Penicillium: características, morfologia, habitat, reprodução

Penicillium é um gênero de fungos filamentosos microscópicos, comuns no ambiente. Eles podem ser encontrados no ar, no solo, em plantas e vegetais. Eles são de distribuição cosmopolita. Na natureza, eles cumprem o papel de decompositores de matéria orgânica.

Muitas espécies podem se tornar patogênicas para frutas, vegetais e cereais. Eles produzem substâncias tóxicas, como micotoxinas, que podem afetar o homem e outros animais de maneiras diferentes. No entanto, alguns pesquisadores sugerem que Penicillium marneffei é o único representante do gênero que causa doenças no homem.

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Microcultura de Penicillium sp. Retirado e editado de: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

O gênero foi descrito pela primeira vez em 1809, com três espécies conhecidas. Sua taxonomia desde aquela data tem sido complexa e muito discutida, como é o caso de muitos outros gêneros de cogumelos. Atualmente, eles estão localizados na família Trichocomaceae e são conhecidas mais de 350 espécies descritas e aceitas.

Penicillium é conhecido mundialmente pelas espécies de P. notatum das quais o Dr. Alexander Fleming, em 1928, descobriu um potente antibacteriano que mais tarde conheceríamos como “penicilina”. Atualmente, a penicilina não é obtida de P. notatum, mas de outras espécies com maior eficácia, como P. roqueforti .

Caracteristicas

Uma das características mais marcantes do gênero Penicillium é sua forma reprodutiva assexuada, com estruturas densas em forma de pincel, de onde vem o nome do táxon (penicillus).

Eles têm um corpo frutífero. Eles produzem estruturas em forma de saco que contêm ascósporos. Os ascósporos são unicelulares e os ascósporos têm vida curta. Isso significa que eles quebram e / ou se dissolvem muito rapidamente em comparação com outros grupos taxonômicos.

São organismos anamórficos, capazes de degradar substratos como açúcares, lipídios e celulose. Por outro lado, representantes do gênero Penicillium formam colônias que, na maioria dos casos, crescem rapidamente e exibem uma variedade de cores e texturas.

Morfologia

Espécies do gênero Penicillium, além de terem formato de pincel, ocorrem em cadeias secas de conídios formados a partir do filídeo. O filídeo é uma célula especializada do conidióforo (estrutura especializada em reprodução assexuada), em forma de garrafa, unida por sua base à medula.

A medula suporta o fiálido, e isso, por sua vez, fornece suporte ao ramo, a partir do qual outros ramos podem iniciar, ou um único estipe.

Os conidióforos podem medir entre 200 e 300 micrômetros, os marcadores entre 8 e 12 micrômetros e o filídeo de 7 a 12 micrômetros. Os conídios (esporos assexuais e imóveis), formados no filídeo, são lisos, elipsoidais e medem 2,5 a 4 micrômetros.

Os conídios podem ser simples (monoverticilados), ou seja, com um único ramo do conídio ao estipe. No entanto, existem variedades de taxa dentro do gênero que podem ter mais de um ramo, sendo biverticilado (2 ramos), terverticilado (3) e até quatro com reticulação (4).

As colônias, do ponto de vista macroscópico, começam a ser brancas. Então, e dependendo da espécie e de outros fatores, você pode adquirir cores como verde, verde-azulado, cinza ou rosa, entre outras.

Algumas bibliografias relatam que a textura das colônias, assim como sua coloração, depende das espécies. O Penicillium pode ter texturas suaves, cottony ou aveludado, entre outros.

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Partes de um fungo Penicillium. 1) hifa, 2) conidióforo, 3) filídeo, 4) conídio, 5) septo. Tirada e editada em: Y_tambe [CC BY-SA 3.0].
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Taxonomia

A taxonomia do Penicillium é bastante complexa e com muitas discrepâncias entre os taxonomistas. O táxon foi descrito pela primeira vez em 1809 pelo naturalista alemão Johann Heinrich Friedrich Link, que na época os agrupava em cogumelos assexuais em forma de pincel.

Link descreveu o gênero com três espécies ( Penicillium candidum, P. expansum e P. glaucum ). Mais tarde, em 1824, o táxon P. expansum foi preterido e os organismos pertencentes a esse táxon foram incluídos em P. glaucum , juntamente com todas as formas verdes, iniciando os mais de 190 anos de mudanças taxonômicas sofridas. o grupo.

Durante esses mais de 190 anos, foram descritas cerca de 1000 espécies do gênero Penicillium , das quais mais de ¾ não são válidas atualmente, devido a descrições incompletas, publicações inválidas e outros motivos que os tornaram sinônimos.

