Yersinia pestis

Yersinia pestis

Anteriorment s’anomenava Pasteurella pestis

• Classificació:
• Regne: Bacteria
• Filum: Proteobacteria
• Classe: Gammaproteobacteria
• Ordre: Enterobacteriales
• Família: Enterobacteriaceae
• Gènere: Yersinia

• Característiques morfològiques: 

És un bacteri grammnegatiu d’una mida d’entre 0.5-0.8 µm d’amplada i d’entre 1.0 - 3.0 de llargada. No tenen espores però presenten una càpsula proteica i la seva paret està composta per complexos de lipoproteïna que tenen funció fagocítica Forma colònies de fins a i 1 mm i poden tenir colors oposats, des d’un color translúcid a un opac . Les seves cèl·lules  tenen forma de cocbacil i depèn de l’espècie poden ser mòbils ja que presenten flagels peritrítics.

• Característiques metabòliques: 

Es classifica com a un bacteri anaeròbic facultatiu (poden créixer en presència o absència d’oxigen) amb un metabolisme fermentatiu ja que la fermentació de la D-glucosa i altres hidrats de carboni produeixen àcids. i redueixen el nitrat a nitrit. L’oxigen és el seu acceptor final d’electrons És reductasa i catalasa positiu i oxidasa negatiu. La seva temperatura òptima de creixement es troba entre els 28-29ºC i els seus factors de creixement més habituals són la metionina i la fenilalanina.

• Característiques ecològiques: 

Aquests microorganismes són endèmics en molts països i han estat aïllats en molts països excepte a Austràlia i l’Antàrtida i també s’han aïllat en més de 100 rosegadors que s’han convertit en els hostes més habituals, tot i que també poden ser capaços de causar malalties en insectes i éssers humans. Els seus principals vectors són puces orientals de rata com  Xenopsylla cheopis. Aquest microorganisme no és virulent a les puces perquè tenen una temperatura corporal d’uns 25ºC i no seria factible per al creixement de Yersinia pestis. Però el bacteri codifica dues molècules antigèniques que són: F1 i VW que són necessàries per a la patogenicitat acompanyades d’un entorn ric en minerals.

La pesta es una malaltia potencialment epidèmica provocada per Y.pestis que a través de rosegadors o en àrees amb manca d’higiène pot produïr un efecte infecciós. En zones  on hi predominen ambients rurals  o boscos de terres semiàrides i prats els esquirols, talps, ratolins, conills tenen la facilitat de ser afectats amb facilitat. Seguint la xarxa tròfica, els carnívors que s’alimentin d’aquests animals després de la seva injestió podrien ser portadors d’aquesta malaltia.

• Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

Dues subespècies s’han pogut seqüenciar gràcies als avanços biotecnològics que ens han permès conèixer quants parells de bases tenen aquestes: La primera subespècie és Y. pestis medievalis amb 4.600.755 parells de bases i la segona Y. pestis orientalis amb 4.653.728 parells de bases.

Com s’ha esmentat abans aquest bacteri quan es troba davant les cèl·lules fagocítiques produeix unes proteïnes que imepdeixen la seva fagocitosi i així durant el procés d’infecció el bacteri té la capacitat d’impedir la fagocitosi. Hi ha tres formes de presentació de la pesta: la pesta bubònica, la pesta pulmonar o pneumònica i la pesta septicèmica.

En el cas de la pesta bubònica el símptoma d’aquesta variant és l’aparició de bubons que poden arribar a la mida d’un ou i normalment són característics de zones com el coll o les aixelles. La segona variant és la única que es transmet per via oral amb gotes de saliva d’una persona infectada pel bacteri i produeix l’aparició de coloracions blavoses pel cos (especialment la cara). D’aquí prové el nom popular de la malatia Pesta Negra o Bubònica. La última variant s’anomena pesta septicèmica tot i que és la menys freqüent és la més perillosa ja que causa la mort al 100% dels malalts. Els símptomes són la febre alta i l’aparició de taques de color morat pel cos. 

A l’Edat Mitjana aquesta mateixa malaltia va produir una elevada reducció de la població, per tant, tot i que actualment la pesta està controlada cal tractar-la abans de l’aparició de la última variant perquè sinó la mort es produirà al cap d’uns 5 dies.

