바실러스 : 특성, 번식, 영양, 질병 - 생물학

Bacillus 는 호기성 조건에서 포자를 형성하는 것이 특징 인 Firmicutes 부서의 박테리아 속입니다. 그들은 막대 모양이며 일반적으로 그람 양성 (일부는 그람 변수 임)이며, 집락은 분홍색으로 물드는 유기체와 자주색으로 물드는 다른 유기체를 나타냅니다.

이 경우 연구자들은 그람 음성으로 반응하는 유기체의 수가 페티도 글리 칸 층의 두께 감소로 인해 식민지의 나이와 함께 증가한다는 것을 발견했습니다.

바실러스 플 렉서스. 출처 : Sahay 박사.

이 속의 박테리아는 엄격하게 호기성이거나 통성 혐기성 일 수 있습니다. 대부분은 편모의 존재로 인해 이동이 가능하지만 비 이동 대표도 있습니다. 그들은 높은 고도에서 해저에 이르기까지 극한 환경을 포함하여 지구상의 거의 모든 환경에서 찾을 수 있습니다.

이 속은 1835 년 Christian Gottfried Ehrenberg가 막대 모양의 박테리아를 정의하기 위해 사용했지만 나중에 Ferdinand Cohn에 의해 재정의되었으며 호기성, 그람 양성 및 통성 호기성 또는 혐기성 조건에서 포자 형성 간균을 그룹화하는 데 사용되었습니다.

일부 종은 탄저병 (Bacillus anthracis) 또는 식 인성 질환 (Bacillus cereus)과 같은 질병을 유발할 수 있으므로 의학적 관심사입니다. 다른 것들은 항생제, 효소, 프로바이오틱스 또는 발효 과정 및 농업에 사용됩니다.

일반적 특성

속의 주요 정의 특징은 호기성 조건에서 내생 포자를 생성하는 능력입니다. 이 포자는 고온, 건조, 소독제의 작용, 심지어 방사선에도 저항 할 수 있다는 특징이 있습니다.

세포벽은 얽힌 여러 층의 펩티도 글리 칸으로 구성되어 세포 모양을 유지하고 테이 코 산과 리포 테이 코산을 포함하는 강력한 스캐 폴드를 형성합니다.

그들은 막대 모양, 직선 또는 약간 구부러져 있으며 단독으로, 쌍으로, 때로는 사슬로 찾을 수 있습니다. 그들 중 대다수는 주변 편모의 존재로 인해 이동 가능합니다. 즉, 모든 방향으로 투사됩니다. 그러나 Bacillus anthracis에는 편모가 없습니다.

이 속의 박테리아의 대부분은 그람 양성이지만 일부는 그람 변수입니다. 즉, 분홍색이나 보라색으로 염색 될 수 있습니다. 이는 펩티도 글리 칸 층이 박테리아가 노화됨에 따라 덜 두껍고 복잡해져 알코올로 처리 할 때 크리스탈 바이올렛을 유지할 수 없기 때문입니다.

그들은 매우 높은 온도 (열친 화성) 또는 매우 낮은 (친친 화성)에 저항 할 수있는 종을 가진 유비쿼터스하고 매우 저항력이있는 유기체이며, 다른 종에 대해 매우 산성 또는 매우 알칼리성 환경을 견딜 수있는 종도 있습니다.

일부 종은 엄격하게 호기성이며 무산소 상태에서 생존 할 수없는 반면 다른 종은 통성 혐기성입니다.

형태

바실러스 박테리아는 일부 세포가 정사각형 (예 : Bacillus cereus)으로 설명되었지만 일반적으로 끝이 둥근 막대 모양, 직선 또는 약간 구부러져있을 수 있습니다.

세포의 직경은 0.4 ~ 1.8 미크론이고 길이는 0.9 ~ 10.0 미크론입니다. 각 종 및 각 균주 내에서 세포의 크기는 변동성이 거의없는 경향이 있습니다.

세포는 단일 및 쌍으로, 일부는 사슬로, 때로는 긴 필라멘트로 발생합니다. 종, 균주 및 배양 조건에 따라 딸 세포가 분리 될 수 있습니다.

따라서 배양은 위상차 현미경으로 볼 때 개별 세포와 분할 세포 쌍으로 구성되는 것으로 보입니다. 다른 경우에는 딸 세포가 서로 붙어있어 세포 사슬을 나타낼 수 있습니다.

포자의 형태는 분류 학적 특성이지만 특정 균주 내에는 약간의 변화가있을 수 있습니다. 가장 일반적인 포자는 타원형 또는 타원형이지만 모양은 원통형에서 타원형, 구형 또는 신장이나 바나나를 연상시키는 불규칙한 모양까지 다양합니다.

