Кіріспе

Бактериялар туысы

Бацилл (латынша "таяқ") – Грам-оң, таяқ пішіндес бактериялар туысы, Бациллоталар тұқымдасының мүшесі, 266 атаулы түрі бар. Бұл термин басқа бактериялардың да пішінін (таяқшаны) сипаттау үшін қолданылады; ал "Бацилли" көпшешілі атауы – осы туысқа жататын бактериялар класының атауы. Бацилл түрлері міндетті аэробтар (оттегіге тәуелді) немесе факультативті анаэробтар (оттегісіз өмір сүре алатын) болуы мүмкін. Егер оттегі қолданылса немесе бар болса, Бацилл түрлерінің культурасында каталаза ферменті анықталады. Бацилл өзін овал пішіндес эндоспораға айналдыра алады және осы ұйыққан күйде жылдар бойы сақталуы мүмкін. Мароккодан алынған бір түрдің эндоспорасы 420°C температураға дейін қыздырылғанда да тірі қалған. Эндоспораның пайда болуына әдетте қоректік заттардың жетіспеуі себеп болады: бактерия жасуша қабырғасының ішінде бөлінеді, содан кейін бір бөлігі екіншісін жабады. Бұл – нағыз спора емес (яғни, ұрпақ емес). Эндоспораның түзілуі бастапқыда туыстың анықтамасы болды, бірақ барлық түрлер тығыз байланысты емес, ал көптеген түрлер Бациллотаның басқа туыстарына көшірілді. Әрбір жасушада тек бір эндоспора пайда болады. Споралар ыстыққа, суыққа, сәулеленуге, құрғақшылыққа және дезинфекциялау құралдарына төзімді. Bacillus anthracis спораға айналу үшін оттегіге мұқтаж; бұл шектеу эпидемиология және бақылау үшін маңызды салдарларға әкеледі. In vivo, B. anthracis фагоцитозден қорғайтын полипептидтік (полиглутамин қышқылы) капсула шығарады. Бұл қарсылық оларға көп жылдар бойы, әсіресе бақыланатын ортада тірі қалуға мүмкіндік береді. Ал B. cereus тамақтан улануды қоздырады. Бациллдің көптеген түрлері көп мөлшерде ферменттерді өндіре алады, олар түрлі салаларда қолданылады, мысалы, крахмалдың гидролизіне қолданылатын альфа-амилаза және жуғыш заттарда қолданылатын протеаза – субтилизин өндірісінде. B. subtilis бактериялық зерттеулер үшін құнды модель болып табылады. Кейбір Бацилл түрлері липопептидтерді, әсіресе серфактиндер мен микосубтилиндерді синтездеп, бөліп шығарады. Bacillus subtilis штамдары Labeo rohita-да ауруға төзімділікті дамытуға көмектеседі. Бацилл – таяқ пішіндес, эндоспора түзетін, аэробты немесе факультативті анаэробты, Грам-оң бактериялар; кейбір түрлерінің культурасы жасы ұлғайғанда Грам-теріс болуы мүмкін. Бұл туыстың көптеген түрлері кең ауқымды физиологиялық қабілеттерге ие, бұл оларға кез келген табиғи ортада өмір сүруге мүмкіндік береді. Әрбір жасушада тек бір эндоспора пайда болады. Споралар ыстыққа, суыққа, сәулеленуге, құрғақшылыққа және дезинфекциялау құралдарына төзімді. Микробиологияның бастапқы тарихымен байланысты басқа туыстар сияқты, мысалы Pseudomonas және Vibrio, Бациллдің 266 түрі кең таралған. Бұл туыстың рибосомалық 16S әртүрлілігі өте жоғары.

Оқшаулау және анықтау

Бацилл түрлерін оқшаулау және өсіру үшін қолданылатын әдістер негізінен топырақ үлгісін дистилленген суда суспензиялауды, вегетативті жасушаларды жою үшін жылулық соққы беруді (негізінен тірі спораларды қалдырып), содан кейін агар пластиналарында өсіруді және өсірілген колониялардың сәйкестігін растау үшін қосымша тесттер жүргізуді қамтиды. Бұған қоса, қоршаған орта үлгісін жылулық соққыдан немесе ыстық ауамен кептіруден кейін айтарлықтай сұйылтып, Bacillus бактерияларына тән қасиеттері бар колонияларды іріктеу арқылы сынаққа қажетті потенциалды Bacillus бактерияларын таңдауға болады. Өсірілген колониялар көбінесе ірі, жайылып, бейпішін болады. Микроскопта Bacillus жасушалары таяқша тәрізді көрінеді, ал жасушалардың көп бөлігінде бір жағында жұмыр эндоспоралар болады, олардың пішінін бүгіп шығарады.

