¿Cuáles son los métodos de reproducción y funciones fisiológicas de los actinomicetos?
¿Qué son los actinomicetos? Los actinomicetos son procariotas terrestres que crecen principalmente en hifas y se reproducen por esporas. Lleva el nombre de su crecimiento radial en medios sólidos. La mayoría tiene hifas ramificadas bien desarrolladas. Las hifas son delgadas, con un ancho cercano al de las bacterias en forma de bastón, alrededor de 0,5 a 1 micrón. Se puede dividir en: hifas vegetativas, también llamadas hifas matriciales, cuya función principal es absorber nutrientes, y algunas pueden producir diferentes pigmentos, lo cual es una base importante para la identificación de especies bacterianas, las cuales también se superponen a las hifas vegetativas; llamadas hifas secundarias.
Editor de resúmenes
Las actinobacterias [1] son un grupo de bacterias Gram positivas con un alto contenido de % molar (G+C) (>:55%). Los actinomicetos reciben su nombre por sus colonias lineales. Es un grupo procariótico que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza y se reproduce principalmente a través de esporas, seguidas de fragmentación. Al igual que las bacterias comunes, la mayoría son saprofitas y algunas parásitas.
Los actinomicetos están estrechamente relacionados con la producción y la vida humana. Alrededor del 70% de los antibióticos más utilizados son producidos por varios actinomicetos. Algunos tipos de actinomicetos también pueden producir diversas preparaciones enzimáticas (proteasa, amilasa, celulasa, etc.), vitaminas (B12) y ácidos orgánicos. Frankia spp. es una bacteria endofítica con capacidad fijadora de nitrógeno que reside en los nódulos de las raíces de plantas leñosas no leguminosas. Además, los actinomicetos también se pueden utilizar en la conversión de esteroides, la fermentación de hidrocarburos, la desparafinación del petróleo y el tratamiento de aguas residuales. Una pequeña cantidad de actinomicetos también puede causar daños a los humanos y provocar enfermedades en humanos, animales y plantas. Por tanto, los actinomicetos tienen una estrecha relación con los humanos y son de gran importancia en la industria farmacéutica.
Los actinomicetos se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza y existen principalmente en forma de esporas o hifas en el suelo, el aire y el agua, especialmente en suelos con bajo contenido de agua, ricos en materia orgánica, suelos neutros o medios ligeramente alcalinos. Los actinomicetos sólo se clasifican morfológicamente y pertenecen a los actinomicetos. El singular olor fangoso del suelo es causado principalmente por los metabolitos de los actinomicetos.
Estado de clasificación de los actinomicetos Los actinomicetos se dividen en hifas y esporas en morfología y son similares a los hongos en términos de características culturales. Sin embargo, a través de los medios de la biología molecular moderna.
Los resultados mostraron que los actinomicetos pertenecen a una clase de bacterias con hifas ramificadas y la tinción de Gram fue positiva. Las razones principales son: ① Los microorganismos procarióticos pertenecen al mismo género: el núcleo no tiene membrana nuclear, el nucleolo y los cromosomas eucariotas carecen de mitocondrias, retículo endoplásmico y otros orgánulos 70S; : las células tienen paredes celulares, cuyo componente principal es el azúcar de polímeros peptídicos y contienen DPA. El diámetro del micelio de actinomiceto es básicamente el mismo que el de las bacterias ③ El rango de pH de crecimiento óptimo es básicamente el mismo que el de las bacterias, en general; ligeramente alcalino; ④ Es sensible a la lisozima y a los antibióticos, pero no a los fármacos antifúngicos; ⑤ El modo de reproducción es la reproducción asexual y sus características genéticas son similares a las de las bacterias.
Estructura de los actinomicetos La estructura de las células de actinomicetos es similar a la de las bacterias, con estructuras básicas como pared celular, membrana celular, citoplasma y pseudonúcleo. Algunas especies de actinomicetos también tienen filamentos parecidos a flagelos bacterianos, pero generalmente no forman estructuras especiales como cápsulas y pili. Las esporas de los actinomicetos son similares a las esporas de las bacterias en algunos aspectos. Ambas son esporas endógenas, pero las esporas de las bacterias solo están inactivas y no tienen función reproductiva.
Pared celular
La composición estructural de la pared celular de los actinomicetos es similar a la de las bacterias Gram-positivas. El componente principal es el peptidoglicano, que está sustentado por N-acetilglucosamina y N. -paredes celulares de acetilo. Los enlaces glicosídicos -1,4 se conectan para formar una estructura de cadena, y luego las cadenas laterales peptídicas cortas en el ácido de la pared celular se entrecruzan aún más para formar una molécula de malla tridimensional. Con raras excepciones, los resultados de la tinción de Gram para actinomicetos son generalmente positivos.