Sphaerotilus natans

Sphaerotilus natans

S. natans, comunament anomenat “bacteri de les aigües residuals”.

• Classificació:
• Filum: Proteobacteria
• Classe: Betaproteobacteria
• Ordre: Burkholderiales
• Família: Comamonadaceae
• Gènere: Sphaerotilus

• Característiques morfològiques: 

Es un bacteri gramnegatiu que habitualment es troba agrupat format colònies filamentoses immòbils. Els filaments solen mesurar uns 1,5µm de diàmetre i de 100 a més de 500µm de longitud. Les cèl·lules lliures que es desprenen de les colònies tenen forma de bacil i poden ser altament mòbils per la presència de flagels polars entrellaçats que confereixen un de sol. Tendeixen a formar una beina filamentosa septada al voltant de la colònia que els hi confereixen protecció i els hi serveix com a magatzem de nutrients.

• Característiques metabòliques: 

Es poden classificar com a microorganismes quimioorganoheteròtrofs, utilitzem una gran varietat de compostos orgànics (polisacàrids, polialcohols i àcids orgànics) com a font de carboni, de poder reductor i d’energia. Es tracta d’una espècie aeròbica, per tant, utilitzen l’oxigen com a acceptor extern d’electrons. Son capaços d’oxidar el Fe2+ o el Mg2+ per recobrir i reforçar les beines estructurals dels filaments.

• Característiques ecològiques: 

Tendeixen a desenvolupar-se en ambients on la temperatura oscil·la entre els 5 i els 20 °C i on pH es troba entre 6 i 9. Tot i ser organismes aeròbics, tendeixen a habitar zones aquàtiques amb baixes concentracions d’oxigen dissolt i riques en compostos de Fe2+ i Mg2 . Són presents en aigües corrents, depuradores i plantes de tractament d’aigües residuals. Toleren amb facilitat la manca de nutrients, especialment la deficiència de fòsfor. Es reprodueixen per fissió binària, on la cèl·lula resultat s’allibera de la colònia i migrarà per a formar un nou filament.

Tendeixen a anar alternant durant el seu cicle de vida la fase filamentosa, quan les condicions del medi són favorables per al desenvolupament de la colònia, i la fase individual mòbil, quan no ho són, i migren per la necessitat de cercar nutrients.

Com hem esmentat anteriorment, el fet de poder utilitzar un gran ventall de compostos orgànics de carboni i tolerar baixes quantitat d’oxigen els hi confereix una major facilitat alhora de poblar ambients determinats i dominar-hi en aquests.

• Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

Actualment es desconeix quin és el genoma complert d’aquesta espècie, tot i així en algunes bases de dades es poden trobar alguns fragments genèticsde soques determinada del gènere Sphaerotilus. No suposa un bacteri patogen per a l’èsser huma.

És interessant en el cas de les plantes depuradores d’aigües residuals, concretament d’indústries que generen compostos de Crom (VI),  ja que aquests microorganismes permeten reduir de manera eficient i econòmica el Crom (VI), que suposa un agent oxidant altament tòxic per a qualsevol forma de vida, a Crom (III), una forma més estable, menys soluble i menys tòxica de l’element.

Tot i així, S. natans també suposa un problema per les plantes depuradores ja que s’associa al augment del volum de llots actius. Aquest fet es degut a la capacitat que te el bacteri en la seva forma filamentosa a adherir-se a les superfícies sòlides mitjançant un element basal adhesiu situat a l’extrem del filament. L’augment dels llots pot provocar obstruccions de tubs de les depuradores, per aquest motiu és necessari el continu moviment de les aigües i així disminuir la possibilitat de que aquests es dipositin al fons i causin problemes.

Staphylococcus spp.

Staphylococcus spp.

• Classificació:
• Regne: Bacteria
• Filum: Firmicutes
• Classe: Bacilli
• Ordre: Bacillales
• Família: Staphylococcaceae
• Gènere: Staphylococcus

• Característiques morfològiques: 

Són cocs, s’agrupen en estafilococs, són grams positius, mesuren 0.6μm aproximadament i no tenen flagel. Presenten una pigmentació entre groc i blanc.