Bacillus spp. сипаттамалары

S. I. Paul және басқалар (2021) Бангладештің Бенгал шығанағындағы Сент-Мартин аралдары аймағындағы теңіз шұңғырларынан Bacillus subtilis бірнеше штаммын (WS1A, YBS29, KSP163A, OA122, ISP161A, OI6, WS11, KSP151E және S8 штаммдары) оқшаулап анықтады. Bacillus spp. колониясының, морфологиялық, физиологиялық және биохимиялық сипаттамалары төмендегі кестеде көрсетілген. 2008 жылы ұсынылған екінші ұсыныс барлық расталған түрлердің 16S (және 23S, егер бар болса) ағашын құрастырды. Бацилл тұқымдасына 16S және 23S екі түрінде де өте көп саңырауқұлақтар жатады. Ол лактобациллаларға (лактобацилдар, стрептококк, стафилококк, листерия және т.б.) парафилетикалық, себебі Bacillus coahuilensis және басқалары бар. 2010 жылы ұсынылған үшінші ұсыныс гендер тізбектесуінің зерттеуі болды және 2008 жылғы ұсынысқа ұқсас нәтижелер тапты, бірақ топтар жағынан түрлердің саны әлдеқайда шектеулі болды. (Бұл схема Листерияны сыртқы топ ретінде қолданды, сондықтан ARB ағашының жарығында ол "ішкі сыртына" болуы мүмкін). 2011 жылғы сыныптау стандарттарына сәйкес Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Bacillus pseudomycoides, Bacillus thuringiensis және Bacillus weihenstephanensis құрайтын бір клад бір түр болуы керек (97% 16S сәйкестігі ішінде), бірақ медициналық себептер бойынша олар бөлек түрлер болып саналады (Шигелла мен Escherichia coli-дің төрт түрі үшін де осы мәселе бар). 1104 Bacillus протеомының филогеномдық зерттеуі 114 негізгі белокқа негізделді және NCBI таксономиясынан Bacillus ретінде анықталған әртүрлі түрлердің арасындағы қатынастарды анықтады. Түрлі штамдар орташа нуклеотидтік сәйкестік (ANI) мәндеріне негізделген түрлерге топтастырылды, түрлердің арасындағы шектік мән 95% құрады.

B. amylolyticus
B. andreesenii
B. aneurinilyticus
B. anthracis
B. aquimaris
B. arenosi
B. arseniciselenatis
B. arsenicus
B. aurantiacus
B. arvi
B. aryabhattai
B. asahii
B. atrophaeus
B. axarquiensis
B. azotofixans
B. azotoformans
B. badius
B. barbaricus
B. bataviensis
B. beijingensis
B. benzoevorans
B. beringensis
B. berkeleyi
B. beveridgei
B. bogoriensis
B. boroniphilus
B. borstelensis
B. brevis
B. butanolivorans
B. canaveralius
B. carboniphilus
B. cecembensis
B. cellulosilyticus
B. centrosporus
B. cereus
B. chagannorensis
B. chitinolyticus
B. chondroitinus
B. choshinensis
B. chungangensis
B. cibi
B. circulans
B. clarkii
B. clausii
B. coagulans
B. coahuilensis
B. cohnii
B. composti
B. curdlanolyticus
B. cycloheptanicus
B. cytotoxicus
B. daliensis
B. decisifrondis
B. decolorationis
B. deserti
B. dipsosauri
B. drentensis
B. edaphicus
B. ehimensis
B. eiseniae
B. enclensis
B. endophyticus
B. endoradicis
B. farraginis
B. fastidiosus
B. fengqiuensis
B. filobacterium rodentuim
B. firmus
B. flexus
B. foraminis
B. fordii
B. formosus
B. fortis
B. fumarioli
B. funiculus
B. fusiformis
B. gaemokensis
B. galactophilus
B. galactosidilyticus
B. galliciensis
B. gelatini
B. gibsonii
B. ginsengi
B. ginsengihumi
B. ginsengisoli
B. glucanolyticus
B. gordonae
B. gottheilii
B. graminis
B. halmapalus
B. haloalkaliphilus
B. halochares
B. halodenitrificans
B. halodurans
B. halophilus
B. halosaccharovorans
B. haynesii
B. hemicellulosilyticus
B. hemicentroti
B. herbersteinensis
B. horikoshii
B. horneckiae
B. horti
B. huizhouensis
B. humi
B. hwajinpoensis
B. idriensis
B. indicus
B. infantis
B. infernus
B. insolitus
B. invictae
B. iranensis
B. isabeliae
B. isronensis
B. jeotgali
B. kaustophilus
B. kobensis
B. kochii
B. kokeshiiformis
B. koreensis
B. korlensis
B. kribbensis
B. krulwichiae
B. laevolacticus
B. larvae
B. laterosporus
B. lautus
B. lehensis
B. lentimorbus
B. lentus
B. licheniformis
B. ligniniphilus
B. litoralis
B. locisalis
B. luciferensis
B. luteolus
B. luteus
B. macauensis
B. macerans
B. macquariensis
B. macyae
B. malacitensis
B. mannanilyticus
B. marisflavi
B. marismortui
B. marmarensis
B. massiliensis
B. megaterium
B. mesentericus
B. mesonae
B. methanolicus
B. methylotrophicus
B. migulanus
B. mojavensis
B. mucilaginosus
B. muralis
B. murimartini
B. mycoides
B. naganoensis
B. nanhaiensis
B. nanhaiisediminis
B. nealsonii
B. neidei
B. neizhouensis
B. niabensis
B. niacini
B. novalis
B. oceanisediminis
B. odysseyi
B. okhensis
B. okuhidensis
B. oleronius
B. oryzaecorticis
B. oshimensis
B. pabuli
B. pakistanensis
B. pallidus
B. panacisoli
B. panaciterrae
B. pantothenticus
B. parabrevis
B. paraflexus
B. pasteurii
B. patagoniensis
B. peoriae
B. persepolensis
B. persicus
B. pervagus
B. plakortidis
B. pocheonensis
B. polygoni
B. polymyxa
B. popilliae
B. pseudalcalophilus
B. pseudofirmus
B. pseudomycoides
B. psychrodurans
B. psychrophilus
B. psychrosaccharolyticus
B. psychrotolerans
B. pulvifaciens
B. pumilus
B. purgationiresistens
B. pycnus
B. qingdaonensis
B. qingshengii
B. reuszeri
B. rhizosphaerae
B. rigui
B. ruris
B. safensis
B. salarius
B. salexigens
B. saliphilus
B. schlegelii
B. sediminis
B. selenatarsenatis
B. selenitireducens
B. seohaeanensis
B. shacheensis
B. shackletonii
B. siamensis
B. silvestris
B. simplex
B. siralis
B. smithii
B. soli
B. solimangrovi
B. solisalsi
B. songklensis
B. sonorensis
B. sphaericus
B. sporothermodurans
B. stearothermophilus
B. stratosphericus
B. subterraneus
B. subtilis
B. s. subsp. inaquosorum
B. s. subsp. spizizenii
B. s. subsp. subtilis
B. taeanensis
B. tequilensis
B. thermantarcticus
B. thermoaerophilus
B. thermoamylovorans
B. thermocatenulatus
B. thermocloacae
B. thermocopriae
B. thermodenitrificans
B. thermoglucosidasius
B. thermolactis
B. thermoleovorans
B. thermophilus
B. thermoproteolyticus
B. thermoruber
B. thermosphaericus
B. thiaminolyticus
B. thioparans
B. thuringiensis
B. tianshenii
B. trypoxylicola
B. tusciae
B. validus
B. vallismortis
B. vedderi
B. velezensis
B. vietnamensis
B. vireti
B. vulcani
B. wakoensis
B. xiamenensis
B. xiaoxiensis
B. zanthoxyli
B. zhanjiangensis

