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Bacillus subtilis

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

Bacillus subtilis, Bacillus de feno ou bacilus de grama foi uma das primeiras bactérias gram-positivas a serem estudadas. É um microorganismo aeróbico em forma de haste, formador de esporos que pode se espalhar em ambientes extremos, calor e até desinfetados. Ele transfere para os tratos gastrointestinais de animais e humanos através do solo. Existem mais de 200 espécies de Bacillus; A maioria não causa doença. As formas não patogênicas são frequentemente usadas no setor de biotecnologia, incluindo Bacillus subtilis.

Morfologia de Bacillus subtilis

A morfologia de Bacillus subtilis descreve bactérias gram-positivas em forma de haste que aparecem nas técnicas positivas e negativas de manchas. Uma haste bacteriana é um cilindro simétrico com extremidades arredondadas. Uma diferença significativa na pressão através da membrana citoplasmática empurra a parede celular em uma forma específica.

As bactérias Bacillus subtilis têm paredes celulares rígidas compostas por um peptidoglicano espesso (açúcar e molécula de aminoácidos) chamado mureina. Essa rigidez ajuda a manter a forma da haste da célula e pode suportar alta pressão intracelular. A imagem abaixo mostra como as bactérias gram-positivas têm uma camada peptidoglicana muito mais espessa (em roxo).

B. subtilis contém apenas uma molécula de DNA de fita dupla contida dentro de um cromossomo circular. Um cromossomo circular é típico de bactérias, mitocôndrias e cloroplastos vegetais. As proteínas que formam filamentos descobertas recentemente correm ao longo do eixo mais longo das células em forma de haste e empurram o DNA original e replicado para cada extremidade durante a divisão celular. A forma da haste também ajuda as bactérias a deslizar ou se mover através de ambientes aquosos e fornece formas regulares de blocos de construção que facilitam a formação de biofilme.

Grupos de bactérias podem ser categorizados de acordo com acordos específicos. Um arranjo é um termo microbiológico que se refere a comunidades de bactérias específicas de espécies. Um arranjo pode ser duas bactérias, correntes (estrepto) ou paliçadas (agrupamentos lado a lado), por exemplo. B. subtilis é mais comumente singular em arranjo.

A mancha de grama, nomeada após seu desenvolvedor Hans Christian Gram, é um método de identificação morfológica. Em bactérias gram-positivas, o peptidoglicano na parede celular fica azul arroxeado quando manchado por Crystal Violet. Essa reação também ocorre em bactérias gram-negativas; No entanto, os níveis significativamente mais baixos de peptidoglicano significam que as amostras de células não permanecem roxas quando uma contra-mancha rosa (safranina) é adicionada.

Os bacilos gram-positivos são espécies produtoras de esporos em forma de vara que podem sobreviver em ambientes extremamente severos por longos períodos. Isso ocorre porque, quando sob estresse, essas bactérias (incluindo B. subtilis) se transformam em esporos e ficam adormecidas. Uma colônia de Bacillus subtilis sobreviveu do lado de fora de um satélite da NASA por seis anos.

A morfologia da colônia de B. subtilis refere -se a como ela aparece em grandes quantidades. Como um grupo, essa bactéria é observada como galhos irregulares de fuzz branco ou amarelo pálido opaco.

Bacillus subtilis usa

B. Subtilis usa a pesquisa abrangente e a inclusão parcialmente comprovada em suplementos alimentares. Os laboratórios usam B. subtilis ao estudar e encontrar novos tratamentos para infecção. A bactéria também é usada nas indústrias de saúde e catering, especialmente ao testar como são limpas certas superfícies e materiais de trabalho. Você também pode ver Bacillus subtilis listado no rótulo de muitos probióticos.

No entanto, o mais interessante dos usos potenciais dessas bactérias é como uma alternativa de drogas antimicrobianas. Com a resistência a antibióticos no aumento, novas terapias para infecções bacterianas estão recebendo muita atenção. A capacidade da B. subtilis de produzir bacteriocinas – peptídeos que possuem atividade antimicrobiana – o torna um tratamento potencial contra a infecção bacteriana.

As bacteriocinas podem suportar amplas flutuações de temperatura e retardar o crescimento ou até destruir colônias de outros tipos de bactérias. Este texto nos diz que até 5% do genoma de B. subtilis é dedicado à produção de compostos antimicrobianos (AMCs). Isso oferece aos pesquisadores muito material para trabalhar na corrida para produzir um bacteriocídio ao qual as bactérias patogênicas não se tornam resistentes.

