Penicillium: características, taxonomia, morfologia, habitat

Penicillium é um gênero de bactéria localizado no Ascomycota phyllum. Foi descrito pela primeira vez pelo micologista alemão Heinrich Link em 1809 e sua taxonomia é complexa.

Em princípio, estava localizado nos Deuteromicetos (fungos imperfeitos), uma vez que apenas seu estado anamórfico (assexual) era conhecido. Posteriormente, verificou-se que Penicillium correspondia aos estados teleomórficos (sexuais) dos gêneros Eupenicillium e Talaromyces dos Ascomycetes.

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Conidióforo de Penicillium sp. Por AJC1 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons.

O estado anamorfo de Penicillium é caracterizada por hifas hialina (incolor) compartimentado. Quando colocadas em meios de cultura em laboratório, as colônias passam de azul, verde azulado a rosa.

A etimologia do Penicillium vem de uma escova, uma vez que os conidióforos (estruturas que produzem esporos assexuais) são ramificados.

O penicillium, juntamente com outros gêneros de fungos, é conhecido como bolor, porque cresce em diferentes produtos orgânicos, formando uma camada de coloração diversa. Este gênero é saprófito e pode crescer em vários ambientes.

Muitas espécies do gênero são de grande importância para o ser humano. A penicilina (o primeiro antibiótico usado na medicina) foi obtida de P. chrysogenum . Por outro lado, os chamados queijos azuis obtêm suas características pela atividade lipolítica e proteolítica das espécies de Penicillium .

Algumas espécies são prejudiciais à saúde. Estes produzem várias toxinas, como as ocratoxinas, que danificam o sistema renal. Outras espécies causam danos a vários alimentos, como pão e frutas cítricas. Alguns são patógenos de animais e humanos.

Características gerais

O grupo é caracterizado por apresentar hifas e septos formados por filamentos. Quando cultivada em laboratório, produz colônias com um micélio compacto e margens bem definidas.

As colônias crescem rapidamente e têm aparência de lã ou algodão. Em princípio, são brancos e depois ficam verde azulados, esverdeados amarelados ou rosados.

Os esporos sexuais (ascósporos) ocorrem com nojo (corpos de frutificação) que podem ter uma textura amadeirada ou mais macia, dependendo do grupo.

A característica mais proeminente do gênero é o desenvolvimento de conidióforos ramificados em forma de pincel. Os diferentes tipos de ramificação do conidóforo permitem diferenciar as espécies.

O conidóforo é bem estruturado e possui um eixo a partir do qual os ramos (métricas) são formados. Os filóides (células em forma de garrafa que produzem conídios) se formam nas métricas. Este é o personagem mais importante para diferenciar espécies do gênero.

Tipos de conidióforos

Simples : os fiálides são solitários.

Monoverticilatos : um grupo de filóides é apresentado no ápice do eixo do conidóforo.

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Divicariados : as metúlas se ramificam em diferentes alturas e nelas existem grupos de fiálides.

Biverticilatos : na ponta do eixo são formadas três ou mais métricas, cada uma com um grupo de filóides no ápice.

Terverticilado : eles apresentam uma série de ramificações intermediárias entre as métricas e o filóide.

Produção de micotoxinas

As espécies de Penicillium produzem substâncias tóxicas que contaminam os alimentos, conhecidas como micotoxinas. Os mais frequentes são ocratoxinas e patulinas.

As ocratoxinas podem contaminar cereais e queijos, além de se acumularem na gordura dos animais consumidos pelos seres humanos. Essas toxinas afetam o sistema renal.

Patulinas são encontradas em cereais e nozes. Pode enfraquecer o sistema imunológico e atacar o sistema nervoso.

Nutrição

As espécies de Penicillium são saprófitas. Eles têm uma alta capacidade de degradar a matéria orgânica porque produzem uma grande quantidade de enzimas hidrolíticas. Essas enzimas têm a capacidade de acelerar o processo de decomposição.

Esses fungos são conhecidos como bolores e seus esporos são os principais poluentes do ar em muitos edifícios fechados. Além disso, eles se comportam como patógenos de diferentes culturas, tanto no campo quanto na pós-colheita.

Muitos podem produzir toxinas que causam danos aos seres humanos. Outros favorecem a fermentação de alguns alimentos e também são capazes de produzir antibióticos.

Filogenia e taxonomia

A taxonomia de Penicillium é bastante complexa, pois em muitos grupos de fungos era comum que os estados anamórfico e teleomórfico fossem considerados diferentes taxa.

No começo, o gênero estava localizado no grupo artificial Deuteromycetes (fungos imperfeitos) porque suas formas sexuais não eram conhecidas. Os teleomorfos estão localizados na borda do Ascomycota, na ordem Eurotiales

O gênero foi dividido em quatro subgêneros: Aspergilloides , Furcatum , Penicillium e Biverticillium , diferenciados pelo tipo de conidióforo. Posteriormente, o Biverticillatum foi associado ao gênero teleomorfo Talaromyces e aos outros três subgêneros ao Eupenicillium .

Posteriormente, em uma revisão de Penicillium senso stricto (sem incluir Talaromyces ), o teleomorfo de Eupenicillium tornou-se sinônimo, já que o nome Penicillium é mais antigo.

