudomonas يمكن فصلها إلى خمس مجموعات مختلفة بناءً على تناظر الرنا الريباسي.

باستخدام تقنيات جزيئية أكثر دقة ، تم تحديد أن المجموعات II-V التي أنشأها Palleroni تتوافق مع مجموعات أخرى من Proteobacteria. حاليًا ، تعتبر المجموعة الأولى فقط متوافقة مع Psedomonas بالمعنى الضيق.

تنتج معظم الأنواع في هذه المجموعة pyoverdin. يمكن أن تساعد الطريقة التي يتم بها تصنيع هذا الصباغ وإفرازه في تمييز الأنواع عن بعضها البعض.

المجموعات في

بناءً على تحليل تسلسل متعدد التركيز ، تم اقتراح فصل الزوائف إلى خمس مجموعات:

مجموعة P. fluorescens: وهي شديدة التنوع وأنواعها رمية موجودة في التربة والمياه وأسطح النبات. العديد من الأنواع تعزز نمو النبات.

مجموعة P. syringae: تتكون أساسًا من الأنواع المسببة للأمراض النباتية. تم التعرف على أكثر من خمسين ممرضًا (سلالات من البكتيريا بدرجات متفاوتة من الإمراضية).

مجموعة P. putida: تتواجد أنواع هذه المجموعة في التربة وجذور النباتات المختلفة وفي الماء. لديهم قدرة عالية على تكسير المواد.

مجموعة P stutzeri: هذه البكتيريا لها أهمية كبيرة في دورة المغذيات ولها تنوع جيني عالٍ.

المجموعة P الزنجارية: في هذه المجموعة توجد أنواع تحتل موائل مختلفة ، بما في ذلك مسببات الأمراض البشرية.

ومع ذلك ، في دراسة جزيئية أحدث ، يُقترح أن يتم فصل الجنس إلى ثلاثة عشر مجموعة تتكون من نوعين إلى أكثر من ستين نوعًا.

أكبر مجموعة هي P. المتألقة ، والتي تشمل الأنواع المستخدمة على نطاق واسع في برامج المعالجة الحيوية. هناك نوع آخر من الأنواع المهمة في هذه المجموعة هو P. mandelii ، الذي ينمو في القارة القطبية الجنوبية وقد ثبت أنه شديد المقاومة للمضادات الحيوية.

علم التشكل المورفولوجيا

العصيات مستقيمة إلى منحنية قليلاً ، عرضها 0.5 - 1 ميكرومتر × 1.5-5 ميكرون طويلة. إنهم غير قادرين على تكوين حبيبات بولي هيدروكسي بوتيرات وتجميعها في وسط ثقافة منخفضة النيتروجين. هذا يميزهم عن البكتيريا الهوائية الأخرى.

يتكون غلاف الخلية من الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية والغشاء الخارجي الذي يغطي الأخير.

جدار الخلية نموذجي للبكتيريا سالبة الجرام ، حيث يكون رقيقًا ويتكون من الببتيدوغليكان. يفصل الغشاء السيتوبلازمي السيتوبلازم عن المكونات الأخرى لغلاف الخلية. يتكون من طبقة ثنائية الدهون.

يتكون الغشاء الخارجي من مادة دهنية تسمى عديدات السكاريد الدهنية التي تحتوي على سلاسل هيدروكربونية. يعتبر هذا الغشاء حاجزًا ضد مرور الجزيئات مثل المضادات الحيوية التي يمكن أن تسبب تلفًا للخلية. من ناحية أخرى ، فإنه يسمح بمرور العناصر الغذائية اللازمة للبكتيريا لتعمل.

قدرة الغشاء الخارجي على السماح لبعض المواد بالمرور والبعض الآخر لا يمر ، يتم الحصول عليها من خلال وجود porins. إنها بروتينات هيكلية للغشاء.

الأسواط

توجد السوط في الجنس عمومًا في موضع قطبي على الرغم من أنه في بعض الحالات يمكن أن يكون شبه قطبي. لوحظ وجود سوط جانبي في بعض سلالات P. stutzeri وأنواع أخرى.

