STREPTOMYCES GRISEUS: KARAKTERISTIKE, ŽIVOTNI CIKLUS I UPOTREBE - BIOLOGIJA - 2026

Streptomyces griseus je vrsta aerobnih, gram-pozitivnih bakterija. Spada u skupinu Actinobacteria, iz reda Actinomycetales i obitelji Streptomycetaceae.

Česte su bakterije u tlu. Pronađene su u vezi s biljnim korijenima u rizosferi. Neke su vrste izolirane su i u uzorcima dubokih morskih voda i sedimenata te u obalnim ekosustavima.

Streptomyces griseus viđen skenirajućim elektronskim mikroskopom. Autor: Docwarhol, iz Wikimedia Commons Sposobnost ove vrste da se prilagodi velikoj raznolikosti ekosustava stvorila je značajne genetske varijacije koje su pokušane klasificirati u ekovare.

Ova vrsta, kao i druge vrste Streptomyces, proizvodi veliki broj sekundarnih metabolita, što joj daje veliku komercijalnu važnost. Među njima se ističe streptomicin (aminoglikozidni antibiotik), prvi antibiotik koji se učinkovito koristi protiv tuberkuloze.

karakteristike

S. griseus je Gram pozitivna aerobna bakterija koja proizvodi miceliju. Stanična stijenka je gusta, sastavljena uglavnom od peptidoglikana i lipida.

Ova vrsta razvija i supstrat i miceliju iz zraka. Obje vrste micelija imaju različitu morfologiju. Hife micelija supstrata mogu biti promjera 0,5 - 1 µm. Zračni micelij je vlaknast i malo razgranat.

U kulturi ove micelije imaju različite nijanse sive. Naličje kolonije je sivo-žućkaste boje. Ne proizvode melaninske pigmente.

Lanci spora su ispravljivi i sastoje se od 10-50 spora. Površina ovih je glatka.

Vrsta koristi glukozu, ksilozu, manitol ili fruktozu kao izvor ugljika. U medijima kulture s arabinozom ili ramnozom ne primjećuje se rast kolonija.

Optimalna temperatura za njegov razvoj kreće se od 25 - 35 ° C.

Raste u širokom rasponu pH, između 5 i 11. No, njegov rast je optimalan u alkalnim okruženjima s pH 9, zbog čega se smatra alkalnim.

Genetika

Genom S. griseus potpuno je sekvenciran. Ima linearni kromosom s više od osam milijuna baznih parova. Nije primijećena prisutnost plazmida.

Hromosom ima više od 7000 ORF (otvoreni okvir RNA sekvence). Za više od 60% ovih sekvenci poznata je funkcija koju oni obavljaju. Sadržaj GC za S. griseus iznosi oko 72%, što se smatra visokim.

Sekundarni metaboliti

Većina vrsta Streptomyces proizvodi veliki broj sekundarnih metabolita. Među njima nalazimo antibiotike, imunosupresive i inhibitore enzima.

Isto tako, ove su bakterije sposobne proizvesti neke industrijski važne enzime, poput glukoze izomeraze ili transglutaminaze.

U slučaju S. griseusa najvažniji sekundarni metabolit je streptomicin. Međutim, ovaj organizam proizvodi druge spojeve, poput određenih vrsta fenola koji su vrlo učinkoviti u kontroli raznih fitopatogenih gljivica.

taksonomija

Vrsta je prvi put opisana iz izolata tla s područja Rusije. Istraživač Krainsky 1914. godine identificira ga kao Actinomyces griseus.

Kasnije su Waskman i Curtis uspjeli izolirati vrste u raznim uzorcima tla u Sjedinjenim Državama. Godine 1943. Waskman i Henrici predložili su rod Streptomyces na temelju morfologije i vrste stanične stijenke svoje vrste. Ovi autori svrstavaju vrstu u ovaj rod 1948. godine.

Filogenija i sinonimi

Za S. griseus predložene su tri podvrste. Međutim, molekularne studije otkrile su da dvije od tih svojti odgovaraju vrsti S. microflavus.

S filogenetskog stajališta, S. griseus tvori skupinu s S. argenteolus i S. caviscabies. Ove vrste imaju veliku sličnost u odnosu na sekvence ribosomalne RNA.