Atualmente, o gênero está localizado no reino dos fungos, filo Ascomycota, classe Eurotiomycetes e família Trichocomaceae. Alguns taxonomistas reconhecem vários subgêneros e a maioria aceita até hoje mais de 350 espécies.

Habitat e distribuição

É um gênero com um grande número de espécies, cuja distribuição é cosmopolita. Habitam principalmente o solo, mas foram isolados em frutas, uma grande variedade de alimentos para consumo humano, água doce, ambientes marinhos e estuarinos e até no ar.

O Penicillium pode desenvolver-se a partir de temperaturas baixas (5 ° C) a temperaturas relativamente quentes (37 ° C). Estudos revelam que as temperaturas ideais para o seu desenvolvimento estão entre 20 e 25 ºC e, a 37 ºC ou mais, seu desenvolvimento é muito ruim ou elas não crescem diretamente.

Em relação às estações do ano, as espécies médias não mostram uma aparente preferência por seu desenvolvimento, embora altas concentrações de algumas espécies tenham sido detectadas entre o inverno e a primavera.

Outro aspecto importante que vale a pena destacar é a umidade. Sabe-se que esse fator é muito importante e praticamente determina o desenvolvimento e crescimento desses fungos.

O crescimento e o desenvolvimento acelerado da humanidade lhe deram novos habitats e expandiram os intervalos de distribuição de muitas espécies desses microorganismos. Hoje, é relativamente comum encontrar Penicillium em edifícios úmidos, materiais de construção e outros ambientes ou estruturas criados por seres humanos.

Reprodução

O gênero Penicillium possui dois tipos de reprodução: assexual e sexual.

Assexual

Pelo menos duas vias de reprodução assexuada são conhecidas no Penicillium, vegetativas e por esporos. A reprodução vegetativa consiste em fragmentação, onde as hifas se dividem em pequenos segmentos ou fragmentos. Esses segmentos se desenvolvem ou crescem, por repetidas divisões, em um micélio.

Por outro lado, a reprodução por esporos consiste na formação de esporos assexuados e imóveis, onde cada esporo (célula haplóide) produzido por mitose pelos pais pode gerar novos indivíduos sem fertilização, sendo esses idênticos aos pais.

Sexual

Em Penicillium, a reprodução sexual ocorre através do cruzamento de duas hifas haplóides. Durante esse cruzamento, forma-se um esporo chamado zigospora, que representa a carga genética de dois pais e não um como na reprodução assexuada.

A reprodução sexual neste gênero de fungos tem sido relativamente pouco estudada. Mesmo assim, sabe-se que algumas espécies se reproduzem por nojo e ascósporos, produzidos em pequenos estômatos.

Algumas espécies sexuais cujos gametas são ogâmicos, isto é, com diferentes morfologias, também são conhecidas.

Nutrição

As espécies do gênero Penicillium são, na maioria das vezes, saproprofias oportunistas; isto é, eles são capazes de degradar a matéria orgânica e transformá-la em componentes simples que serão utilizados para seu desenvolvimento e crescimento. Eles fazem isso graças à síntese de enzimas hidrolíticas, como amilases, celulases e xilanases.

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Parte da matéria orgânica que degradam é encontrada no solo, como folhas, frutos caídos e resíduos de mamíferos. Outras espécies obtêm seus alimentos parasitando plantas, frutas e vegetais, geralmente causando grandes perdas econômicas.

Cultivo

Muitas espécies do gênero Penicillium têm alta importância econômica, médica, ecológica e farmacêutica. E é necessário reproduzi-los em condições de laboratório para estudar, por exemplo, sua capacidade antifúngica ou a taxa na qual degradam substratos.

Diante do exposto, muitas investigações foram realizadas, buscando métodos mais eficazes, simples e econômicos que permitam o cultivo desses fungos em condições controladas. Assim, existe uma grande variedade de embalagens comerciais que fornecem os requisitos nutricionais necessários para esta cultura.

Tais requisitos nutricionais são baseados em extratos de glicose, sacarose, amido e levedura. Estes também são chamados comercialmente de CYA (ágar autolisante de levedura Czapek), MEA, Oxoid ou Difco (ágar de extrato de malte) ou CREA (ágar de creatina sacarose), entre outros. A preferência por um ou outro dependerá do objetivo da investigação.