عدد الأسواط له أهمية تصنيفية. قد يكون هناك سوط واحد (أحادي) أو عدة (متعددة الثراء). في نفس النوع ، قد يختلف عدد الأسواط.

في بعض الأنواع ، لوحظ وجود fimbriae (ملحق بروتين أرق وأقصر من السوط) ، وهو ما يقابل عمليات إزالة الغشاء السيتوبلازمي.

في P. aeruginosa ، يبلغ عرض fimbriae حوالي 6 نانومتر ، وهي قابلة للسحب ، وتعمل كمستقبلات للعديد من العاثيات (الفيروسات التي تصيب البكتيريا). يمكن أن يساهم الخمل في التصاق البكتيريا بالخلايا الظهارية لمضيفها.

دورة الحياة

تتكاثر أنواع Pseudomonas ، مثل جميع البكتيريا ، عن طريق الانشطار الثنائي ، وهو نوع من التكاثر اللاجنسي.

في المرحلة الأولى من الانشطار الثنائي ، تدخل البكتيريا في عملية تكرار الحمض النووي. هذه تحتوي على كروموسوم دائري واحد يبدأ في النسخ بواسطة نشاط إنزيمات النسخ المتماثل.

تذهب الكروموسومات المضاعفة نحو نهايات الخلية ، وبعد ذلك يتم إنشاء حاجز وينشأ جدار خلوي جديد لتشكيل خليتين ابنتيتين.

لوحظت آليات مختلفة لإعادة التركيب الجيني في أنواع Pseudomonas. هذا يضمن حدوث التباين الجيني في الكائنات التناسلية اللاجنسية.

من بين هذه الآليات التحول (يمكن لشظايا الحمض النووي الخارجية أن تدخل البكتيريا). البعض الآخر هو التنبيغ (تبادل الحمض النووي بين البكتيريا بواسطة الفيروس) والتزامن (نقل الحمض النووي من بكتيريا متبرع إلى متلقي).

البلازميدات

البلازميدات عبارة عن جزيئات DNA دائرية صغيرة تحدث في البكتيريا. يتم فصلها عن الكروموسوم وتكرارها ونقلها بشكل مستقل.

في Pseudomonas ، تؤدي البلازميدات وظائف مختلفة كعوامل للخصوبة ومقاومة العوامل المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر البعض القدرة على تحطيم مصادر الكربون غير العادية.

يمكن أن توفر البلازميدات مقاومة لمختلف المضادات الحيوية مثل الجنتاميسين والستربتومايسين والتتراسيكلين وغيرها. من ناحية أخرى ، فإن بعضها مقاوم للعوامل الكيميائية والفيزيائية المختلفة مثل الأشعة فوق البنفسجية.

يمكنهم أيضًا المساعدة في منع عمل العاثيات المختلفة. وبالمثل ، فإنها توفر مقاومة ضد البكتريوسينات (السموم التي تنتجها البكتيريا لمنع نمو السموم المماثلة).

الموطن

يمكن أن تتطور أنواع Pseudomonas في بيئات مختلفة. تم العثور عليها في كل من النظم البيئية الأرضية والمائية.

درجة الحرارة المثالية لتطور الجنس هي 28 درجة مئوية ، ولكن الأنواع مثل P. psychrophila يمكن أن تنمو في نطاق من -1 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية.

لا يتحمل أي نوع من الأنواع درجة حموضة أقل من 4.5. يمكن أن تنمو في وسط يحتوي على أيونات نترات الأمونيوم كمصدر للنيتروجين. إنها لا تتطلب سوى مركب عضوي بسيط كمصدر للكربون والطاقة.

تم العثور على تسعة أنواع على الأقل من Pseudomonas تنمو في أنتاركتيكا. بينما يرتبط النوع P. syringae بدورة المياه ، حيث يتواجد في مياه الأمطار والثلج والسحب.

الأمراض

يمكن أن تسبب أنواع Pseudomonas أمراضًا مختلفة في كل من النباتات والحيوانات والبشر.