Экологиялық және клиникалық маңызы Bacillus түрлері табиғатта кең таралған, мысалы, топырақта. Олар жоғары рН (B. alcalophilus), жоғары температура (B. thermophilus) және тұздың жоғары концентрациясы (B. halodurans) сияқты экстремалды ортада кездесе алады. Олар сондай-ақ өсімдіктердегі эндофиттер ретінде жиі кездеседі, онда олар иммундық жүйеде, қоректік заттардың сіңірілуінде және азотты бекітуде маңызды рөл атқарады. B. thuringiensis құрттарды өлтіретін токсин шығарады, сондықтан оны инсектицид ретінде қолданады. B. siamensis бактериясында Rhizoctonia solani және Botrytis cinerea саңырауқұлақтары сияқты өсімдік патогендерін тежейтін антимикробтық қосылыстар бар және олар ұшқыш эмиссиялар арқылы өсімдіктердің өсуін ынталандырады. Бацилдің кейбір түрлері табиғи түрде ДНК-ны трансформация арқылы қабылдауға қабілетті. Бацилдің екі түрі медициналық тұрғыдан маңызды: антраксты тудыратын B. anthracis және Staphylococcus-қа ұқсас симптомдары бар тамақ улануын тудыратын B. cereus. B. cereus токсиндер шығарады, олар екі түрлі симптомға әкеледі: құсуды және жүрек айнуды тудыратын емізуші токсин және диарея. B. thuringiensis маңызды жәндік патогені болып табылады және кейде жәндіктерге зиян келтіретін жәндіктерді бақылау үшін қолданылады. B. subtilis маңызды модельдік организм болып табылады. Ол сондай-ақ нан және ұқсас тағамдардағы сіңірлікті тудыратын маңызды тағамды бұзушы болып табылады. B. subtilis сондай-ақ антибиотиктерді өндіре және шығара алады. Кейбір қоршаған ортаның және коммерциялық B. coagulans штамдары жоғары қышқылды, томатқа негізделген өнімдердің тағамдық бұзылуында рөл атқара алады. Өнеркәсіптік маңызы Көптеген Bacillus түрлері үлкен мөлшерде ферменттерді шығара алады. Bacillus amyloliquefaciens табиғи антибиотик ақуызы барназа (рибонуклеаза), крахмал гидролизінде қолданылатын альфа амилаза, жуғыш заттармен қолданылатын протеаза субтилизин және ДНК зерттеулерінде қолданылатын BamH1 шектеу ферментінің көзі болып табылады. Bacillus thuringiensis геномының бір бөлігі...