Na temelju usporedbe sljedova RNA, bilo je moguće utvrditi da neke vrste koje se smatraju vrstama osim S. griseus imaju isti genetski sastav.

Stoga su ta imena postala sinonimi za vrste. Među njima imamo S. erumpens, S. ornatus i S. setonii.

Biološki ciklus

Vrste streptomyces stvaraju dvije vrste micelija tijekom razvoja. Supstrat micelija koji čini vegetativnu fazu i micelij iz zraka koji će stvoriti spore

Formiranje micelija supstrata

To potječe nakon klijanja spora. Hife su promjera 0,5-1 µm. Oni rastu iz apiksa i razvijaju razmnožavanje, proizvodeći složenu matricu hifa.

Postoji nekoliko dijelova septa koji mogu predstavljati višestruke kopije genoma. Tijekom ove faze bakterije iskorištavaju hranjive tvari prisutne u okolišu kako bi akumulirale biomasu.

Kako se ovaj micelij razvija dolazi do stanične smrti nekih septa. U miceliju zrelog supstrata izmjenjuju se živi i mrtvi segmenti.

Kada se bakterije razviju u tlu ili u potopljenim usjevima, vegetacijska faza prevladava.

Formiranje micelija iz zraka

U jednom trenutku razvoja kolonija počinje se formirati micelij s manje grana. U S. griseusu se formiraju dugi filamenti koji su vrlo malo razgranati.

Prehrana potrebna za stvaranje ovog micelija dobiva se iz lize stanica micelija supstrata. U ovoj fazi vrsta proizvodi različite sekundarne metabolite.

Formiranje spora

U ovoj fazi, hife zaustavljaju svoj rast i počinju se fragmentirati poprečno. Ti se fragmenti brzo pretvaraju u zaobljene spore.

Spore lanci se formiraju od oko pedeset stanica. Spore su sferične ovalne, promjera 0,8-1,7 µm i glatke površine.

Prijave

Glavna upotreba koja je povezana sa S. griseus je proizvodnja streptomicina. Ovo je baktericidni antibiotik. Prvi je put otkriven 1943. Albert Schatz u sojevima vrste.

Streptomicin je jedan od najučinkovitijih tretmana za liječenje tuberkuloze izazvane Mycobacterium tuberculosis.

Međutim, S. griseus ima i druge svrhe. Vrsta proizvodi i druge antibiotike, među kojima ima i nekih koji napadaju tumore. Također proizvodi komercijalno korištene proteolitičke enzime, poput pronaza. Ovi enzimi blokiraju inaktivaciju natrijevih kanala.

S druge strane, posljednjih godina utvrđeno je da S. griseus proizvodi isparljive tvari iz skupine fenola nazvanih karvakrol. Ova tvar ima sposobnost inhibiranja rasta spora i micelija različitih fitopatogenih gljivica.

Reference

1. Anderson A i E Wellington (2001) Taksonomija Streptomyces i srodnih rodova. Međunarodni časopis za sustavnu i evolucijsku mikrobiologiju 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh, S Pourseyedi, J Amini i M Yaghoobi (2014) Biološka kontrola biljnih gljivičnih bolesti pomoću isparljivih tvari Streptomyces griseus. Europski časopis za eksperimentalnu biologiju 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Iskopavanje i poliranje blaga u bakterijskom rodu Streptomyces. Biosci. Biotehnologiji. Biochem. 71: 283-299.
4. Ohnishi Y, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori i S Horinouchi (2008) Genomska sekvenca mikroorganizma koji proizvodi streptomicin, Streptomyces griseus IFO 13350, časopis za bakteriologiju 190: 4050 - 4060.
5. Rong X i Y Huang (2010) Taksonomska evaluacija klade Streptomyces griseus primjenom multilokusne analize sekvence i DNA-DNA hibridizacije s prijedlogom kombiniranja 29 vrsta i tri podvrste kao 11 genskih vrsta. Međunarodni časopis za sustavnu i evolucijsku mikrobiologiju 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Dvokomponentni sustavi i regulacija proizvodnje antibiotika iz Streptomyces coelicolor. Teza za sticanje zvanja doktora sa Sveučilišta u Salamanci, Španjolska. 188 str.