أمراض الحيوانات والبشر

تعتبر الأنواع من الجنس عمومًا ذات ضراوة منخفضة ، لأنها تميل إلى أن تكون رمية. هذه هي الانتهازية وتميل إلى التسبب في المرض لدى المرضى الذين يعانون من ضعف المقاومة للعدوى. عادة ما تكون موجودة في المسالك البولية والجهاز التنفسي والجروح والدم.

أكثر الأنواع التي تصيب الإنسان هي P. aeruginosa. إنه نوع انتهازي يهاجم المرضى الذين يعانون من كبت المناعة ، والذين يعانون من حروق شديدة أو يخضعون للعلاج الكيميائي.

تهاجم المتصورة الزنجارية في المقام الأول الجهاز التنفسي. في المرضى الذين يعانون من توسع القصبات (توسع القصبات) تولد كمية كبيرة من البلغم ويمكن أن تكون قاتلة.

تم العثور على P. entomophila ليكون أحد مسببات الأمراض من ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة). ينتشر عن طريق الابتلاع ويهاجم الخلايا الظهارية لأمعاء الحشرة ، مما قد يؤدي إلى الوفاة.

تم العثور على P. plecoglossicida كممرض من أسماك الآيو (Plecoglossus altivelis). تسبب البكتيريا استسقاء نزفي (تراكم السوائل في التجويف البريتوني) في الأسماك.

أمراض النبات

الأنواع الممرضة للنبات من Pseudomonas هي سبب تنوع كبير في الأمراض. يمكن أن تولد آفات نخرية أو بقع على السيقان والأوراق والفواكه. يمكن أن تسبب أيضًا التهابات وتعفن والتهابات الأوعية الدموية.

تهاجم مجموعة P. syringae بشكل رئيسي على المستوى الورقي. على سبيل المثال ، يمكن أن ينتج عن البصل بقع على الأوراق وتعفن البصلة.

في شجرة الزيتون (Olea Europea) ، يعتبر P. savastanoi هو العامل المسبب لمرض السل في شجرة الزيتون ، والذي يتميز بتكوين الأورام. تتكون هذه الأورام بشكل رئيسي على السيقان والبراعم وأحيانًا على الأوراق والفواكه والجذور. تسبب تساقط الأوراق ، وانخفاض حجم النبات ثم موته لاحقًا.

المراجع

1. Casado MC، Urbano N، R Díaz and A Díaz (2015) سل شجرة الزيتون: دراسة في المختبر لتأثير مبيدات الفطريات المختلفة على ست سلالات من Pseudomonas savastonoi. إجراءات ندوة Expoliva ، جيان ، إسبانيا ، 6-8 مايو.
2. Hesse C و F Schulz و C Bull و BT Shaffer و Q Yan و N Shapiro و A Hassan و N Varghese و L و Elbourne I Paulsen و N Kyrpides و T Woyke و J Loper (2018) التاريخ التطوري القائم على الجينوم لـ Pseudomonas spp. علم الأحياء الدقيقة البيئي 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S و F Vásquez-Ponce و M Núñez-Gallego و M Palov و S Marshall و J Olivares-Pacheco (2018) توصيف النمط الظاهري والجيني لسلالة جديدة مقاومة للمضادات الحيوية ، الجينات مفرطة الإنتاج من Pseudomonas mandelii المعزولة في أنتاركتيكا. بولار بيول.41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: خصم خطير. اكتا بيوكيم كلين. اميركا اللاتينية. 48465-74.
5. Nishimori E و Kita-Tsukamoto و H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. نوفمبر ، العامل المسبب للاستسقاء النزفي البكتيري في الآيو ، Plecoglossus altivelis. المجلة الدولية لعلم الأحياء الدقيقة المنهجي والتطوري. 50: 83-89.
6. Palleroni NJ and M Doudoroff (1972) بعض الخصائص والتقسيمات الفرعية التصنيفية من جنس Pseudomonas. Annu. القس فيتوباثول. 10: 73-100.
7. باليروني ، إن (2015) بسيودوموناس. في: ويتمان دبليو بي (محرر) دليل بيرجي لمنهجيات الأركيا والبكتيريا. John Wiley & Sons، Inc. بالاشتراك مع Bergey's Manual Trust.