Bacillus (perekond) – vardakujulised grampositiivsed bakterid, endospooridega

Bacillus — vardakujulised grampositiivsed bakterid, endospooridega; sisaldavad patogeene (B. anthracis, B. cereus) ja biotehnoloogia mudelorganismi B. subtilis.

Bacillus on vardakujuline bakterite perekond. Nad on grampositiivsed, mis tähendab, et neil on täiendav väline rakukihi.

Bakterid on osaliselt või täielikult aeroobsed. Nad teevad aeroobset hingamist. Neid leidub looduses kõikjal. Batsillid hõlmavad nii vabalt elavaid (mitteparasiitseid) kui ka parasiitseid patogeenseid liike.

Stressitingimustes toodavad nad endospoore. Need ei ole tõelised eosed, kuid sarnaselt ellujäämiskapslitele võivad nad jääda pikaks ajaks puhkeolekusse.

Tähelepanu väärivad mõned Bacillus'e liigid:

• Bacillus anthracis, mis põhjustab siberi katku.
• Bacillus subtilis't peetakse mudelorganismiks. Seda kasutatakse sageli geenitehnoloogias.
• Bacillus cereus, mis on vastutav toidumürgituse ühe vormi eest.
• Bacillus thuringensis, mida kasutatakse kahjuritõrjes. See toodab toksiini, mis võib tappa mõned koid ja teatavad liblikad.

Peamised omadused

Bacillus‑perekonna bakterid on vardakujulised (rodid), tavaliselt Gram‑positiivsed ja paljud liigid moodustavad vastupidavaid endospoore. Nad on sageli katalaaspositiivsed ja paljud on liikumisvõimelised lipuflagellidega. Mõned liigid elavad vabas keskkonnas (mullas, vees, tolmus), teised võivad olla seotud taimedega, loomade või inimese limaskestadega.

Elutingimused ja ainevahetus

Enamik Bacillus'e liike on aeroobsed või fakultatiivselt anaeroobsed — see tähendab, et nad tavaliselt hingavad hapnikuga, kuid mõned suudavad kasvada ka hapnikupuuduses kasutades alternatiivset ainevahetust. Nad võivad kasutada mitmesuguseid orgaanilisi aineid energiaallikatena, mistõttu leiavad olulist rakendust tööstuslikus ensümaatootmises ja bioteknoloogias.

Endospoorid

Endospoorid on Bacillus'e ellujäämistrateegia rasketes tingimustes: kõrge kuumus, kuivus, kiirgus ja keemilised ained ei pruugi neid kergesti hävitada. Spoorid võivad püsida kuivas mullas ja tolmus aastaid ning aktiveeruvad tagasi taimseteks või vegetatiivseteks rakkudeks soodsates tingimustes. Seetõttu nõuab täielik steriliseerimine sageli aurautoklava kasutamist (kuumus + kõrge rõhk).

Olulisemad liigid ja nende tähendus

• Bacillus anthracis — põhjustab siberi katku (anthrax). See liik on patogeenne imetajatele, moodustades kapsli ja toksiine; B. anthracis on reunaliselt mittekaduv ja sageli ei ole liik liikumisvõimeline.
• Bacillus subtilis — mudelorganism mikrobioloogia ja geneetika uurimisel; kasutatakse geenitehnoloogias, ensüümide ja biotehnoloogiliste toodete tootmises ning mõnedest traditsioonilistest toidutööstustest (nt Jaapani natto) on leitud B. subtilis‑sarnaseid baktereid.
• Bacillus cereus — tuntud toidumürgituse põhjustaja, millel on kaks peamist haigusvormi: emetic (oksendav) toksiin (cereulide) ja diarrheal vormi põhjustavad enterotoksiinid. B. cereus võib saastada teraviljatooteid, riisi ja piimatooteid.
• Bacillus thuringiensis — (Bt) kasutatakse laialdaselt biopesticiidina. See toodab kristalseid (Cry) proteiine, mis on mürgised teatud putukate vastsetele (nt koid, liblikate vastsed). Cry‑toksiine kasutatakse ka transgeensetes taimedes kahjuritõrjeks.

Kasutus ja majanduslik tähtsus

Bacillus'e liike kasutatakse mitmesugustes rakendustes:

• Tootmises: ensüümide (amülaas, proteaas), antibiootikumide ja biopolümeeride süntees.
• Põllumajanduses: biopestitsiidid (B. thuringiensis) ja teatud biostimulandid/mikrobioloogilised väetised.
• Toiduainetööstuses: fermentatsiooniprotsessid ja probiootikumid (mõned Bacillus'e tüved). Kuid ka toidutootmises risk: sporeformijad võivad saastada ja põhjustada toidumürgitusi.

Diagnostika ja tõrje

Bacillus'e tuvastamiseks kasutatakse Gram‑värvimist, kultiveerimist, biokeemilisi teste, massispektromeetriat (MALDI‑TOF) ja molekulaarseid meetodeid (PCR). Seetõttu, et spoore on raske tappa, on meditsiinis ja toidutööstuses oluline järgida rangeid hügieeni‑ ja steriliseerimisprotseduure. Toiduohutuse tagamiseks on tähtis õige kuumtöötlus, hügieeniline käitlemine ja säilitustingimused.

Ohud inimesele ja keskkonnale

Mõned Bacillus'e liigid on inimesele ohtlikud (B. anthracis, B. cereus), kuid enamik liike ei ole patogeensed ja paljud on kasulikud. Kuna spore võivad keskkonnas püsida kaua, on haiguse ennetamisel oluline nakatumisallikate tõhus tuvastamine ja kontrollimine. Biotehnoloogilistes rakendustes hinnatakse Bacillus'e ohutust igal eraldi tüvel põhinevalt.

Küsimused ja vastused

K: Mis on bakillus?

K: Kas Bacillid on grampositiivsed?

K: Kuidas bakterid hingavad?

K: Kus me võime neid looduses leida?

K: Mis juhtub, kui keskkond muutub batsillide jaoks stressirohkeks?

Otsing