As bacteriocinas de B. subtilis incluem o antibiótico peptídico contendo lantionina (peptídeo lantibiótico) chamado subtilina e um antibiótico chamado subtilosina. A subtilosina tem atividade antimicrobiana comprovada contra bactérias gram-negativas e gram-positivas, bem como microorganismos anaeróbicos e aeróbicos. É particularmente eficaz contra Enterococcus faecalis, Enterobacter Aerogenes, Streptococcus pyogenes e Shigella Sonnei. A subtilina tende a trabalhar de maneira mais eficaz contra bactérias gram-negativas e fungos. Ambos exigem que a presença de um cofator de zinco seja eficaz.

As bacteriocinas de Bacillus subtilis podem afetar uma faixa muito mais ampla de bactérias potencialmente patogênicas do que as bacteriocinas de outras bactérias mais usadas, como Lactobacillus. Os cientistas usaram com sucesso as bacteriocinas de Bacillus subtilis para tratar as úlceras dos pés diabéticos. Enquanto a pesquisa atual sobre medicamentos intravenosos, intranasais, intraperitoneais e subcutâneos de bacteriocina ainda está na fase de teste, esses agentes antibacterianos intracelulares já chegaram às prateleiras de supermercados como B. bebidas probióticas ou comprimidos de B. subtilis.

Os suplementos dietéticos tprobióticos são baratos para fabricar e não requerem refrigeração quando embalados na forma de esporos. Uma vez no intestino, esses esporos se tornam ativos e colonizam. Como os biofilmes de Bacillus subtilis no intestino de vermes parecem prolongar a vida útil do worm, muitos usuários humanos esperam o mesmo efeito.

Outro uso de B. subtilis está no tratamento de águas residuais. As águas residuais devem ter seu pH normalizado, ter uma menor demanda de oxigênio químico (DQO) e concentrações totais de sólidos suspensos (TSS) e estar livre de excesso de cloreto. No laboratório, as enzimas de B. subtilis que ocorrem naturalmente foram capazes de normalizar o pH, reduzir o COD em mais de 87%, reduzir o TSS em mais de 90%e remover quase 50%de cloreto. Esses resultados contribuíram para novas técnicas de biodegradação para tratamento de esgoto e águas residuais, ajudando a desenvolver um processo conhecido como bioaugmentação.

Bacillus subtilis também pode degradar o polietileno (polímeros plásticos). B. subtilis e alguns outros tipos de bactérias são abel para usar o polietileno como sua única fonte de carbono (energia). À medida que essas bactérias extraem carbono e produzem calor, os polímeros plásticos se degradam lentamente.

Sem o apoio de produtos químicos sintéticos, B. subtilis não é a tensão mais rápida-reduz o plástico de peso seco em cerca de 1,75% em um período de 30 dias. No entanto, quando combinado com outras bactérias chamadas Pseudomonas aeruginosa, ambos os tipos de bactérias têm um desempenho com mais eficiência.

O futuro pode fornecer uma solução microplástica na forma de combinações bacterianas específicas, onde, da mesma maneira que combinamos medicamentos citotóxicos para combater formas específicas de câncer, combinações de digeração de plástico podem ser usadas para degradar diferentes tipos de polietileno.

Bibliografia

Aparecer esconder

Curtis, A. (2018). Bacillus subtilis: morfologia, funções e papel no gerenciamento de doenças. Nova York, Nova Science Publishers. Dubnau da. (Ed.) (2012). A biologia molecular dos bacilos. Volume I: Bacillus subtilis. Nova York, Academic Press. Gerardi, M. (2016). Bioaugmentação de águas residuais e bioestimulação. Lancaster (PA), Destech Publications.

  • Curtis, A. (2018). Bacillus subtilis: morfologia, funções e papel no gerenciamento de doenças. Nova York, Nova Science Publishers.
  • Dubnau da. (Ed.) (2012). A biologia molecular dos bacilos. Volume I: Bacillus subtilis. Nova York, Academic Press.
  • Gerardi, M. (2016). Bioaugmentação de águas residuais e bioestimulação. Lancaster (PA), Destech Publications.

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