Streptomyces griseus: características, ciclo biológico e usos

Streptomyces griseus é um tipo de bactéria aeróbica, Gram-positiva. Pertence ao grupo das Actinobactérias, da ordem Actinomycetales e da família Streptomycetaceae.

São bactérias comuns no solo. Eles foram encontrados em associação com as raízes das plantas na rizosfera. Algumas cepas também foram isoladas em amostras de água do mar e sedimentos profundos e em ecossistemas costeiros.

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Streptomyces griseus, visto no microscópio eletrônico de varredura. Autor: Docwarhol [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons.
A capacidade dessa espécie de se adaptar a uma grande diversidade de ecossistemas gerou uma importante variação genética que tem sido tentada classificar em ecovares.

Esta espécie, como outros Streptomyces, produz uma grande quantidade de metabólitos secundários, o que lhe confere grande importância comercial. Estes incluem a estreptomicina (antibiótico aminoglicosídeo), o primeiro antibiótico usado efetivamente contra a tuberculose.

Características gerais

S. griseus é uma bactéria aeróbica Gram positiva que produz micélios. A parede celular é espessa, formada principalmente por peptidoglicano e lipídios.

Esta espécie desenvolve ambos os substratos e micélios aéreos. Ambos os tipos de micélio têm uma morfologia diferente.As hifas do substrato de micélio podem ter 0,5-1 µm de diâmetro. O micélio aéreo é filamentoso e pouco ramificado.

Em meio de cultura, esses micélios têm diferentes tons de cinza. O reverso da colônia é cinza-amarelado. Eles não produzem pigmentos de melanina.

As cadeias de esporos são retiflexíveis e consistem em 10-50 esporos. A superfície destes é lisa.

A espécie utiliza glicose, xilose, manitol ou frutose como fonte de carbono. Em meios de cultura com arabinose ou ramnosa, não se observa crescimento da colônia.

A temperatura ideal para o seu desenvolvimento varia de 25 a 35 ° C.

Eles crescem em uma ampla faixa de pH, entre 5 e 11. No entanto, seu crescimento é ideal em ambientes alcalinos com pH 9, por isso é considerado alcalofílico.

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Genetics

O genoma de S. griseus foi completamente sequenciado . Possui um cromossomo linear com mais de oito milhões de pares de bases. A presença de plasmídeos não foi observada.

O cromossomo possui mais de 7000 ORF (sequências de RNA de estrutura aberta). Em mais de 60% dessas seqüências, a função que elas cumprem é conhecida. O conteúdo de GC para S. griseus é de aproximadamente 72%, o que é considerado alto.

Metabólitos secundários

A maioria das espécies de Streptomyces produz uma grande quantidade de metabólitos secundários. Entre estes estão antibióticos, imunossupressores e inibidores de enzimas.

Da mesma forma, essas bactérias são capazes de produzir algumas enzimas de importância industrial, como glicose isomerase ou transglutaminase.

No caso de S. griseus , o metabólito secundário mais importante é a estreptomicina. No entanto, esse organismo produz outros compostos, como certos tipos de fenóis, que são muito eficazes no controle de vários fungos fitopatogênicos.

Taxonomia

A espécie foi descrita pela primeira vez a partir do isolamento do solo em uma área da Rússia. A pesquisadora Krainsky em 1914 a identifica como Actinomyces griseus .

Posteriormente, Waskman e Curtis conseguem isolar a espécie em várias amostras de solo nos Estados Unidos. Em 1943, Waskman e Henrici propuseram o gênero Streptomyces com base na morfologia e no tipo de parede celular de suas espécies. Esses autores colocam as espécies nesse gênero em 1948.

Filogenia e sinônimos

A existência de três subespécies para S. griseus foi proposta . No entanto, estudos moleculares revelaram que dois desses taxa correspondem à espécie S. microflavus .

Do ponto de vista filogenético, S. griseus forma um grupo com S.argenteolus e S. caviscabies . Essas espécies têm grande semelhança em relação às seqüências de RNA ribossômico.

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Com base na comparação de seqüências de RNA, foi estabelecido que alguns táxons considerados espécies diferentes de S. griseus têm a mesma composição genética.

Portanto, esses nomes tornaram-se sinônimos da espécie. Entre estes, temos S. erumpens , S. ornatus e S. setonii .

Ciclo biológico

As espécies de Streptomyces produzem dois tipos de micélio durante o seu desenvolvimento. O micélio do substrato que forma a fase vegetativa e o micélio aéreo que dará origem aos esporos

Formação do substrato micelial

Isso se origina após a germinação do esporo. As hifas têm um diâmetro de 0,5-1 µm. Estes crescem pelos ápices e desenvolvem ramificações, produzindo uma complexa matriz de hifas.

Existem poucos septos que formam compartimentos que podem apresentar várias cópias do genoma. Durante esta fase, as bactérias aproveitam os nutrientes presentes no meio para acumular biomassa.

À medida que esse micélio se desenvolve, ocorre a morte celular de alguns septos. No substrato maduro, micélio alterna segmentos vivos e mortos.

Quando as bactérias se desenvolvem no solo ou em culturas submersas, a fase vegetativa é predominante.

Formação do micélio aéreo

Numa época de desenvolvimento de colônias, um micélio começa a se formar com menos ramos. Em S. griseus, formam-se longos filamentos muito pouco ramificados.

A nutrição necessária para a formação deste micélio é obtida a partir da lise das células do substrato micélio. Nesta fase, a espécie produz os diferentes metabólitos secundários.

Formação de esporos

Nesta fase, as hifas interrompem seu crescimento e começam a se fragmentar transversalmente. Esses fragmentos se transformam rapidamente em esporos arredondados.

Cadeias de esporos formadas por aproximadamente cinquenta células são formadas. Os esporos são esféricos a ovais, de 0,8 – 1,7 µm de diâmetro e com uma superfície lisa.

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Usos

O principal uso associado ao S. griseus é a produção de estreptomicina. Este é um antibiótico bactericida. Foi detectado pela primeira vez em 1943 por Albert Schatz em cepas da espécie.

A estreptomicina é um dos tratamentos mais eficazes no tratamento da tuberculose causada pelo Mycobacterium tuberculosis .

No entanto, S. griseus tem outros usos. A espécie produz outros antibióticos, entre os quais alguns que atacam tumores. Também produz enzimas proteolíticas usadas comercialmente, como pronases. Essas enzimas bloqueiam a inativação dos canais de sódio.

Por outro lado, nos últimos anos, determinou-se que S. griseus produz substâncias voláteis a partir do grupo de fenóis chamado carvacrol. Esta substância tem a capacidade de inibir o crescimento de esporos e micélios de vários fungos fitopatogênicos.

Referências

  1. Anderson A e E Wellington (2001) A taxonomia de Streptomyces e afins gera. Revista Internacional de Microbiologia Sistemática e Evolutiva 51: 797-814.
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  6. Yepes A (2010) Sistemas de dois componentes e regulação da produção de antibióticos de Streptomyces coelicolor . Tese para se qualificar para o doutorado pela Universidade de Salamanca, Espanha. 188 pp.

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