• Característiques metabòliques: 

El estafilococs són organismes aeròbics amb un metabolisme respiratori típic; tot i així, tant poden obtenir energia a través de la fermentació com de la respiració; pel que fa amb l’oxigen són aerobis o anaerobis facultatius, presenten un metabolisme mixta, produeixen àcid a partir de glucosa, tant aeròbiament com anaeròbiament.

Com a font d’electrons i font de carboni tenen matèria orgànica de manera que quan respiren obtenen energia a mitjançant reaccions redox i l’acceptor final d’electrons és l’oxigen; per tant són organismes quimiorganoheterotròfics.

• Característiques ecològiques: 

La velocitat de creixement més elevada l’aconsegueix entre 5-25ºC però també es pot reproduir entre els 27-30ºC. Es poden trobar a molts hàbitats i al cos de molts animals (sobretot a les mucoses). Formen part de la microbiota normal, però són potencialment patògens en casos de pacients immunocompromesos. 

• Altres característiques, aplicacions o problemàtiques: 

Produeixen catalasa. A la paret cel·lular presenten àcid teicoic i peptidoglicà. Totes les espècies creixen en presència de sals biliars. Són resistens al Bacitracin. La seva particularitat més rellevant és la capacitat de produir coagulassa (relació amb el seu potencial patogènic) Poden generar toxines, les quals poden provocar diarrees, vòmits, nausees, malmetre la pell i produir enfermetats comuns. Normalment provoquen infeccions a la pell com fol·liculitis, impetigen, furóncols i cel·lulitis, aquelles malalties que estan delimitades per una petita àrea de la pell.

Acidithiobacillus ferroxidans

Acidithiobacillus ferroxidans

Nom: Acidithiobacillus ferrooxidans

Classificació taxonòmica: Fílum Proteobacteria, Classe Gammaproteobacteria, Ordre Acidithiobacillales, Família Acidithiobacillaceae, Gènere Acidithiobacillus.

Característiques morfològiques: són bacteris gram negatius amb forma de bacil que presenten motilitat amb un únic flagel, s’agrupen generalment en parelles i més rarament en cadenes curtes. La seva mida és d’uns 0,5 µm d’amplada i oscil·la entre 1 i 2 µm d’allargada. 

Característiques metabòliques: el sulfur de ferro (III) FeS2 (pirita) és la font principal d’energia, tot i que també són capaços de fixar el nitrogen. Produeixen àcid sulfúric a partir de sofre i ferro. La seva font de poder reductor és el ió Fe2+ i la font de carboni és el CO2, per tant són organismes quimiolitoautòtrofs.

Característiques ecològiques: Es troba normalment en coves profundes o en drenatge àcid de mines, com els residus de carbó. Aquests bacteris acidòfils prosperen en el nivell de pH òptim d’entre 1,5 i 2,5, on converteixen metalls insolubles en el seu estat soluble. També es troben en dipòsits de pirita. 

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques: aquest bacteri s’ha utilitzat en processos de biolixiviació industrials per extreure metalls més purs a través de l’oxidació, on els bacteris s’utilitzen com a catalitzadors, que d’una altra manera serien impossibles d’aconseguir. El metabolisme oxidatiu d’A. ferrooxidans és beneficiós perquè pot convertir minerals que contenen sulfhídric insoluble a metalls sulfats solubles. Actualment, la biolixivació implica una comunitat macrobiòtica, no només un organisme, per extreure metalls desitjats de minerals no refinats. 

El carbó pot contenir components no desitjats creats per processos d’erosió naturals. Aquest sulfur no desitjat pot ser solubilitzat per A. ferrooxidans i extret mitjançant tècniques de neteja com la desulfurització. 

També es pot fer servir per aprofitar els metalls valuosos que queden reduïts a pols en el reciclatge d’ordinadors i altres productes electrònics. 

Bacillus Licheniformis.

NOM: Bacillus Licheniformis.

 

CLASSIFICACIÓ:

Classificació taxonòmica:
Fílum	Firmicutes
Classe	Bacilli
Ordre	Bacillales
Família	Bacillaceae
Gènere	Bacillus

CARACTERÍSTIQUES MORFOLÒGIQUES:  

Bacillus Licheniformis és un bacteri gram positiu que té forma de bacil i és mòbil gràcies a flagels en disposició peritrica. Les colònies de Bacillus Lincheniformis tendeixen a formar cadenes amb vesícules mucilaginoses als costats a causa de la producció de glutamil. Formador d'espores.