분류 및 분류

분류 학적으로 Bacillus 속은 Phylum Firmicutes, Class Bacilli, Order Bacillales, Family Bacillacea에 있습니다. 이 속은 1835 년 Christian Gottfried Ehrenberg가 막대 모양의 박테리아를 그룹화하는 데 사용했습니다.

그런 다음 1872 년 Ferdinand Cohn은 그룹을 포자 형성, 내열성, 그람 양성 및 통성 호기성 또는 혐기성 박테리아로 재정의했습니다. 속의 유형 종은 Bacillus subtilis입니다.

연구자들은 1991 년에 현재까지 처리 된 바실러스 속이 다년생이라고 결정했습니다. 따라서 그들은 5 개의 새로운 속을 추출한 Bacillus sensu lato 그룹의 재배치를 수행했습니다.

속은 두 그룹으로 나뉘는데, 한편으로는 B. subtilis 그룹과 관련 종, 다른 하나에는 B. cereus 그룹이 있습니다. 첫 번째는 직경이 1 μm 미만인 유기체, 부 풀지 않은 포자낭 및 타원 포자 그룹입니다.

반면 두 번째 그룹에는 직경이 1 μm 이상이고 부 풀지 않은 포자낭과 타원체 포자가 있습니다.

그들은 어디에서 발견됩니까?

바실러스 박테리아는 대부분 토양, 물, 식품 및 임상 샘플에서 분리되었습니다. 그러나 해수면 수천 미터 아래의 해양 퇴적물, 성층권 공기 샘플, 산성 지열 웅덩이, 고 알칼리성 지하수 및 말단 과염 수 호수와 같은 가장 특이한 환경에서도 발견되었습니다.

다른 것들은 멕시코 무덤과 낡은 로마 벽화에서 우주선 조립 시설의 매우 깨끗한 방에 이르기까지 인간이 만든 틈새에서 발견되었습니다.

식물은 또한 새로운 바실러스 종의 풍부한 원천이며 일부는 내생이고 다른 것은 뿌리 권과 관련이 있습니다.

생식

Bacillus 속의 박테리아는 이원 분열과 포자 형성의 두 가지 형태의 무성 생식을 가지고 있습니다.

이분법

이분법은 박테리아가 발달에 유리한 환경에있을 때 발생하는 번식의 한 유형이며 기하 급수적 인 성장을 허용합니다. 이원 분열은 유사 분열 분열을 포함하여 두 개의 동일한 딸 세포를 생성합니다.

Bacillus subtilis 배양. 가져 와서 편집 : 의심.

포자 형성

이 두 번째 유형은 포자 형성으로도 알려져 있습니다. 식민지에 어떤 종류의 스트레스가있을 때 나타납니다. 포자 형성 동안 비대칭 세포 분열이 일어나 더 큰 세포 (줄기 세포)와 더 작은 세포 (전 포자)가 형성됩니다.

전포자는 줄기 세포에 둘러싸여 있고 여러 보호 층으로 덮여있어 수분 손실을 일으키고 성숙을 허용합니다. 그 후, 줄기 세포의 용해가 일어나고 내생 포자가 방출되며, 이는 유리한 조건이 다시 확립 될 때까지 휴면 상태를 유지할 수 있습니다.

앞서 언급했듯이이 내생 포자는 극한의 온도, 건조, 세제 및 방사선의 작용에 대한 내성이 있으며, 이러한 박테리아의 내성과 모든 환경에 서식하는 능력의 주요 원인입니다.

영양물 섭취

Bacillus 속 박테리아의 대부분은 토양에 살고 있으며 영양은 부적절합니다. 즉, 분해되는 유기물을 먹습니다.

다른 종은 동물의 박테리아 식물 군을 구성합니다. 이 경우 그들은 숙주가 섭취하는 음식을 이용하고 이러한 음식의 소화를 돕는 효소를 생산하는 공생 관계를 구축합니다.

마지막으로 일부 종은 기회 주의적 기생충으로 작용하여 숙주에게 직접 먹이를 줄 수 있습니다.

질병

대부분의 바실러스 종은 비병원성이며 인간이나 다른 동물의 질병과 거의 관련이 없습니다. 탄저균은 이러한 유형의 박테리아에 의해 발생하는 가장 잘 알려진 상태이지만 Bacillus cereus에 의한 식중독 및 기회 감염도 흔합니다.

탄저병 또는 탄저병

이 질병은 전염성이 강하며 Bacillus anthracis 박테리아에 의해 발생합니다. 그것은 신체의 다른 부분에 영향을 미칠 수 있으며 병원성은 감염된 조직, 감염의 형태 및 감염에서 치료를 시작하는 데 걸리는 시간에 따라 다릅니다.

Bacillus anthracis 배양 균, 1993 년 생물 테러 사건이 발생한 일본 도쿄 카이 메도에서 수집 된 균주. 미국 질병 통제 센터에서 가져와 편집.

