PSEUDOMONAS: CIRI, MORFOLOGI, KITARAN HIDUP - BIOLOGI - 2026

Pseudomonas adalah genus bakteria dalam keluarga Pseudomonaceae. Penerangan pertama mengenai mikroorganisma ini dibuat oleh ahli mikologi Jerman Walter Migula pada tahun 1894.

Bakteria ini dicirikan sebagai aerobik dan Gram negatif. Mereka berbentuk batang lurus atau mempunyai kelengkungan tertentu. Mereka bergerak kerana adanya flagella monotrik (satu flagellum) atau multitricus (beberapa flagella). Flagellum cenderung berada dalam kedudukan kutub.

Imej bakteria Pseudomonas aeruginosa. Pengarang: Penyedia Kandungan Janice Haney Carr: CDC / Janice Haney Carr, melalui Wikimedia Commons.

Sebilangan besar spesies dalam genus adalah oksidase dan katalase positif. Ciri lain yang menarik untuk mengenali kumpulan tersebut adalah kandungan GC dalam DNA yang berkisar antara 58 - 72%.

Pseudomonas tidak mengembangkan struktur rintangan, seperti spora. Mereka tidak menunjukkan kapsul yang mengelilingi dinding atau pemanjangannya dan sitoplasma (prosteca), yang berlaku pada kumpulan bakteria lain.

Kajian Pseudomonas telah didekati terutamanya oleh ahli mikrobiologi Argentina Norberto Palleroni. Penyelidik ini mencadangkan untuk memisahkan genus kepada lima kumpulan berdasarkan homologi rRNA.

Pada masa ini kira-kira 180 spesies yang dipisahkan menjadi tiga belas kumpulan berbeza dikenali. Sebilangan kumpulan ini dikenali dengan penghasilan pigmen pendarfluor yang dikenali sebagai pyoverdin.

Ciri umum

Pembahagian

Oleh kerana kemampuannya yang besar untuk tumbuh di lingkungan yang beragam, genus mempunyai taburan ekologi dan geografi di mana-mana. Mereka telah dijumpai di lingkungan darat dan perairan. Mereka bersifat chemotrophic dan mudah tumbuh pada media kultur agar nutrien.

Suhu

Julat suhu idealnya ialah 25-30 ° C. Walau bagaimanapun, spesies didapati tumbuh pada suhu di bawah sifar dan yang lain di atas 50 ° C.

Penyakit

Di antara spesies yang membentuk genus, ada beberapa penyebab penyakit pada haiwan dan manusia. Begitu juga, banyak spesies adalah patogen tumbuhan yang menyebabkan reput lembut.

Permohonan

Spesies lain sangat berguna, kerana telah terbukti bahawa mereka merangsang pertumbuhan tanaman dan dapat digunakan sebagai baja. Mereka juga boleh menurunkan sebatian xenobiotik (yang bukan merupakan sebahagian daripada komposisi organisma hidup).

Antara sebilangan xenobiotik yang boleh merosot, hidrokarbon aromatik, klorat dan nitrat menonjol. Sifat ini menjadikan beberapa spesies sangat berguna dalam program bioremediasi.

Pewarnaan dan pernafasan

Spesies pseudomonas adalah Gram negatif. Mereka terutamanya aerobik, jadi oksigen adalah reseptor terakhir untuk elektron dalam pernafasan.

Beberapa spesies boleh menggunakan nitrat sebagai alternatif elektron dalam keadaan anaerobik. Dalam kes ini, bakteria mengurangkan nitrat menjadi nitrogen molekul.

ID

Semua spesies Pseudomonas positif katalase. Ini adalah enzim yang memecah hidrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Sebilangan besar bakteria aerobik menghasilkan enzim ini.

Di dalam kumpulan terdapat spesies oksidase positif dan negatif. Kehadiran enzim ini dianggap berguna dalam mengenal pasti bakteria Gram negatif.

Sebilangan besar spesies mengumpul polisakarida glukosa sebagai bahan simpanan. Walau bagaimanapun, beberapa kumpulan mungkin mempunyai polyhydroxybutyrate (PHB), yang merupakan produk polimer asimilasi karbon.

Pigmen

Pelbagai spesies Pseudomonas menghasilkan pigmen yang dianggap penting dari taksonomi.

