Bacillus

''Bacillus'' е род на Грам-позитивни, стапчести бактерии кој припаѓа на коленото Firmicutes. Видовите на овој род можат да бидат облигатни аероби или факултативни анаероби. Даваат позитивни резултати кога се тестираат за ензимот каталаза доколку има присуство на кислород. Припадниците на овој род се сеприсутни во природата и вклучуваат слободни (непаразитски) како и паразитски патогени видови. Под стресни услови на животната средина, овие бактерии формираат овални ендоспори во кои можат да преживеат долги временски периоди. Сите овие одлики порано го дефинираа родот, но се покажа дека не сите видови кои се класифицирани во него се сродни меѓусебе, па затоа некои сега се преместени во други родови.
Многу видови на родот ''Bacillus'' се способни да произведат големи количини на ензими кои се користат за различни индустриски цели. Некои видови, во одредени неповолни услови на животната средина, можат да создадат внатреклеточни инклузии од полихидроксиалканоати.
Видот ''B. subtilis'' се користи како модел-организам во истражувањата. Некои ''Bacillus'' видови се важни патогени и предизвикуваат антракс и труења со храна.
1 Индустриско значење
Многу ''Bacillus'' видови се способни да секретираат големи количини на ензими. Видот ''Bacillus amyloliquefaciens'' е извор на природната антибиотска белковина барназа (кој има рибонуклеазна активност), алфа амилаза (која се користи во хидролизата на скроб), протеазата субтилизин (која се користи во детергенти), и ензимот BamH1 restriction enzyme (се користи во ДНК истражувањата).
Сегмент од геномот на ''Bacillus thuringiensis'' беше инкорпориран во култури на пченка и памук. Резултирачките генетски изменети организми (ГМО) се покажаа отпорни на некои инсекти штетници.
2 Употреба како модел-организам
Видот ''Bacillus subtilis'' е еден од најдобро проучените прокариоти, во однос на неговата молекуларна и клеточна биологија. Ова е заради неговата релативна големина и лесната манипулација со неговиот геном. Истражувањата на ''B. subtilis'' е во првите редови на бактериската молекуларна биологија и цитологија, а овој организам е модел за диференцијација, генска регулација, и изучување на клеточниот циклус кај бактериите.
3 Еколошко значење
Видовите на родот ''Bacillus'' се речиси сеприсутни во природата, но исто така се среќаваат во екстремни средини, како што се високо pH (''B. alcalophilus''), висока температура (''B. thermophilus''), или висок салинитет (''B. halodurans''). Видот ''B. thuringiensis'' произведува токсин кој убива инсекти, па затоа се користи како инсектицид.''B. siamensis'' создава противгабични соединенија кои го инхибираат растот на некои растителни патогени, како што се габите ''Rhizoctonia solani'' и ''Botrytis cinerea'', а исто така се способни да го поттикнат растот на растенијата со испуштање на испарливи соединенија. Некои видови на ''Bacillus'' се природно компетентни за преземање на ДНК преку процесот на трансформација.
4 Клиничко значење
Два ''Bacillus'' вида се медицински значајни: ''B. anthracis'', кој предизвикува антракс, и ''B. cereus'', кој предизвикува труење со храна слична со онаа предизвикана од ''Staphylococcus''. Некои природни и комерцијални вариетети на ''B. coagulans'' предизвикуваат расипување на храна, најчесто на прехранбени производи од домати.
Најлесен начин да се изолираат видови на ''Bacillus'' е со ставање на нестерилна почва во епрувета со вода, потресување на епруветата, а потоа нанесување на водата врз MSA (Манитол Сол Агар) плоча, и инкубирање на собна температура најмалку еден ден. Колониите се обично големи, со неправилна форма и се шират. Под микроскоп, клетките на ''Bacillus'' изгледаат како стапчиња, и значителен дел од клетките обично содржат овални ендоспори на едниот крај.
5 Клеточен ѕид
Клеточниот ѕид кај ''Bacillus'' е надворешно-клеточна структура која формира секундарна бариера меѓу клетката и околината, а во исто време ја одржува стапчестата форма на бактеријата и се спротивставува на притисокот создаден од клеточниот тургор. Клеточниот ѕид е составен од теихоински и теихуронски киселини. ''B. subtilis'' беше првата бактерија во која беше утврдена улогата на актинскиот цитоскелет во одредување на клеточната форма и во која беше потполно проучена синтезата на пептидогликанот.
6 Филогенија
Родот ''Bacillus'' бил именуван во 1835 година од страна на германскиот научник Кристијан Готфрид Еренберг, кој во него ги вброил сите бактерии со стапчеста форма. Седум години претходно истиот автор го нарекол овој род ''Bacterium''. Фердинанд Кон подоцна поопширно го опишал родот како Грам-позитивни бактерии кои формираат ендоспори, а се аеробни или факултативно анаеробни. Како и другите бактериски родови кои биле откриени и опишани рано во историјата на микробиологијата (меѓу нив ''Pseudomonas'' и ''Vibrio''), родот ''Bacillus'' има досега 266 опишани видови кои се сеприсутни во природата. Родот се одликува со голем диверзитет на 16S рРНК, и еколошка разновидност.
Неколку студии се обиделе да ја реконструираат филогенијата на родот. Во ''Bacillus''-специфичната студија на Xu и Cote во која е обработен најголем диверзитет на родот со употреба на 16S и ITS регионите, тие го делат родот во 10 групи, кои ги вклучуваат вгнездените родови ''Paenibacillus, Brevibacillus, Geobacillus, Marinibacillus'' и ''Virgibacillus''. Сепак, филогенетското дрво изградено од ''Тhe living tree project'' (проект кој е соработка помеѓу ARB-Silva и LPSN) каде било изградено 16S и 23S филогенетско дрво од сите потврдени видови, родот ''Bacillus'' се покажал дека содржи голем број на вгнездени таксони и претежно во двете 16S и 23S тој е парафилетичен со Lactobacillales (''Lactobacillus'', ''Streptococcus'', ''Staphylococcus'', ''Listeria'', итн.), поради видот ''Bacillus coahuilensis'' и други. Студија со конкатенација на гени покажала слични резултати со оние на Xu и Cote, но со поограничен број на видови во однос на групи, но ја користеле ''Listeria'' како надворешна група.
Еден клад, формиран од ''B. anthracis'', ''B. cereus'', ''B. mycoides'', ''B. pseudomycoides'', ''B. thuringiensis'', и ''B. weihenstephanensis,'' под стандардите на тековната класификација, треба да бидат класифицирани во еден вид (бидејќи имаат 97% 16S идентичност), но поради медицински причини, тие се сметаат за одделни видови. Истот овој проблем се среќава кај четири вида на ''Shigella'' и ''Escherichia coli''.
7 Поврзано
*''Paenibacillus'' и ''Virgibacillus'', родови на бактерии порано вклучени во ''Bacillus''.