Pseudomonas: qué es, características, morfología, hábitat, enfermedades
¿Qué es Pseudomonas?
Pseudomonas es un género de bacterias gramnegativas y aeróbicas que se ubica en la familia Pseudomonaceae. Tienen forma de bacilo recto o presentar cierta curvatura. Son móviles debido a flagelos monotricos (un flagelo) o multitricos (varios flagelos).
La mayoría de las especies del género son oxidasa y catalasa positivas. Otra característica de interés para reconocer el grupo es el contenido de GC en el ADN, que va del 58 al 72%.
Actualmente se reconocen unas 180 especies separadas en trece grupos distintos. Algunos de estos grupos se reconocen por la producción del pigmento fluorescente conocido como pioverdina.
Características de Pseudomonas
– No presentan esporas.
– Son quimiotróficas y se cultivan fácilmente en medios de cultivos nutritivos en agar.
– Su rango ideal de temperatura está en 25-30 °C. No obstante, se han encontrado especies creciendo en temperaturas bajo cero y otras sobre los 50° C.
– Entre las especies que conforman el género, hay algunas que causan enfermedades en animales y seres humanos. Muchas especies son patógenas de plantas, causando la llamada pudrición blanda.
– Otras especies pueden ser de gran utilidad, ya que se ha comprobado que estimulan el crecimiento de las plantas y pueden ser aplicadas como fertilizantes.
– Pueden degradar compuestos xenobióticos (que no forman parte de la composición de organismos vivos). Entre algunos de los xenobióticos que pueden degradar, destacan los hidrocarburos aromáticos, cloratos y nitratos. Estas propiedades hacen que algunas especies sean muy útiles en programas de biorremediación.
– Son gramnegativas.
– Son principalmente aeróbicas.
– Algunas especies pueden utilizar nitratos como aceptores alternativos de los electrones en condiciones anaeróbicas. En este caso, las bacterias reducen los nitratos a nitrógeno molecular.
– Todas las especies de Pseudomonas son catalasa positivas, enzima que descompone el peróxido de hidrógeno en oxigeno y agua. La mayoría de las bacterias aeróbicas producen esta enzima.
– Dentro del grupo hay especies oxidasas positivas y negativas, enzima útil para identificar bacterias gramnegativas.
– La mayoría de las especies acumulan un polisacárido de glucosa como sustancia de reserva. Sin embargo, algunos grupos pueden presentar polihidroxibutirato (PHB), un polímero producto de la asimilación del carbono.
Grupos en Pseudomonas senso stricto
Basado en el análisis de secuencias multilocus, se ha propuesto que Pseudomonas estaría separada en cinco grupos:
Grupo P. fluorescens
Es muy diverso y las especies son saprófitas, estando presentes en el suelo, agua y superficie de las plantas. Muchas especies promueven el crecimiento de las plantas.
Grupo P. syringae
Está compuesto principalmente de especies fitopatógenas. Se reconocen más de cincuenta patovares (cepas de bacterias con distintos grados de patogenicidad).
Grupo P. putida
Las especies de este grupo están en el suelo, la rizosfera de distintas plantas y en el agua. Tienen una alta capacidad de degradación de sustancias.
Grupo P stutzeri
Son de gran importancia en el ciclo de nutrientes y presentan una alta diversidad genética.
Grupo P aeruginosa
Hay especies que ocupan diversos hábitats, incluyendo patógenos de seres humanos.
El grupo más grande es el de P. fluorescens, que incluye a la especie tipo usada ampliamente en programas de biorremediación. Otra especie de interés es P. mandelii, que crece en la Antártida y ha mostrado ser muy resistente a los antibióticos.
Morfología
– Los bacilos son rectos a ligeramente curvos, de 0.5-1 µm de ancho x 1,5-5 µm de largo. No son capaces de formar y acumular gránulos de polihidroxibutirato en medios de cultivo bajos en nitrógeno. Esto las diferencia de otras bacterias aeróbicas.
– La envoltura celular está constituida por la membrana citoplasmática, la pared celular y la membrana externa que la recubre.
– La pared celular es típica de bacterias gramnegativas, delgada y compuesta de peptidoglicano.
– La membrana citoplasmática separa al citoplasma de los otros componentes de la envoltura celular, y está formada por una bicapa lipídica.
– La membrana externa está compuesta por un lipopolisacárido que presenta cadenas de hidrocarbonos. Esta membrana es una barrera contra el paso de moléculas como antibióticos, que le puedan causar daño.
– Esta membrana permite el paso de los nutrientes requeridos para el funcionamiento de la bacteria gracias a la presencia de las porinas, proteínas estructurales de la membrana.
– Los flagelos se ubican generalmente en posición polar aunque en algunos casos puede ser sub-polar. En algunas cepas de P. stutzeri y otras especies se observan flagelos laterales.