가장 공격적인 형태의 질병은 폐 탄저병으로 사망률이 높습니다. 또한 피부 (피부 탄저병) 또는 소화계를 공격 할 수 있습니다. 탄저균은 사람을 포함한 온혈 동물을 공격 할 수 있습니다.

질병으로 죽인 동물의 시체와 대변으로 오염 된 땅이나 감염된 동물의 혈액이 질병의 저수지가됩니다.

볶음밥 증후군

유제품 및 기타 식품의 소비로 인해 발생할 수도 있지만 주로 잘 취급되지 않은 쌀의 소비로 인해 나타나는 혈증 증후군입니다. 원인균은 박테리아 Bacillus cereus입니다.

이 증후군은 오염 된 음식을 섭취 한 후 1 ~ 5 시간 후에 나타나는 메스꺼움과 구토가 특징입니다. 복부 경련도 발생할 수 있지만 설사는 드뭅니다.

일반적으로 48 시간 이상 지속되지 않는자가 제한 질환으로, 증후군의 증상이 지속되는 동안 탈수, 휴식, 유제품 섭취를 피하는 것이 중요합니다.

안 구염

안 구내염은 다른 병원성 유기체로 인한 안구 감염입니다. 감염된 기관의 염증 반응은 같은 눈에 외상을 일으킬 수 있습니다.

다양한 종류의 박테리아가이 질병과 관련이 있으며, 가장 관련성이 높은 박테리아 중 하나는 Bacillus cereus로, 감염으로 인해 예후가 예약 된 병변이 발생합니다.

질병의 치료는 환자에게 클린다마이신 또는 반코마이신을 투여하는 것으로 구성되며, 덱사메타손도 권장됩니다. 때때로 질병은 시력을 손상시킬 수 있습니다. 이 경우 유리 체액을 외과 적으로 제거하는 것이 좋습니다.

기타 질병

바실러스 박테리아는 주로 면역 체계가 손상된 사람들에게 영향을 미치는 다양한 질병과 관련이 있습니다. 이러한 질병에는 심내막염, 균혈증, 피부 및 근골격 감염, 각막염이 포함됩니다.

가장 큰 박테리아 종 중 하나 인 Bacillus megaterium 종은 뇌 농양을 일으킬 수 있습니다.

바실러스 메가 티에 리움. 출처 : Alexastely.

응용

프로바이오틱스

세계 보건기구 (WHO)에 따르면 프로바이오틱스는식이에서 적절한 양을 섭취하는 사람이나 동물의 건강에 유익한 영향을 미치는 살아있는 미생물입니다.

B. coagulans를 포함한 일부 Bacillus 종은 프로바이오틱스로 사용됩니다. 이 박테리아를 먹는 이점 중 연구자들은 과민성 대장 증후군의 증상을 완화한다고 제안했습니다. 또한 류마티스 관절염 및 헛배 부름의 증상을 완화합니다.

프로바이오틱스로 사용되는 속의 또 다른 구성원은 B. subtilis입니다. 프로바이오틱스로서이 유기체의 이점 중에는 장 염증 및 비뇨 생식기 감염의 완화와 설사 중지가 있습니다.

이 박테리아의 포자는 각질 구염으로 인한 산화 스트레스에 대항하여 작용합니다.

생물학적 컨트롤러

Bacillus 속의 박테리아는 비-리보솜 고리 형 리포 펩티드 및 δ- 내 독소와 같은 식물 병원성 유기체의 성장을 억제하는 항생제 특성을 가진 다양한 물질을 생산합니다. 또한 인간 병원체에 대한 항생제를 얻기 위해 약리 산업에서 사용됩니다.

전 세계적으로 상용화되는 생물 농약의 약 75 %는 Bacillus thuringiensis를 기반으로 생산됩니다. B. subtilis, B. pumilus 및 B. amyloliquefaciens와 같은 다른 종도 주로 살균제의 제조를 위해 상업적으로 사용됩니다.

기타 용도

업계는 또한 효소의 상업적 생산과 세제 생산을 위해 Bacillus 속의 박테리아를 사용합니다. 또한 미생물학, 분자 생물학 또는 유전 공학 연구에서 가장 널리 사용되는 미생물 중 하나입니다.

라이프 사이클

영양, 온도, pH, 대기 조성의 적절한 조건 하에서 바실러스 세포는 DNA 복제로 구성된 무성 생식 형태 인 이원 분열로 성장하고 분열 한 다음 중격에 의한 세포질 분열 세포의 중심을 가로 질러 두 개의 딸 세포를 생성하는 칸막이.