Antaranya ialah pelbagai jenis fenazin. Yang paling biasa dari jenis ini adalah pyoacine pigmen biru. Pigmen ini dipercayai dapat meningkatkan kemampuan P. aeruginosa untuk menjajah paru-paru pesakit dengan cystic fibrosis.

Fenazin lain dapat memberikan pigmentasi hijau atau oren, yang sangat berguna dalam mengenal pasti beberapa spesies genus.

Pigmen ciri lain dari beberapa kumpulan Pseudomonas adalah pyoverdin. Ini memberikan warna hijau kekuningan dan khas dari yang disebut Pseudomonas pendarfluor.

Pyoverdin sangat penting fisiologi kerana ia bertindak sebagai siderophore. Ini bermaksud bahawa ia dapat memerangkap besi yang tidak tersedia dan melarutkannya ke dalam bentuk kimia yang boleh digunakan oleh bakteria.

Filogeni dan taksonomi

Pseudomonas pertama kali dijelaskan pada tahun 1894 oleh Walter Migula. Etimologi nama bermaksud kesatuan palsu. Pada masa ini 180 spesies dikenali dalam kumpulan ini.

Genus terletak dalam keluarga Pseudomoneacae dari urutan Pseudomonales. Spesies jenisnya adalah P. aeruginosa, yang merupakan salah satu yang paling terkenal dalam kumpulan ini.

Ciri-ciri yang digunakan pada asasnya untuk menggambarkan genus sangat umum dan dapat dikongsi oleh kumpulan bakteria lain.

Kemudian, watak yang lebih tepat mula digunakan untuk definisi jantina. Ini termasuk: kandungan GC dalam DNA, pigmentasi, dan jenis bahan simpanan, antara lain.

Pada 70-an abad ke-20, pakar kumpulan Norberto Palleroni, bersama-sama dengan penyelidik lain, melakukan kajian mengenai RNA ribosom. Mereka menentukan bahawa Pseudomonas dapat dipisahkan menjadi lima kumpulan yang berbeza berdasarkan homologi rRNA.

Dengan menggunakan teknik molekul yang lebih tepat, ditentukan bahawa kumpulan II-V yang dibentuk oleh Palleroni sesuai dengan kumpulan Proteobacteria yang lain. Buat masa ini hanya kumpulan I yang dianggap sesuai dengan Psedomonas senso ketat.

Sebilangan besar spesies dalam kumpulan ini menghasilkan pyoverdin. Cara pigmen ini disintesis dan dirembeskan dapat membantu membezakan spesies antara satu sama lain.

Kumpulan di

Berdasarkan analisis urutan multilokus telah diusulkan bahawa Pseudomonas akan dipisahkan menjadi lima kumpulan:

Kumpulan P. fluorescens : ini sangat pelbagai dan spesiesnya adalah saprofit, terdapat di permukaan tanah, air dan tanaman. Banyak spesies mendorong pertumbuhan tanaman.

Kumpulan P. syringae : terdiri terutamanya dari spesies yang bersifat fitopatogenik. Lebih daripada lima puluh patovar (strain bakteria dengan tahap patogenik yang berbeza-beza) dikenali.

Kumpulan P. putida : spesies kumpulan ini terdapat di dalam tanah, rizosfera tumbuhan yang berlainan dan di dalam air. Mereka mempunyai keupayaan yang tinggi untuk memecah bahan.

Kumpulan P stutzeri : bakteria ini sangat penting dalam kitaran nutrien dan mempunyai kepelbagaian genetik yang tinggi.

Kumpulan P aeruginosa : dalam kumpulan ini terdapat spesies yang menempati pelbagai habitat, termasuk patogen manusia.

Namun, dalam kajian molekul yang lebih baru dicadangkan agar genus dipisahkan menjadi tiga belas kumpulan yang terdiri dari dua hingga lebih dari enam puluh spesies.

Kumpulan terbesar ialah P. fluorescens, yang merangkumi jenis spesies yang banyak digunakan dalam program bioremediasi. Spesies lain yang berminat dalam kumpulan ini adalah P. mandelii, yang tumbuh di Antartika dan terbukti sangat tahan terhadap antibiotik.

Morfologi

Bacilli lurus hingga sedikit melengkung, lebar 0,5 - 1 µm x panjang 1,5 -5 µm. Mereka tidak dapat membentuk dan mengumpulkan butiran polyhydroxybutyrate dalam media kultur nitrogen rendah. Ini membezakannya dari bakteria aerobik yang lain.