En diferentes especies de actinomicetos, la composición de aminoácidos de las cadenas laterales peptídicas cortas es ligeramente diferente y se utiliza a menudo para clasificar e identificar bacterias defensivas. Según las diferentes composiciones de aminoácidos de la pared celular, las paredes celulares de actinomicetos se pueden dividir en seis tipos: ¿Tipo I? Contiene glicina y ácido L-2,6-diaminopimélico y ácido diaminopimélico racémico tipo ii? Glicina y ácido diaminopimélico racémico: ¿Tipo III? Sólo ácido diaminopimélico racémico: ¿Tipo IV? Contiene ácido diaminopimélico racémico, arabinosa y galactosa: ¿Tipo V? Contiene cianina y ornitina: ¿Tipo VI? Contiene lisina y ácido aspártico.
La pared celular de los actinomicetos también contiene algunos otros azúcares, como arabinosa, galactosa, xilosa y maduraosa.
Membrana celular
La membrana celular de los actinomicetos es una estructura de membrana que se encuentra próxima a la pared celular y contiene citoplasma y pseudonúcleo. Esta membrana es muy similar a las membranas celulares bacterianas en estructura, composición química y función biológica. La función más importante de la membrana celular es transportar selectivamente nutrientes y eliminar los desechos metabólicos. Especialmente en las hifas vegetativas, hay una variedad de proteínas portadoras en la membrana celular, que desempeñan un papel importante en el proceso de absorción de nutrientes del entorno por parte de los actinomicetos. Además, varios lípidos polares, lípidos apolares, citocromos y quinonas en la membrana son de gran importancia en la composición estructural de la membrana celular de los actinomicetos, su participación en el metabolismo energético y la clasificación química.
Al igual que las bacterias, la membrana celular de los actinomicetos puede especializarse para formar un medio. Debido a que los actinomicetos son filamentosos, la cantidad de mediadores involucrados en la formación de la membrana celular es alta. A través de la depresión hacia adentro de la membrana celular, el área de superficie específica de la membrana celular se expande efectivamente, lo que favorece la transferencia de electrones en la membrana y enriquece el tipo y la cantidad de enzimas.
Citoplasma e inclusiones (citoplasma e inclusiones)
Los actinomicetos son filamentos unicelulares sin septos dentro de las hifas y por ellos discurre todo el citoplasma. El citoplasma es principalmente un coloide translúcido compuesto por proteínas, ácidos nucleicos, azúcares, lípidos, sales inorgánicas y una gran cantidad de agua, con un contenido de agua del 60%-80%, especialmente en el micelio de la matriz. Además de los polifosfatos, lípidos y polisacáridos, las inclusiones granulares más importantes son los ribosomas. Los azúcares del citoplasma de los actinomicetos y otros azúcares de la pared celular se denominan azúcares de células enteras. Los diferentes actinomicetos tienen diferentes tipos de azúcares de células enteras, por lo que a menudo se utilizan como indicadores de clasificación en la clasificación tradicional de actinomicetos.
Región nuclear (región nuclear)
El núcleo de los actinomicetos, al igual que las bacterias, es un cuasi núcleo. Su esencia es que la valencia química es * * *, está en el. Tiene forma de anillo cerrado y está súper enrollado. Molécula de ADN de doble hebra que existe en estado de nucleosoma. Debido a que las hifas de los actinomicetos están conectadas al citoplasma y tienen muchos nucleosomas, son células multinucleadas típicas. El número de nucleosomas contenidos en las hifas generalmente está relacionado con la tasa de crecimiento de las hifas. En las hifas de rápido crecimiento, el ADN nucleosomal puede representar entre el 15% y el 20% del volumen celular total.
Existen muchos tipos de actinomicetos, la mayoría de los cuales tienen micelio ramificado bien desarrollado, y unos pocos tienen formas simples filamentosas o con forma de bastón. La mayoría de las hifas no tienen septos y son similares en grosor a las bacterias en forma de bastón, con un diámetro de aproximadamente 65438 ± 0 micrones. Las células tienen nucleoplasma pero no eucariotas. La pared celular contiene ácido murámico y ácido diaminopimélico, pero no contiene quitina ni celulosa.
Tomemos como ejemplo Streptomyces, que está más estrechamente relacionado con los humanos, tiene la distribución más amplia, la mayor cantidad de especies y la morfología más típica. Streptomyces se compone principalmente de hifas y esporas.
Hifas
Según la ubicación, forma y función de las hifas, las hifas de actinomicetos se pueden dividir en tres tipos: hifas estromales, hifas aéreas y tipo esporótrix, en las que solo se encuentran los actinomicetos típicos. (como Streptomyces) tienen hifas aéreas, mientras que los actinomicetos primitivos no las tienen. A diferencia del moho, no hay hifas verticales (los actinomicetos no se pueden contar con precisión como bacterias porque la morfología es demasiado diferente y se puede decir que el moho no tiene características precisas).
