STREPTOMYCES GRISEUS: CARACTERÍSTIQUES, CICLE BIOLÒGIC I USOS - BIOLOGIA - 2025

Streptomyces griseus és una espècie de bacteri aeròbica, Gram positiva. Pertany a el grup de les actinobacterias, dins l'ordre Actinomycetales i la família Streptomycetaceae.

Són bacteris comuns a terra. S'han trobat en associació amb arrels de plantes en la rizosfera. També s'han aïllat alguns ceps en mostres d'aigües i sediments marins profunds i en ecosistemes costaners.

Streptomyces griseus vista a l'Microscopi Electrònic de Rastreig. Autor: Docwarhol, from Wikimedia Commons.La capacitat d'adaptació d'aquesta espècie a gran diversitat d'ecosistemes ha generat una important variació genètica que s'ha intentat classificar en ecovares.

Aquesta espècie, a l'igual que altres de Streptomyces produeix gran quantitat de metabòlits secundaris, el que li confereix una gran importància comercial. Entre ells destaca l'estreptomicina (antibiòtic aminoglicòsid), el primer antibiòtic utilitzat de forma eficaç contra la tuberculosi.

Característiques

S. griseus és un bacteri aeròbica Gram positiva que produeix micelis. La paret cel·lular és gruixuda, formada principalment de peptidoglucano i lípids.

Aquesta espècie desenvolupa tant micelis substrat com aeris. Tots dos tipus de miceli, presenten una morfologia diferent. Les hifes de l'miceli substrat poden tenir de 0.5 - 1 micres de diàmetre. El miceli aeri és filamentós i poc ramificat.

Enmig de cultiu, aquests micelis presenten diferents tonalitats de gris. El revers de la colònia és gris-groguenca. No produeixen pigments de melanina.

Les cadenes d'espores són rectiflexibles i estan formades per 10-50 espores. La superfície d'aquestes és llisa.

L'espècie utilitza com a font de carboni glucosa, xilosa, manitol o fructosa. En mitjans de cultiu amb arabinosa o rhamnosa, no s'aprecia creixement de la colònia.

La temperatura òptima per al seu desenvolupament va de 25 - 35 ° C.

Creixen en un rang ampli de pH, entre 5 i 11. No obstant això, el seu creixement és òptim en ambients alcalins amb pH 9, per la qual cosa se la considera alcalofila.

genètica

S'ha seqüenciat completament el genoma de S. griseus. La mateixa presenta un cromosoma lineal amb més de vuit milions de parells de bases. No s'ha observat la presència de plasmidis.

El cromosoma presenta més de 7000 ORF (seqüències d'ARN de marc obert). Per a més d'un 60% d'aquestes seqüències, es coneix la funció que compleixen. El contingut de GC per a S. griseus és d'aproximadament 72%, el que es considera alt.

metabòlits secundaris

La majoria de les espècies de Streptomyces produeixen gran quantitat de metabòlits secundaris. Entre aquests trobem antibiòtics, immunosupressors i inhibidors enzimàtics.

Igualment, aquests bacteris són capaços de produir alguns enzims d'importància industrial, com la isomerasa de la glucosa o la transglutaminasa.

En el cas de S. griseus, el metabòlit secundari de major importància és l'estreptomicina. No obstant això, aquest organisme produeix altres compostos, com certs tipus de fenols que són molt efectius en el control de diversos fongs fitopatògens.

taxonomia

L'espècie va ser descrita per primera a partir d'aïllaments de sòl d'una zona de Rússia. L'investigador Krainsky el 1914 la identifica com Actinomyces griseus.

Posteriorment, Waskman i Curtis aconsegueixen aïllar l'espècie en diverses mostres de sòl als Estats Units. En 1943 Waskman i Henrici proposen el gènere Streptomyces basats en la morfologia i tipus de paret cel·lular de les seves espècies. Aquests autors situen a l'espècie en aquest gènere en 1948.

Filogènia i sinònims

S'havia proposat l'existència de tres sub-espècies per S. griseus. No obstant això, estudis moleculars han revelat que dos d'aquests taxons corresponen a l'espècie S. microflavus.

Des del punt de vista filogenètic, S. griseus forma un grup amb S.argenteolus i S. caviscabies. Aquestes espècies tenen gran similitud amb relació a les seqüències d'ARN ribosomal.