Sampul sel terdiri daripada membran sitoplasma, dinding sel dan membran luar yang menutupnya.

Dinding sel khas bakteria Gram negatif, nipis dan terdiri daripada peptidoglikan. Membran sitoplasma memisahkan sitoplasma dari komponen sampul sel yang lain. Ia dibentuk oleh lapisan dua lipid.

Membran luar terdiri daripada lipid yang disebut lipopolysaccharide yang mempunyai rantai hidrokarbon. Membran ini adalah penghalang terhadap laluan molekul seperti antibiotik yang boleh menyebabkan kerosakan pada sel. Sebaliknya, ia membolehkan laluan nutrien yang diperlukan agar bakteria berfungsi.

Kapasiti membran luar untuk membiarkan beberapa zat berlalu dan yang lain tidak, diberikan oleh adanya porin. Mereka adalah protein struktur membran.

Flagella

Flagella pada genus umumnya terletak pada posisi polar walaupun dalam beberapa kes boleh menjadi sub-polar. Flagella lateral diperhatikan pada beberapa jenis P. stutzeri dan spesies lain.

Bilangan flagella mempunyai kepentingan taksonomi. Mungkin ada satu flagellum (monoterik) atau beberapa (multitricus). Pada spesies yang sama bilangan flagella mungkin berbeza.

Dalam beberapa spesies, kehadiran fimbriae (apendiks protein yang lebih tipis dan lebih pendek daripada flagellum) telah diperhatikan, sesuai dengan evaginasi membran sitoplasma.

Di P. aeruginosa, fimbriae selebar 6 nm, dapat ditarik, dan bertindak sebagai reseptor untuk pelbagai bakteriofag (virus yang menjangkiti bakteria). Fimbriae boleh menyumbang kepada lekatan bakteria ke sel epitelium tuan rumahnya.

Kitaran hidup

Spesies pseudomonas, seperti semua bakteria, berkembang biak dengan pembelahan binari, sejenis pembiakan aseksual.

Pada fasa pertama pembelahan binari, bakteria memasuki proses penduaan DNA. Ini mempunyai kromosom bulat tunggal yang mula disalin oleh aktiviti enzim replikasi.

Kromosom yang direplikasi menuju ke hujung sel, kemudian septum dihasilkan dan dinding sel baru muncul untuk membentuk dua sel anak perempuan.

Pelbagai mekanisme pengumpulan semula genetik telah diperhatikan pada spesies Pseudomonas. Ini menjamin berlakunya kebolehubahan genetik pada organisma pembiakan aseksual.

Di antara mekanisme ini adalah transformasi (serpihan DNA eksogen dapat memasuki bakteria). Yang lain adalah transduksi (pertukaran DNA antara bakteria oleh virus) dan hubungan (pemindahan DNA dari bakteria penderma kepada penerima).

Plasmid

Plasmid adalah molekul DNA bulat kecil yang berlaku pada bakteria. Ini dipisahkan dari kromosom dan meniru dan menghantar secara bebas.

Dalam Pseudomonas, plasmid memenuhi pelbagai fungsi sebagai faktor kesuburan dan ketahanan terhadap pelbagai agen. Di samping itu, ada yang memberikan keupayaan untuk menurunkan sumber karbon yang tidak biasa.

Plasmid dapat memberikan ketahanan terhadap pelbagai antibiotik seperti gentamicin, streptomycin, dan tetracycline, antara lain. Sebaliknya, ada yang tahan terhadap agen kimia dan fizikal yang berbeza seperti sinaran ultraviolet.

Mereka juga dapat membantu mencegah tindakan bakteriofag yang berlainan. Begitu juga, mereka memberikan ketahanan terhadap bakteriosin (racun yang dihasilkan oleh bakteria untuk menghalang pertumbuhan yang serupa).

Habitat

Spesies pseudomonas dapat berkembang di lingkungan yang berbeza. Mereka telah dijumpai di kedua-dua ekosistem darat dan akuatik.

Suhu yang ideal untuk perkembangan genus ialah 28 ° C, tetapi spesies seperti P. psychrophila dapat tumbuh dalam lingkungan -1 ° C hingga 45 ° CP termotoleran mampu berkembang pada suhu 55 ° C.

Tiada spesies genus yang bertoleransi dengan pH yang lebih rendah daripada 4.5. Mereka boleh tumbuh di media yang mengandungi ion amonium nitrat sebagai sumber nitrogen. Mereka hanya memerlukan sebatian organik sederhana sebagai sumber karbon dan tenaga.