CARACTERÍSTIQUES METABÒLIQUES:

Bacillus Licheniformis és un bacteri anaerobi facultatiu que es caracteritza per poder créixer i metabolitzar els seus productes, si escau en absència d'oxigen i aleshores duu a terme processos de fermentació, per la qual cosael NADH és reciclat de forma interna.

És un organisme sapròfit, és a dir, que obté els nutrients de la matèria orgànica, i per altra banda també n'obté el poder reductor. Per tant es dedueix que és un organisme quimioorganoheteròtrof.

Generalment els productes que s’obtenen al final de les vies de degradació d’aquests bacteris són el lactat, el glicerol, l’acetaldehid, l’acetat i l’etanol si se sotmeten les colònies a diferents condicions.

També s’ha demostrat que poden actuar com a organismes desnitrificants.

Estudis recents han demostrat que Bacillus Licheniformis és capaç de créixer en acetat, 2,3-butandiol i glucosa quan s’està en medi anaeròbic.

CARACTERÍSTIQUES ECOLÒGIQUES:

És un bacteri que es troba comunament en el sòl i plomes d'aus. Majoritàriament aus que tendeixen a romandre a terra més que l'aire com els pardals i en l'aigua com els ànecs. Tot i això, es pot trobar a gairebé qualsevol lloc gràcies a les seves espores que són altament resistents i es dispersen amb la pols.

La seva temperatura òptima de creixement està entre els 30 i 50 ° C, però pot sobreviure a temperatures molt més altes. És per tant, un bacteri termòfil. La temperatura òptima per a la secreció d'enzims és de 37 ° C.

Aquest bacteri pot sobreviure en ambients hostils formant espores que aguanten calor, fred, radiació i altres problemes ambientals.

Una altra característica que diferencia aquesta espècie de bacillus és el fet que pot sobreviure a nivells alts de pH gràcies a la producció d’una proteasa.

ALTRES CARACTERÍSTIQUES, APLICACIONS I PROBLEMÀTIQUES:

Té un cromosoma circular de 4.222.336 pb, que conté 4.208 amb gens codificants, 7 operons rRNA, i 72 gens d'ARNt.

Filogenèticament és molt pròxim al gènere B. Sutilus  amb regions del genoma molt semblants, però, encara que siguin similars, es diferencien en la quantitat i la ubicació de pròfags, elements de transposició, enzims extracel·lulars, i operons de rutes metabòliques secundàries.

B. licheniformis és un important bacteri comercial perquè s'utilitza per produir enzims, principalment alfa-amilases, proteases i alguns antibiòtics. Els enzims es fabriquen en grans quantitats a través de la fermentació.

Com s’ha dit anteriorment produeix una proteasa que pot sobreviure en un pH alt, aquesta proteasa s’utilitza per a la producció de detergents de bugaderia per la seva capacitat de ser utilitzat a temperatures baixes impedint que la roba es destenyeixi. A part de proteases també produeixen una gran varietat d’enzims extracel·lulars que estan associats a nutrients.

Ecologistes estan estudiant els efectes d’aquest microorganisme a les plomes de les aus on s’ha vist que poden estar relacionats amb l’evolució de la muda i la seva coloració. Aquest microorganisme també té activitat antifúngica tot i que el seu ús és qüestionat pels seus efectes perjudicials sobre els insectes i algunes espècies marines.

B. licheniformis també pot causar intoxicació alimentària als éssers humans amb productes com la llet crua, productes làctics, verdures, carns cuites o aliments infantils processats quan hi ha un alt índex d’aquest microorganisme. Els problemes que pot causar el seu excés són gastroenteritis, infecció de l’intestí que pot portar a septicèmia (enverinament de la sang a causa d’una gran quantitat de bacteris), mal de panxa, diarrea aguda, vòmits…

Treponema spp

Treponema spp

Nom: Treponema spp

Classificació: Filum Spirochaetes, Classe Spirochaetes, Ordre Spirochaetales, Família Spirochaetaceae, Gènere Treponema

Característiques morfològiques: Espiroqueta gram-negativa, petita i fina (de 0,1 a 0,4 µm de diàmetre y 6 a 10 µm de longitud),  amb 6-12 espires regulars fusiformes. Presenten de 1 a 5 flagels (generalment 3) que recorren tot el cos longitudinalment i permeten mobilitat en medi líquid por moviments de rotació i translació. No produeix espores

Característiques metabòliques: Són organismes quimioorganoheterotrofs , poden utilitzar una gran varietat de aminoàcids com a font d’energia i carboni, en canvi són poques les capaces de fer servir carbohidrats com a font de carboni i energia.

