PSEUDOMONAS: CARACTERÍSTICAS, MORFOLOGÍA, CICLO DE VIDA - BIOLOGÍA - 2025

Pseudomonas es un género de bacterias que se ubica en la familia Pseudomonaceae. La primera descripción de estos microorganismos fue realizada por el micólogo alemán Walter Migula en 1894.

Estas bacterias se caracterizan por ser aeróbicas y Gram negativas. Tienen forma de bacilo recto o presentar cierta curvatura. Son móviles debido a la presencia de flagelos monotricos (un flagelo) o multitricos (varios flagelos). El flagelo tiende a estar en posición polar.

Imagen de la bacteria Pseudomonas aeruginosa. Autor: Janice Haney CarrContent Providers(s): CDC/ Janice Haney Carr, via Wikimedia Commons.

La mayoría de las especies del género son oxidasa y catalasa positivas. Otra característica de interés para reconocer el grupo, es el contenido de GC en el ADN que va del 58 – 72%.

Pseudomonas no desarrolla estructuras de resistencia, tales como esporas. No presentan cápsula rodeando la pared ni prolongaciones de esta y el citoplasma (prosteca), que se presentan en otros grupos bacterianos.

El estudio de Pseudomonas ha sido abordado principalmente por el microbiólogo argentino Norberto Palleroni. Este investigador propuso separar al género en cinco grupos basado en la homología del ARNr.

Actualmente se reconocen unas 180 especies separadas en trece grupos distintos. Algunos de estos grupos se reconocen por la producción del pigmento fluorescente conocido como pioverdina.

Características generales

Distribución

Debido a su gran capacidad para crecer en diversos ambientes, el género tiene una distribución ecológica y geográfica ubicua. Se han encontrado en ambientes terrestres y acuáticos. Son quimiotróficas y se cultivan fácilmente en medios de cultivos nutritivos en agar.

Temperatura

Su rango ideal de temperatura va de los 25 -30 °C. No obstante, se han encontrado especies creciendo en temperaturas bajo cero y otras sobre los 50° C.

Enfermedades

Parmi les espèces qui composent le genre, certaines provoquent des maladies chez les animaux et les humains. De même, de nombreuses espèces sont des agents pathogènes des plantes causant ce que l'on appelle la pourriture molle.

Applications

D'autres espèces peuvent être très utiles, car il a été prouvé qu'elles stimulent la croissance des plantes et peuvent être appliquées comme engrais. Ils peuvent également dégrader les composés xénobiotiques (qui ne font pas partie de la composition des organismes vivants).

Parmi certains des xénobiotiques susceptibles de se dégrader, se distinguent les hydrocarbures aromatiques, les chlorates et les nitrates. Ces propriétés rendent certaines espèces très utiles dans les programmes de bioremédiation.

Coloration et respiration

Les espèces de Pseudomonas sont à Gram négatif. Ils sont principalement aérobies, donc l'oxygène est le récepteur final des électrons dans la respiration.

Certaines espèces peuvent utiliser des nitrates comme accepteurs d'électrons alternatifs dans des conditions anaérobies. Dans ce cas, les bactéries réduisent les nitrates en azote moléculaire.

ID

Toutes les espèces de Pseudomonas sont catalase positives. C'est l'enzyme qui décompose le peroxyde d'hydrogène en oxygène et en eau. La plupart des bactéries aérobies produisent cette enzyme.

Au sein du groupe, il existe des espèces oxydases positives et négatives. La présence de cette enzyme est considérée comme utile pour l'identification des bactéries à Gram négatif.

La plupart des espèces accumulent un polysaccharide de glucose comme substance de réserve. Cependant, certains groupes peuvent avoir du polyhydroxybutyrate (PHB), qui est un polymère produit de l'assimilation du carbone.

Pigments

Diverses espèces de Pseudomonas produisent des pigments qui ont été considérés comme ayant une importance taxonomique.

Parmi ceux-ci se trouvent divers types de phénazines. Le plus courant de ce type est le pigment bleu pyoacine. On pense que ce pigment contribue à augmenter la capacité de P. aeruginosa à coloniser les poumons des patients atteints de fibrose kystique.

D'autres phénazines peuvent donner des pigmentations vertes ou oranges, qui sont très utiles pour l'identification de certaines espèces du genre.

Un autre pigment caractéristique de certains groupes de Pseudomonas est la pyoverdine. Ceux-ci donnent des couleurs vert jaunâtre et sont typiques des pseudomonas dits fluorescents.

Pyoverdin est d'une grande importance physiologique car il agit comme un sidérophora. Cela signifie qu'il peut piéger le fer indisponible et le dissoudre sous des formes chimiques que les bactéries peuvent utiliser.

Phylogénie et taxonomie

Pseudomonas a été décrit pour la première fois en 1894 par Walter Migula. L'étymologie du nom signifie une fausse unité. Actuellement, 180 espèces sont reconnues dans ce groupe.