Amb la base de la comparació de seqüències d'ARN s'ha pogut establir que alguns tàxons considerats espècies diferents de S. griseus tenen igual composició genètica.

Per tant, aquests noms han passat a la sinonímia de l'espècie. Entre aquests tenim S. erumpens, S. ornatus i S. setonii.

cicle biològic

Les espècies de Streptomyces produeixen dos tipus de miceli durant el seu desenvolupament. El miceli substrat que conforma la fase vegetativa i el miceli aeri que donarà origen a les espores

Formació de l'miceli substrat

Aquest s'origina després de la germinació de l'espora. Les hifes tenen un diàmetre de 0,5- 1 micres. Aquestes creixen pels àpexs i desenvolupen ramificacions, produint una matriu complexa d'hifes.

Es presenten pocs septes que formen compartiments que poden presentar diverses còpies de l'genoma. Durant aquesta fase, el bacteri aprofita els nutrients presents en el medi per acumular biomassa.

A mesura que es desenvolupa aquest miceli, hi ha mort cel·lular d'alguns septes. En el miceli substrat madur alternen segments vius i morts.

Quan el bacteri es desenvolupa a terra o en cultius submergits, la fase vegetativa és la predominant.

Formació de l'miceli aeri

En un moment de el desenvolupament de les colònies, comença a formar-se un miceli amb un menor nombre de ramificacions. En S. griseus es formen filaments llargs que estan molt poc ramificats.

La nutrició necessària per a la formació d'aquest miceli, s'obté de la lisi de les cèl·lules de l'miceli substrat. En aquesta fase l'espècie produeix els diferents metabòlits secundaris.

Formació d'espores

En aquesta fase, les hifes detenen el seu creixement i es comencen a fragmentar transversalment. Aquests fragments es transformen ràpidament en espores arrodonides.

Es formen cadenes d'espores formades per aproximadament cinquanta cèl·lules. Les espores són esfèriques a ovals, de 0,8-1,7 micres de diàmetre i amb la superfície llisa.

usos

El principal ús associat a S. griseus és la producció d'estreptomicina. Aquest és un antibiòtic bactericida. Va ser detectat per primera vegada el 1943 per Albert Schatz en soques de l'espècie.

La estreptomicina és un dels tractaments més eficaços per tractar la tuberculosi produïda per Mycobacterium tuberculosi.

No obstant això, S. griseus té altres usos. L'espècie produeix altres antibiòtics, entre els quals es troben alguns que ataquen tumors. Així mateix, produeix enzims proteolítics utilitzades comercialment, com ara les pronasas. Aquests enzims bloquegen la inactivació dels canals de sodi.

D'altra banda, en els últims anys s'ha determinat que S. griseus produeix substàncies volàtils de el grup dels fenols denominat carvacrol. Aquesta substància té la capacitat d'inhibir el creixement d'espores i micelis de diversos fongs fitopatògens.

referències

1. Anderson A i E Wellington (2001) The taxonomy of Streptomyces and related genera. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 51: 797-814.
2. Danaei M, A Baghizadeh,, S Pourseyedi, J Amini i M Yaghoobi (2014) Biological control of plant fungal diseases using volatile substances of Streptomyces griseus. European Journal of Experimental Biology 4: 334-339.
3. Horinouchi S (2007) Mining and polishing of the treasure in bacterial genus Streptomyces. BIOSCI. Biotechnol. Biochem.71: 283-299.
4. Ohnishi I, J Ishikawa, H Hara, H Suzuki, M Ikenoya, H Ikeda, A Yamashita, M Hattori i S Horinouchi (2008) Genome sequence of the streptomycin-producing microorganisme Streptomyces griseus IFO 13350 Journal of Bacteriology 190: 4050-4060.
5. Rong X i Y Huang (2010) Taxonomic evaluation of the Streptomyces griseus clade using multilocus sequence analysis and DNA-DNA Hybridization with proposal to combini 29 species and three subspecies es 11 genomic species. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 60: 696-703.
6. Yepes A (2010) Sistemes de dos components i regulació de la producció d'antibiòtics d'Streptomyces coelicolor. Tesi per optar a l'títol de Doctor per la Universitat de Salamanca, Espanya. 188 pp.