Bacillus: definīcija, īpašības, endosporas un svarīgākās sugas
Bacillus ir nūjiņveida baktēriju ģints. Tās ir grampozitīvas, kas nozīmē, ka tām ir papildu ārējais šūnu slānis.
Bacilles ir daļēji vai pilnīgi aerobas. Tās veic aerobo elpošanu. Tās ir sastopamas dabā visur. Bacillus ir gan brīvi dzīvojošas (neparazītiskas), gan parazītiskas patogēnas sugas.
Stresa apstākļos tās ražo endosporas. Tās nav īstas sporas, bet, tāpat kā izdzīvošanas pākstis, tās var ilgstoši atrasties miera stāvoklī.
Dažas Bacillus sugas ir ievērības cienīgas:
- Bacillus anthracis, kas izraisa Sibīrijas mēri.
- Bacillus subtilis tiek uzskatīta par modeļorganismu. To bieži izmanto gēnu inženierijā.
- Bacillus cereus, kas izraisa pārtikas saindēšanos.
- Bacillus thuringensis, ko izmanto kaitēkļu apkarošanā. Tā ražo toksīnu, kas var nogalināt dažas varmākas un dažus tauriņus.
Morfoloģija un šūnas īpašības
Bacillus baktērijas parasti ir vienkāršas vai ķēdītes veidā sakārtotas nūjiņas (0,5–2,5 µm platumā un 1–10 µm garumā). Lielākā daļa ir motilas ar peritriskām flagellām, kas nodrošina kustību. Gram‑pozitīvā šūnas sienas raksturo biezs peptidoglikāna slānis un bieži tehoīnskābes; Gram‑krāsojumā šīs baktērijas notur violeto kristālvioletu krāsu.
Metabolisms un dzīvotnes
Vairums Bacillus sugu ir aerobas vai fakultatīvi anaerobas — tātad spēj izmantot skābekli, bet daudzas var arī fermentēt organiskās vielas bez skābekļa. Tās ir ļoti izplatītas: augsnē, dūņās, ūdenī, augu virsmās, kā arī dzīvnieku zarnu traktos un gaisā. Dažas sugas ir gremošanas trakta mikrobiomas dalībnieces vai izmanto zemes organisku vielu noārdīšanā.
Endosporas: izdzīvošanas mehānisms
Endosporas ir īpaša, ļoti izturīga miera stadija. Sporulācija tiek ierosināta vides stresa apstākļos (barības vielu izsīkums, dehidratācija, temperatūras izmaiņas). Sporai ir vairāki aizsargbarjeras — serdes (core), kortekss (cortex), sporu apvalks (coat) un dažreiz eksosporijs. Endosporas izceļas ar izturību pret augstu temperatūru, žūšanu, ultravioletu starojumu un ķīmiskām vielām; to dēļ nepieciešama īpaša sterilizācija (piem., autoklāvs, 121 °C un spiediens) lai droši inaktivētu sporas. Kad apstākļi kļūst par labvēlīgiem, spora var "germēt" un atjaunot vegetatīvo šūnu.
Slimotspēja, toksīni un klīniskā nozīme
Dažas Bacillus sugas ir patogēnas vai produģē toksīnus. Piemēri:
- Bacillus anthracis — izraisītājs Sibīrijas mēra (antraksa). Tā patogenitāti nosaka kapsula (aizsargā pret fagocitozi) un toksīnu komplekss (protective antigen, edema factor, lethal factor). Antrakss var izpausties ādas, elpošanas vai zarnu formā un prasa steidzamu medicīnisku iejaukšanos.
- Bacillus cereus — bieži saistīta ar pārtikas saindēšanos. Ir divu tipu klīniskie sindromi: emētiska (īss inkubācijas laiks, saistīta ar stabilu termoizturīgu toksīnu cereulide) un diarreāla (saistīta ar enterotoksīniem, kas ir termolabilāki).