Sekurang-kurangnya sembilan spesies Pseudomonas telah dijumpai tumbuh di Antartika. Sementara spesies P. syringae telah dikaitkan dengan kitaran air, terdapat di air hujan, salji dan awan.

Penyakit

Spesies pseudomonas boleh menyebabkan pelbagai penyakit pada tumbuhan dan haiwan dan manusia.

Penyakit pada haiwan dan manusia

Spesies genus umumnya dianggap mempunyai virulensi yang rendah, kerana cenderung menjadi saprophytic. Ini adalah oportunistik dan cenderung menyebabkan penyakit pada pesakit dengan daya tahan yang rendah terhadap jangkitan. Mereka biasanya terdapat di saluran kencing, saluran pernafasan, luka, dan darah.

Spesies yang paling banyak mempengaruhi manusia ialah P. aeruginosa. Ini adalah spesies oportunistik yang menyerang pesakit yang mengalami imunosupresi, yang mengalami luka bakar yang teruk atau menjalani kemoterapi.

P. aeruginosa terutamanya menyerang saluran pernafasan. Pada pesakit dengan bronchiectasis (pelebaran bronkus) ia menghasilkan jumlah dahak yang tinggi dan boleh membawa maut.

P. entomophila telah didapati sebagai patogen Drosophila melanogaster (lalat buah). Ia disebarkan dengan pengambilan dan menyerang sel epitelium usus serangga, yang boleh menyebabkan kematian.

P. plecoglossicida telah dijumpai sebagai patogen ikan ayu (Plecoglossus altivelis). Bakteria menyebabkan asites hemoragik (pengumpulan cecair di rongga peritoneal) pada ikan.

Penyakit tumbuhan

Spesies fitopatogenik Pseudomonas adalah penyebab kepelbagaian penyakit. Ini boleh menyebabkan luka atau bintik nekrotik pada batang, daun dan buah. Mereka juga boleh menyebabkan jangkitan kembung, pembengkakan dan jangkitan vaskular.

Kumpulan P. syringae menyerang terutamanya di peringkat daun. Contohnya, di dalam bawang, mereka dapat menghasilkan bintik-bintik pada daun dan reput mentol.

Di pokok zaitun (Olea Europea) spesies P. savastanoi adalah agen penyebab tuberkulosis pokok zaitun, yang dicirikan oleh pembentukan tumor. Tumor ini terbentuk terutamanya pada batang, pucuk, dan kadang-kadang pada daun, buah, dan akar. Mereka menyebabkan defoliasi, penurunan ukuran tanaman dan kemudian kematiannya.

Rujukan

1. Casado MC, Urbano N, R Díaz dan A Díaz (2015) Tuberkulosis pokok zaitun: kajian in vitro mengenai kesan racun kulat yang berbeza pada enam strain Pseudomonas savastonoi. Prosiding Simposium Expoliva, Jaén, Sepanyol, 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 berasaskan genom Pseudomonas spp. Mikrobiologi Persekitaran 20: 2142-2159.
3. Higuera-Llantén S, F Vásquez-Ponce, M Núñez-Gallego, M Palov, S Marshall dan J Olivares-Pacheco (2018) Pencirian fenotipik dan genotipik dari keturunan multiantibiotik, alginat yang menghasilkan strain Pseudomonas mandelii terpencil di Antartika. Polar Biol 41: 469-480.
4. Luján D (2014) Pseudomonas aeruginosa: musuh yang berbahaya. Acta Bioquím Clín. Amerika Latin. 48 465-74.
5. Nishimori E, K Kita-Tsukamoto dan H Wakabayashi (2000) Pseudomonas plecoglossicida sp. nov., agen penyebab asites hemoragik bakteria ayu, Plecoglossus altivelis. Jurnal Antarabangsa Mikrobiologi Sistematik dan Evolusi. 50: 83–89.
6. Palleroni NJ dan M Doudoroff (1972) Beberapa sifat dan pembahagian taksonomi genus Pseudomonas. Annu. Pendeta Phytopathol. 10: 73-100.
7. Palleroni, N (2015) Pseudomonas. Dalam: Whitman WB (editor) Bergey's Manual of Systematics of Archaea and Bacteria. John Wiley & Sons, Inc., bekerjasama dengan Bergey's Manual Trust.