Gênero Talaromyces

É caracterizada pelo nojo formado por uma rede de hifas com paredes macias. Os discos amadurecem em poucas semanas no meio de cultura. Oito ascósporos são formados unicelulares. O anamorfo (subgênero Biverticillatum ) possui fiálides estreitos.

Estudos moleculares determinaram que este é um grupo monofilético e atualmente está localizado na família Trichocomaceae. Aproximadamente 110 espécies são reconhecidas, agrupadas em sete seções.

Entre as espécies de interesse, destaca-se T. marneffei, patógeno que causa micose sistêmica em pacientes com HIV.

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Gênero Penicillium

Atualmente, estão incluídas no gênero todas as espécies de Eupenicillium, além dos gêneros Eladia, Torulomyces, Chromocleista e Hemicarpenteles .

As espécies mostram nojo de células isodiamétricas (de lados iguais), com paredes muito duras (esclerotizadas). O nojo leva meses para amadurecer e, em alguns casos, os ascósporos não amadurecem.

O estado assexual é caracterizado por apresentar filóides amplos em forma de ampola ou em garrafa.

O gênero está localizado na família Aspergillaceae e foi subdividido em dois subgêneros ( Aspergilloides e Penicillium ) e 25 seções.

Habitat

As espécies de Penicillium podem se desenvolver em vários ambientes e ter uma distribuição cosmopolita. Estes são capazes de habitar condições extremas de temperatura, salinidade, pH ou estresse hídrico.

A presença de Penicillium foi relatada em mais de 400 espécies de plantas. Eles foram encontrados em áreas muito frias, como o subártico e a tundra.

Em ambientes salinos, a presença de espécies de Penicillium tem sido relatada como endófita de ervas marinhas ou crescendo em solos de alta salinidade.

Outras espécies são capazes de se desenvolver em solos altamente acidificados naturalmente ou por atividades humanas, como efluentes de mineração e águas residuais industriais.

Reprodução

As espécies de Penicillium e Talaromyces se reproduzem assexuada e sexualmente.

Reprodução assexuada

Pode ocorrer por fragmentação de micélios que são posteriormente divididos. Em outros casos, pode-se formar um esclerócio (micélio com paredes espessas) que pode suportar condições adversas e depois começar a se dividir.

A forma mais comum de reprodução assexuada é a produção de conídios (esporos sexuais) a partir dos conidióforos. Estes são formados a partir da divisão do núcleo do filóide.

Reprodução sexual

Os esporos sexuais são produzidos com nojo. Um anteídio (estrutura masculina) e ascogônio (estrutura feminina) são gerados. Os citoplasmas de ambas as estruturas se fundem (plasmogamia) e depois os núcleos (cariogamia) se unem.

Uma vez formada a célula diplóide, ocorre a meiose. São formadas quatro células haplóides que sofrem mitose, de modo que oito ascósporos são produzidos.

Os ascósporos são haplóides com um único núcleo. Eles podem ter uma superfície lisa ou ornamentação e são disseminados pelo vento ou descarregados pela chuva.

Patógenos e doenças

Várias espécies de Penicillium são agentes causadores de deterioração dos alimentos, especialmente quando as condições são úmidas e quentes. As colônias se desenvolvem nelas e as enzimas que produzem as quebram rapidamente. Geralmente as colônias têm cores esverdeadas.

A contaminação dos edifícios pelos esporos de Penicillium e outros gêneros também é frequente . Os ambientes fechados e úmidos favorecem o desenvolvimento do fungo. Existem pessoas que são muito sensíveis aos esporos, o que causa várias doenças respiratórias e alergias.

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T. marneffei (anteriormente Penicillium marneffei ) é a causa da peniciliose, uma doença endêmica do sudeste da Ásia. Afeta apenas pacientes imunossuprimidos, principalmente aqueles com HIV. Os conídios infectam o hospedeiro por inalação e depois se desenvolvem intracelularmente, afetando o funcionamento de alguns órgãos.

Biotecnologia

Algumas espécies de Penicillium são amplamente utilizadas na indústria alimentícia e farmacêutica.

Em muitos produtos à base de carne que passam por processos de maturação, a presença de colônias de fungos na superfície é comum. Esses fungos aprimoram os aromas e sabores característicos devido à produção de vários compostos químicos.

As espécies de Penicillium constituem a flora microbiana superficial em algumas embutidas fermentadas, como o salame. São antioxidantes e evitam a dessecação, além de sua capacidade proteolítica contribuir para a cura dos produtos e impedir o ataque de patógenos.

No caso dos chamados queijos azuis, P. roqueforti é adicionado em sua maturação. Sua atividade produz enzimas que degradam compostos químicos que produzem o aroma e o sabor característicos desses queijos. As manchas azuis são as colônias do fungo no queijo.

Algumas espécies são capazes de produzir antibióticos naturais. Uma delas é a penicilina, obtida principalmente de P. chrysogenum . A penicilina foi o primeiro antibiótico usado na medicina.

Referências

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  5. Visagie CM, J Houbraken, JC Frisvad, SB Hong, CGW Klaassen, G Perrone, KA Seifert, J. Varga, T Yaguchi e RA Samson (2014) Identificação e nomenclatura do gênero Penicillium . Studies in Mycology 78: 343-371.
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