– El número de flagelos tiene importancia taxonómica. Pueden presentarse un flagelo (monotrico) o varios (multitrico). En una misma especie el número de flagelos puede presentar variaciones.
– En algunas especies se han observado fimbrias (apéndice proteico más delgado y corto que un flagelo), que corresponden a evaginaciones de la membrana citoplasmática.
– En P. aeruginosa las fimbrias tienen aproximadamente 6 nm de ancho, son retráctiles y actúan como receptores de varios bacteriófagos (virus que infectan a las bacterias). Las fimbrias pueden ayudar a la bacteria a adherirse a las células epiteliales de su hospedero.
Ciclo de vida
Las especies de Pseudomonas se reproducen por fisión binaria, un tipo de reproducción asexual.
En la primera fase, la bacteria entra en un proceso de duplicación del ADN. Presentan un único cromosoma circular que empieza a copiarse por la actividad de las enzimas de replicación.
Los cromosomas replicados se van hacia los extremos de la célula, posteriormente se genera un septo y se origina una nueva pared celular para formar las dos células hijas.
En especies de Pseudomonas se han observado diversos mecanismos de recombinación genética. Esto garantiza la variabilidad genética en organismos de reproducción asexual.
Entre estos mecanismos está la transformación (fragmentos de ADN exógeno pueden entrar a las bacterias), la transducción (intercambio de ADN entre bacterias por un virus) y la conjunción (transferencia de ADN de una bacteria donadora a una receptora).
Plásmidos
Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN circular presentes en las bacterias. Están separados del cromosoma y se replican y transmiten de forma independiente.
En Pseudomonas los plásmidos cumplen diversas funciones como factores de fertilidad y de resistencia a varios agentes. Además, algunos brindan la capacidad de degradar fuentes de carbono no usuales.
Los plásmidos pueden brindar resistencia a diversos antibióticos como la gentamicina, estreptomicina y tetraciclina, entre otros. Por otra parte, algunos son resistentes a distintos agentes químicos y físicos, como la radiación ultravioleta.
Pueden contribuir a evitar la acción de distintos bacteriófagos, y dan resistencia contra las bacteriocinas (toxinas producidas por las bacterias para inhibir el crecimiento de otras similares).
Hábitat
Pueden desarrollarse en distintos ambientes, tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos.
Ninguna de las especies del género tolera un pH menor a 4,5. Pueden crecer en medios que contengan iones de amonio de nitrato como fuente de nitrógeno. Requieren solo un compuesto orgánico simple como fuente de carbono y energía.
Se han encontrado al menos nueve especies de Pseudomonas creciendo en la Antártida, y la especie P. syringae se ha asociado al ciclo del agua estando presente en el agua de lluvia, la nieve y las nubes.
Enfermedades
Algunas especies pueden causar diversas enfermedades en plantas, animales y seres humanos.
Enfermedades en animales y seres humanos
En general las especies del género tienen baja virulencia, ya que tienden a ser saprófitas. Son oportunistas y causan enfermedades en pacientes con baja resistencia a las infecciones. Suelen estar presentes en el tracto urinario, tracto respiratorio, heridas y la sangre.
La especie que más afecta a los seres humanos es P. aeruginosa. Es una especie oportunista que ataca a pacientes inmunodeprimidos, que hayan sufrido quemaduras graves o estén sometidos a quimioterapia.
P. aeruginosa ataca principalmente las vías respiratorias. En pacientes con bronquiectasias (dilatación de los bronquios) genera una alta cantidad de esputo y puede ser mortal.
Se ha comprobado que P. entomophila es patógeno de Drosophila melanogaster (mosca de la fruta). Se contagia por ingestión y ataca las células epiteliales del intestino del insecto, pudiendo ocasionarle la muerte.
P. plecoglossicida se ha encontrado como patógeno del pez ayu (Plecoglossus altivelis). La bacteria causa ascitis hemorrágica (acumulación de líquido en la cavidad peritoneal) en los peces.
Enfermedades en plantas
Estas especies causan una gran diversidad de enfermedades. Pueden generar lesiones necróticas o manchas en tallos, hojas y frutas. Igualmente pueden producir agallas, putrefacción e infecciones vasculares.
El grupo de P. syringae ataca principalmente a nivel foliar. Por ejemplo, en la cebolla pueden producir manchas en las hojas y pudrición del bulbo.
En el olivo (Olea europea) la especie P. savastanoi es el agente causal de la tuberculosis del olivo, que se caracteriza por la formación de tumores.
Estos tumores se forman principalmente en tallos, brotes y algunas veces en hojas, frutos y raíces. Causan defoliación, disminución del tamaño de la planta y posteriormente su muerte.
Referencias
- Luján D (2014). Pseudomonas aeruginosa: un adversario peligroso. Acta Bioquím Clín. Latinoam.
- Palleroni NJ y M Doudoroff (1972). Some properties and taxonomic sub-divisions of the genus Pseudomonas. Annu. Rev. Phytopathol.