Le genre est situé dans la famille Pseudomoneacae de l'ordre des Pseudomonales. L'espèce type est P. aeruginosa, qui est l'une des plus connues du groupe.

Les caractéristiques utilisées en principe pour décrire le genre étaient très générales et pouvaient être partagées par d'autres groupes de bactéries.

Plus tard, des caractères plus précis ont commencé à être utilisés pour la définition du genre. Ceux-ci incluent: la teneur en GC dans l'ADN, la pigmentation et le type de substance de réserve, entre autres.

Dans les années 70 du 20e siècle, le spécialiste du groupe Norberto Palleroni, avec d'autres chercheurs, a mené une étude sur l'ARN ribosomal. Ils ont déterminé que Pseudomonas pouvait être séparé en cinq groupes différents basés sur l'homologie de l'ARNr.

En utilisant des techniques moléculaires plus précises, il a été déterminé que les groupes II-V établis par Palleroni correspondaient à d'autres groupes de protéobactéries. Actuellement, seul le groupe I est considéré comme correspondant à Psedomonas senso stricto.

La plupart des espèces de ce groupe produisent de la pyoverdine. La façon dont ce pigment est biosynthétisé et sécrété peut aider à différencier les espèces les unes des autres.

Groupes dans

Sur la base de l'analyse de la séquence multilocus, il a été proposé que Pseudomonas soit séparé en cinq groupes:

Groupe P. fluorescens: il est très diversifié et les espèces sont saprophytes, étant présentes dans le sol, l'eau et les surfaces végétales. De nombreuses espèces favorisent la croissance des plantes.

Groupe P. syringae: il est composé principalement d'espèces phytopathogènes. Plus de cinquante pathovars (souches de bactéries à divers degrés de pathogénicité) sont reconnus.

Groupe P. putida: les espèces de ce groupe se trouvent dans le sol, la rhizosphère de différentes plantes et dans l'eau. Ils ont une grande capacité à décomposer les substances.

Groupe P stutzeri: ces bactéries sont d'une grande importance dans le cycle des nutriments et présentent une grande diversité génétique.

Groupe P aeruginosa: dans ce groupe, il existe des espèces qui occupent divers habitats, y compris des agents pathogènes humains.

Cependant, dans une étude moléculaire plus récente, il est proposé que le genre soit séparé en treize groupes composés de deux à plus de soixante espèces.

Le groupe le plus important est celui de P. fluorescens, qui comprend l'espèce type largement utilisée dans les programmes de biorestauration. Une autre espèce d'intérêt dans ce groupe est P. mandelii, qui pousse en Antarctique et s'est avérée très résistante aux antibiotiques.

Morphologie

Les bacilles sont droits à légèrement incurvés, de 0,5 à 1 µm de large x 1,5 à 5 µm de long. Ils ne sont pas capables de former et d'accumuler des granules de polyhydroxybutyrate dans des milieux de culture à faible teneur en azote. Cela les différencie des autres bactéries aérobies.

L'enveloppe cellulaire est constituée de la membrane cytoplasmique, de la paroi cellulaire et de la membrane externe qui recouvre cette dernière.

La paroi cellulaire est typique des bactéries à Gram négatif, étant mince et composée de peptidoglycane. La membrane cytoplasmique sépare le cytoplasme des autres composants de l'enveloppe cellulaire. Il est formé par une bicouche lipidique.

La membrane externe est constituée d'un lipide appelé lipopolysaccharide qui possède des chaînes hydrocarbonées. Cette membrane est une barrière contre le passage de molécules comme les antibiotiques qui peuvent endommager la cellule. D'autre part, il permet le passage des nutriments nécessaires au fonctionnement des bactéries.

La capacité de la membrane externe à laisser passer certaines substances et d'autres non, est donnée par la présence de porines. Ce sont des protéines structurales de la membrane.

Flagelles

Les flagelles du genre sont généralement situés en position polaire bien que dans certains cas, ils puissent être subpolaires. Des flagelles latéraux sont observés dans certaines souches de P. stutzeri et d'autres espèces.

Le nombre de flagelles a une importance taxonomique. Il peut y avoir un flagelle (monotérique) ou plusieurs (multitricheux). Dans la même espèce, le nombre de flagelles peut varier.

Chez certaines espèces, la présence de fimbriae (appendice protéique plus mince et plus court qu'un flagelle) a été observée, correspondant à des évaginations de la membrane cytoplasmique.

Chez P. aeruginosa, les fimbriae ont une largeur d'environ 6 nm, sont rétractables et agissent comme récepteurs pour divers bactériophages (virus qui infectent les bactéries). Les fimbriae peuvent contribuer à l'adhésion de la bactérie aux cellules épithéliales de son hôte.