불리한 조건

그러나 환경 조건이 좋지 않을 때, 식물 세포는 내생 포자를 생성하는데, 이는 ATP를 포함하지 않고 극도로 잠복적인 신진 대사를 가진 세포 구조 인 내생 포자를 생성하여 저항성을 부여합니다.

내생 포자는 기하 급수적 인 성장 단계가 끝날 때 형성됩니다. 성장 온도, 환경 pH, 폭기, 특정 미네랄의 존재 및 탄소, 질소 및 인의 공급원 및 그 농도와 같은 많은 다른 요인이 내생 포자의 형성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 또 다른 영향은 인구 밀도입니다.

휴면 포자-식물 세포 단계

휴면 포자를 식물 세포로 전환하는 과정에는 활성화, 발아 및 성장의 세 단계가 포함됩니다. 비활성은 온도의 유리한 변화 또는 세포의 노화로 인해 깨집니다.

그러나 많은 종은 그러한 활성화가 필요하지 않습니다. 휴면 상태를 떠날 때 포자가 적절한 환경 조건에 직면하면 굴절 손실, 피질의 빠른 가수 분해 및 약제에 대한 내성을 제공하는 작은 용해성 산 단백질의 분해를 통해 발아가 시작됩니다. 화학 및 방사선.

발아 된 포자의 원형질체는 물의 흡수로 인해 눈에 띄게 부풀어 오르고 생합성이 재개되고 새로운 식물 세포가 로탐 포자 층에서 나타나 새로운 식물 번식 기간을 일으 킵니다.

주요 종

바실러스 세레 우스

이 종은 세계의 모든 온대 지역의 토양, 물 및 음식에서 흔히 발견되는 그람 양성 박테리아입니다. 그것은 peritrichous 편모에 의해 대체 될 수있는 통성 혐기성 종입니다.

이 박테리아는 구토 증후군이나 독성 감염 증후군의 가능성이있는 식품 매개 질병의 주요 원인 중 하나입니다. Bacillus cereus는 또한 심내막염, 균혈증, 안 구내염 또는 만성 피부 감염과 같은 다양한 비 위장관 질환을 유발할 수 있습니다.

저항력이 매우 강한 내생 포자를 가지고 있기 때문에 요리로도 제거되지 않으며 냉동으로도 제거되지 않지만 후자는 성장을 멈추므로 음식을 보관하려면 6 ° C 이하의 온도를 사용하는 것이 좋습니다 오랜 시간 동안.

Bacillus anthracis

속의 나머지 대표자 들과는 달리 편모가 없기 때문에 움직이지 않는 것이 특징 인 속의 종입니다. 그람 양성 및 통성 혐기성입니다.

이 박테리아는 탄저병의 원인이되며 병원성은 두 가지 독성 인자, 즉 물질 P라고하는 캡슐 폴리펩티드와 인자 B라고하는 단백질 외독소에 따라 달라집니다.

이 박테리아에는 독성이 다양한 변종이 있습니다. 가장 독성이 강한 균주가 생물학적 무기로 사용되었습니다.

바실러스 서브 틸리 스

토양에 서식하는 그람 양성 및 카탈라아제 양성 박테리아. 모서리가 둥근 막대 모양이며 길이 2-3 미크론, 너비 1 미크론입니다. 이 박테리아는 거의 독점적으로 호기성이지만 무산소 환경에서 생존 할 수 있습니다.

인간에게 안전한 것으로 간주되지만,이 종으로 오염 된 음식으로부터 독방 된 중독 사례가 있습니다. 이 경우 증상은 Bacillus cereus 중독과 유사합니다.

가장 많이 연구 된 박테리아 종 중 하나이며 연구자들은 대장균의 그람 양성 버전으로 간주합니다. 또한 실험실 연구, 특히 유전자 조작 연구의 모델 유기체로 간주됩니다.

Bacillus subtilis는 황색 포도상 구균 (Staphylococcus aureus)과 같은 그람 양성균을 치료하는 데 효과적인 살균 항생제 인 박 트리 신을 생산합니다. 또한 항진균 활성이있는 생리 활성 화합물과 세제 생산에 사용되는 물질을 생산합니다.

바실러스 투링 기 엔시스

다양한 종의 나비와 나방의 유충의 토양, 식물 표면 및 내장에 서식하는 그람 양성균. 포자 형성 과정에서 살충 특성을 가진 단백질 결정을 생성하기 때문에 특징입니다.

δ 내 독소로 알려진 이러한 결정 덕분에 Bacillus thuringensis 포자와 단백질 결정은 100 년 이상 생물 살충제로 사용되었습니다.

연구원들은이 식물의 유전 정보를 유전 공학을 통해 감자, 면화 또는 옥수수와 같은 다양한 식물 종에 도입하여 식물이 살충 특성을 가진 물질을 생산하도록했습니다.

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바실러스 : 특성, 번식, 영양, 질병 - 생물학 - 2026