La font de poder reductor és la matèria orgànica, i l’ O2 és l’acceptor extern d’electrons.

Característiques ecològiques: Aquest bacteri necessita humitat, temperatures inferiors a 42ºC (és un organisme mesòfil) i un pH neutre per al bon desenvolupament.

Existeixen exemplars patògens que es poden trobar a la pell, genitals i diverses secrecions. També hi ha exemplars no patògens, els trobem a la placa dental intestí i gemitals.

Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

• Treptonema pallidum provoca la sífilis
• Algunes especies duen a terme la fermentació de carbohidrats

Legionella spp.

Placa d'un cultiu de Legionella spp. Autor:James Gathany 

Legionella spp.




·Nom: Legionella spp., Legionel·la (nom comú).

·Classificació:

Domini: Bacteria
Fílum: Proteobacteria

Classe: Gammaproteobacteria
Ordre: Legionellales

Família: Legionellaceae
Gènere: Legionella


·Característiques morfològiques:

Eubacteris gram-negatius, amb morfologia en forma de bacil, amb una mida de 0,3-0,9x 2-10 micròmetres . Les colònies de Legionel·la sobre cultius sòlids s’adapten formant un biofílm estàtic, aquestes colònies tenen una estructural dinàmica, ja que s’acaben formant amb el temps subpoblacions morfològiques o bé funcionals. Aquestes bacteries presenten una motilitat flagel·lar, la majoria d’elles amb un, dos o més flagels, tant en posició polar o lateral. No són microorganismes esporul·lants i no s’encapsulen.


·Característiques metabòliques:


Bacteris aerobics i heteròtrofs, quimioorganoheteròtrofs, ja que utilitzen aminoàcids, com el carboni, com a font energètica, No poden fermentar ni oxidar carbohidrats. Requereixen de L-Cisteïna i sals de ferro per al seu ceixement i no poden desenvolupar-se en medis amb sang. No redueix nitrats i és oxidasa i ureasa negatiu. La font de poder reductor és la matèria orgànica i utilitzen l’oxígen com a font externa d’electrons.


·Característiques ecològiques:

Proliferen en medis aquàtics en rangs amplis de temperatura (aprox. 25-50 ºC). Sobretot en aigües estancades, ja que la presència de matèria orgànica afavoreix el seu creixement. Sensibles a les desinfeccions. Ambients: aigües superficials, rius, llacs, reservoris arificials (circuits d'aigua sanitaria freda, depòstis, circuits d'aigua sanitaria calenta, torres de refirgeració, condesadors evaporatius, duxes, humificadors).

·Altres característiques, aplicacions o problemàtiques:

Poden viure en dipòsits d’aigua calenta per al ús humà, a causa del rang alt de temperatura que soporten, i dispersar-se en aerosols, causant així una problemàtica important sobre la salut. Són els causants de la legionel·losi, una infecció de caràcter febril. El període d’incubació es troba entre dos i deu dies, els símptomes són: Cansament i sensació de debilitació, febre alta, alteracions gastrointestinals, tos, mal de cap, dolors musculars, dolor al pit, dificultat respiratòria que augmenta a mesura que augmenta la malaltia i falta de coordinació. La legionel·losi pot ser de caràcter lleu (anomenada febre de Pontiac) o de caràcter greu com pneumoníes atípiques, denominada malaltia dels legionaris, s’anomena així perquè el primer brot va sorgir en una reunió de veterans de guerra en els Estats Units. El 85% del total d'aquestes infeccions són produïdes per Legionel·la pneumophila.

La monocloramina és especialment eficaç alhora d’eliminar els bacteris i la seva prevenció mitjantçant controls de la temperatura de l’aigua.