- Bacillus thuringiensis — ražo delta‑endotoksīnus (Cry un Cyt toksīnus), kas mērķē konkrētās insektu kāpurus; plaši lieto kā bioinsekticīdu un ģenētiski modificēto augu insekticīdo īpašību avotu.
Diagnostika un ārstēšana
Diagnostikā izmanto Gram krāsojumu, kultivēšanu uz asins agara (B. anthracis rada raksturīgu bālganīgu koloniiju), biochemiskus testus un molekulāras metodes (PCR). Ārstēšana atkarīga no sugas un infekcijas vietas: antraks tiek ārstēts ar antibiotikām (piem., penicilīnu, ciprofloksacīnu, tetraciklīniem atkarībā no gadījuma), B. cereus pārtikas saindēšanās parasti ir pašierobežojoša, bet smagas sistēmiskas infekcijas prasa antibiotikas. Tā kā endosporas ir ļoti izturīgas, infekciju profilakse un pienācīga pārtikas apstrāde ir būtiska.
Rūpnieciskā un biotehnoloģiskā nozīme
Bacillus sugas tiek plaši izmantotas rūpniecībā: tās ražo fermentus (amilāzes, proteāzes), antibakteriālas vielas (piem., bacitracīns saistīts ar Bacillus sugas), vitamīnus un cita veida bioaktīvās vielas. Bacillus subtilis ir svarīgs modeļorganisms molekulārbioloģijā un tiek plaši izmantots gēnu inženierijā. Dažas sugas (piem., Bacillus clausii, Bacillus coagulans) tiek lietotas kā probiotikas, bet B. thuringiensis ir vērtīgs bioinsekticīds lauksaimniecībā. Arī bioremediācijā Bacillus var palīdzēt organisko piesārņojumu noārdīšanā.
Profilakse un drošības pasākumi
Profilakse ietver pienācīgu pārtikas glabāšanu un termisko apstrādi, sterilizācijas procedūras laboratorijās un rūpniecībā, dzīvnieku vakcināciju pret antraksu un, vajadzības gadījumā, personisko aizsardzību. Lai novērstu sporām saistītas vides kontaminācijas, izmanto augstspiediena sterilizāciju, efektīvus dezinfektantus un stingrus higiēnas protokolus.
· 
Bacillus anthracis
· 
Bacillus subtilis
· 
Bacillus cereus
Īsāk sakot, Bacillus ģints ietver plaši izplatītas, morfoloģiski vienkāršas, bet bioloģiski daudzveidīgas baktērijas ar nozīmīgu lomu ekosistēmās, rūpniecībā un medicīnā — gan kā noderīgi biotehnoloģiju resursi, gan kā potenciāli patogēni organismi.
Saistītās lapas
- Listeria
- Bacillus (forma)
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Bacillus?
A: Bacillus ir nūjiņveida baktēriju ģints.
J: Vai Bacillus ir grampozitīvi?
A: Jā, tās ir grampozitīvas, tas nozīmē, ka tām ir papildu ārējais šūnu slānis.
J: Kā bacilli elpo?
A: Tās elpo aerobos apstākļos.
J: Kur dabā mēs tās varam atrast?
A: Tās ir visur dabā.
J: Kas notiek, kad baciļiem vide kļūst stresaina?
A: Stresa apstākļos tās ražo endosporas, kas var ilgstoši atrasties miera stāvoklī.
J: Kādas Bacillus sugas ir ievērības cienīgas? A: Ievērojamas Bacillus sugas ir Bacillus anthracis (izraisa Sibīrijas mēri), Bacillus subtilis (tiek uzskatīta par paraugorganismu, ko bieži izmanto gēnu inženierijā), Bacillus cereus (izraisa pārtikas saindēšanos) un Bacillus thuringensis (izmanto kaitēkļu apkarošanā, lai ražotu toksīnus, kas var nogalināt dažas varmākas un dažus tauriņus).