Um tipo de cultivo artesanal de Penicillium , é o realizado na comunidade francesa de Roquefort, onde assam grandes pães de centeio, que depois se reservam em porões úmidos, à espera de obter mofo das espécies de Penicillium roqueforti, usado em Fabricação de queijo

Espécies e usos representativos

– produção de queijo

O molde que cresce em certos queijos cumpre uma função muito importante durante a maturação e / ou refinamento destes. Embora existam muitas variedades de bolores ou fungos que crescem na superfície dos queijos, alguns dos mais proeminentes são:

Penicillium camemberti

É o fungo responsável pela produção de uma espessa camada branca e pelo fornecimento de certos sabores aos queijos, como Camembert (de onde vem o nome da espécie), Brie, Coulommiers e Cambozola.

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Queijo Camembert. Retirado e editado de: Jon Sullivan [Domínio público].

Penicillium glaucum

Esta espécie de fungo é utilizada na produção de queijo Rochebaron, um tipo de queijo azul de origem francesa, que em algum momento de sua preparação e cura de varetas ou fios é introduzido com o fungo P. glaucum , de modo que o listras azuis características deste queijo.

Penicillium roqueforti

Espécie de fungo descrita em 1906. Esse microorganismo é usado na preparação de vários tipos de queijos azuis, como Valdeon, Cabrales e Roquefort. A espécie carrega o epíteto de Roqueforti devido à cidade onde foi descoberta e não pelo famoso queijo Roquefort.

Importância farmacêutica

Penicillium notatum

O Penicillium notatum é conhecido mundialmente, por ser a espécie com a qual o Dr. Alexander Fleming, em 1928, observou o poder inibidor do crescimento de bactérias, além de ser o precursor do antibiótico conhecido como penicilina. Deve-se notar que Fleming não descobriu a penicilina, mas o efeito antibacteriano do fungo.

Penicillium chrysogenum

Espécies de fungos conhecidas por produzir um melhor efeito antibiótico e maior produção, em miligramas / litro de cultura, em comparação com a espécie P. notatum .

Importância clínica

Penicillium marneffei

Espécies do gênero Penicillium que produz uma patologia (micose) que afeta mamíferos roedores e humanos, denominados penicilli. A doença foi observada pela primeira vez em duas espécies de ratos no sudeste da Ásia e depois em humanos.

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A doença é caracterizada pela presença de lesões cutâneas, afinamento do corpo, febre, sintomas de pneumonia, lesões nas paredes do intestino delgado (placas pleyer), hepatomegalia e esplenomegalia.

Lesões observáveis ​​são a formação de abscessos e granulomas, nos quais P. marneffei pode ser isolado como blastosporos no citoplasma de macrófagos ou como blastosporos livres no tecido. Esta doença ocorre principalmente em pacientes ou pessoas imunossuprimidas, especialmente com o HIV.

-Pattogens de plantas

Penicillium brasilianum

Espécies conhecidas por serem patogênicas em plantas, especialmente em plantações de cebola. Atualmente, metabólitos bioativos e secundários estão sendo desenvolvidos a partir de linhagens dessa espécie, que prometem muito no campo da biotecnologia.

Penicillium funiculosum

É um patógeno de plantas como abacaxi. Penicillium funiculosum infecta a flor de abacaxi, antes da formação do fruto. Esta infecção danifica os tecidos reprodutivos da planta e impede a propagação de frutos saudáveis, terminando com colheitas completas.

Nos frutos de abacaxi desenvolvidos, uma podridão é observada a partir do centro, marrom ou preto. Esta doença é conhecida como FCR pela sigla em inglês, que significa em espanhol a doença do núcleo da fruta.

Penicillium italicum

É um patógeno pós-colheita, ou seja, ataca o fruto uma vez colhido. É comum em frutas cítricas, como a laranja. É também chamado de “mofo azul das frutas cítricas” e ataca a fruta quando ela apresenta lesões ou feridas na superfície.

Sabe-se que o fungo pode permanecer na superfície da fruta por meses e atacá-lo somente quando entra em contato com os líquidos produzidos pela lesão na casca da fruta.

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Penicillium italicum, infectando uma laranja. Tirada e editada por: Jean.claude [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Importância biotecnológica

Várias espécies do gênero Penicillium são utilizadas para a extração e produção de compostos bioativos e / ou metabólitos secundários. Como mencionado anteriormente, Penicillium brasilianum é uma das espécies utilizadas para a produção de enzimas na indústria de biotecnologia.

Outra espécie usada em biotecnologia é Penicillium purpurogenum. Esse fungo é patogênico nas plantas, mas vários estudos sugerem que produtos como biocombustíveis podem ser extraídos dele. Também foi usado para produzir enzimas que ajudam o gado a digerir alimentos, como cereais e restos de plantas.

Referências

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