Cycle de vie

Les espèces de Pseudomonas, comme toutes les bactéries, se reproduisent par fission binaire, un type de reproduction asexuée.

Dans la première phase de la fission binaire, la bactérie entre dans un processus de duplication d'ADN. Ceux-ci ont un seul chromosome circulaire qui commence à être copié par l'activité des enzymes de réplication.

Les chromosomes répliqués vont vers les extrémités de la cellule, plus tard un septum est généré et une nouvelle paroi cellulaire prend naissance pour former les deux cellules filles.

Divers mécanismes de recombinaison génétique ont été observés chez les espèces de Pseudomonas. Cela garantit l'apparition d'une variabilité génétique dans les organismes reproducteurs asexués.

Parmi ces mécanismes figure la transformation (des fragments d'ADN exogènes peuvent pénétrer dans les bactéries). D'autres sont la transduction (échange d'ADN entre bactéries par un virus) et la conjonction (transfert d'ADN d'une bactérie donneuse à un receveur).

Les plasmides

Les plasmides sont de petites molécules d'ADN circulaires présentes dans les bactéries. Ceux-ci sont séparés du chromosome et se répliquent et se transmettent indépendamment.

Chez Pseudomonas, les plasmides remplissent diverses fonctions en tant que facteurs de fertilité et de résistance à divers agents. De plus, certains offrent la possibilité de dégrader des sources de carbone inhabituelles.

Les plasmides peuvent fournir une résistance à divers antibiotiques tels que la gentamicine, la streptomycine et la tétracycline, entre autres. D'autre part, certains sont résistants à différents agents chimiques et physiques tels que les rayons ultraviolets.

Ils peuvent également aider à prévenir l'action de différents bactériophages. De même, ils confèrent une résistance aux bactériocines (toxines produites par des bactéries pour inhiber la croissance de bactéries similaires).

Habitat

Les espèces de Pseudomonas peuvent se développer dans différents environnements. Ils ont été trouvés dans les écosystèmes terrestres et aquatiques.

La température idéale pour le développement du genre est de 28 ° C, mais des espèces telles que P. psychrophila peuvent croître dans une plage de -1 ° C à 45 ° CP thermotolerans est capable de se développer à une température de 55 ° C.

Aucune des espèces du genre ne tolère un pH inférieur à 4,5. Ils peuvent se développer dans des milieux contenant des ions nitrate ammonium comme source d'azote. Ils n'ont besoin que d'un simple composé organique comme source de carbone et d'énergie.

Au moins neuf espèces de Pseudomonas ont été trouvées en croissance en Antarctique. Alors que l'espèce P. syringae a été associée au cycle de l'eau, elle est présente dans l'eau de pluie, la neige et les nuages.

Maladies

Les espèces de Pseudomonas peuvent provoquer diverses maladies chez les plantes, les animaux et les humains.

Maladies chez les animaux et les humains

Les espèces du genre sont généralement considérées comme ayant une faible virulence, car elles ont tendance à être saprophytes. Ceux-ci sont opportunistes et ont tendance à provoquer des maladies chez les patients présentant une faible résistance aux infections. Ils sont généralement présents dans les voies urinaires, les voies respiratoires, les plaies et le sang.

L'espèce qui affecte le plus les humains est P. aeruginosa. C'est une espèce opportuniste qui s'attaque aux patients immunodéprimés, qui ont subi de graves brûlures ou sont sous chimiothérapie.

P. aeruginosa attaque principalement les voies respiratoires. Chez les patients atteints de bronchectasie (dilatation des bronches), elle génère une grande quantité de crachats et peut être fatale.

P. entomophila s'est avéré être un pathogène de Drosophila melanogaster (mouche des fruits). Il se propage par ingestion et attaque les cellules épithéliales de l'intestin de l'insecte, ce qui peut entraîner la mort.

P. plecoglossicida a été trouvé comme agent pathogène du poisson ayu (Plecoglossus altivelis). Les bactéries provoquent une ascite hémorragique (accumulation de liquide dans la cavité péritonéale) chez les poissons.

Maladies des plantes

Les espèces phytopathogènes de Pseudomonas sont à l'origine d'une grande diversité de maladies. Ceux-ci peuvent générer des lésions ou des taches nécrotiques sur les tiges, les feuilles et les fruits. Ils peuvent également provoquer des galles, de la putréfaction et des infections vasculaires.

Le groupe P. syringae attaque principalement au niveau foliaire. Par exemple, dans l'oignon, ils peuvent produire des taches sur les feuilles et pourrir le bulbe.

Chez l'olivier (Olea Europea), l'espèce P. savastanoi est l'agent causal de la tuberculose de l'olivier, qui se caractérise par la formation de tumeurs. Ces tumeurs se forment principalement sur les tiges, les pousses et parfois sur les feuilles, les fruits et les racines. Ils provoquent une défoliation, une diminution de la taille de la plante et plus tard sa mort.

Références

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