1. Las esporas del micelio estromal de Streptomyces caen sobre la superficie de un sustrato sólido adecuado, absorben agua en condiciones adecuadas y las esporas se hinchan, germinan y se expanden aún más hacia la superficie circundante y el interior del sustrato. para formar bacterias estromales El filamento, también conocido como micelio primario o micelio vegetativo, tiene un diámetro de 0,2 ~ 0,8 micrones. Puede producir pigmentos solubles en agua y pigmentos solubles en grasa de color amarillo, azul, rojo, verde, marrón y morado, lo que tiene un importante valor de referencia en la clasificación e identificación de actinomicetos. El micelio de la matriz de la mayoría de las especies de actinomicetos no tiene septos y no se rompe, como Streptomyces y Micromonospora. Sin embargo, existe un tipo de actinomicetos, como el Actinomyces nocardia, cuyo micelio sustrato se rompe en cuerpos esféricos o con forma de bastón después de crecer durante un determinado periodo de tiempo.
2. Las hifas aéreas son un tipo de hifas que crecen fuera del medio de cultivo y se extienden en el espacio en las hifas de la matriz. También se denominan hifas secundarias. Observadas al microscopio, las hifas aéreas son generalmente de color más oscuro, más gruesas que las hifas estromales, con un diámetro de 1,0 a 1,4 micrones, longitudes variables, rectas o curvas, y pueden producir pigmentos, en su mayoría pigmentos solubles en grasa.
3. Las hifas de esporas son hifas productoras de esporas que se diferencian de las cimas de las hifas aéreas cuando se desarrollan hasta cierto punto. Se denominan esporofitos, también conocidas como hifas reproductivas. Cuando las esporas maduran, pueden desprenderse de los hilos de esporas y volar.
La morfología de los filamentos de esporas de actinomicetos y su disposición en las hifas aéreas varían de una cepa a otra y son una base importante para la identificación de cepas de Streptococcus. Las formas de los esporofitos incluyen rectas, onduladas, en gancho y en espiral. Los esporofitos en espiral son más comunes y la tensión, el tamaño, el número y la dirección de las hélices varían de una cepa a otra.
Hay varias formas de unión de los esporofitos, incluidas las opuestas, alternas, agrupadas y verticiladas (verticilos primarios y secundarios).
Esporas
Los filamentos de esporas se convierten en esporas en una etapa determinada. Bajo un microscopio óptico, las esporas son redondas, ovaladas, en forma de varilla, cilíndricas, en forma de melón, en forma de huso y en forma de media luna. Incluso las esporas diferenciadas del mismo filamento de esporas no son exactamente iguales y no pueden usarse como. una base para la clasificación e identificación. Las esporas son muy coloridas. Los patrones en la superficie de las esporas varían de una especie a otra y pueden verse claramente con un microscopio electrónico. Algunas son lisas, otras están plegadas, tienen verrugas, espinas, pelos o escamas. Las espinas se dividen en grosor, tamaño, longitud y densidad. Generalmente son relativamente estables y son una base importante para la clasificación e identificación de las cepas. La formación de esporas es división transversal, y hay dos formas de división transversal:
① La membrana celular se invagina, se contrae gradualmente desde el exterior hacia el interior y finalmente forma una membrana transversal completa. dividir los filamentos de esporas en muchas esporas asexuales;
②La pared celular y la membrana celular se contraen hacia adentro al mismo tiempo, se contraen gradualmente y finalmente encogen los filamentos de esporas en una cadena de esporas asexuales.
Quiste
Los actinomicetos quísticos se caracterizan por la formación de quistes típicos, y la ubicación de los quistes varía de una especie a otra. Algunos quistes crecen en hilos aéreos, mientras que otros crecen en hilos inferiores. La formación de esporangios se puede dividir en dos formas: los esporangios de algunos géneros se entrelazan con filamentos de esporas; los esporangios de algunos géneros se expanden gradualmente mediante grupos de esporangios. Hay una pared alrededor del quiste y los que no la tienen generalmente se denominan pseudoquistes. Los quistes son redondos, en forma de bastón, en forma de dedo, en forma de botella o de forma irregular. El protoplasma de los esporangios se diferencia en esporas de esporangios, que tienen flagelos y nadan en el agua, como los actinomicetos que no nadan, como Alternaria. [1]
Las actinobacterias representan Streptomyces.
Existen más de 1.000 especies de Streptomyces, incluidas muchas especies y variedades diferentes. Tienen bacterias bien desarrolladas.
mitocondrias, ramas de micelio, sin septos, de aproximadamente 0,4 ~ 65438 ± 0 micrones de diámetro, de longitud variable y multinucleadas. El micelio se puede dividir en hifas vegetativas, hifas aéreas y esporottrix, que a su vez forman conidias. La morfología de los esporangios y las esporas varía de una especie a otra y es una de las principales características identificativas de las especies de Streptomyces.
Aunque algunas especies de Streptomyces también se pueden encontrar en agua dulce y océanos, crecen principalmente en suelos con bajo contenido de humedad y buena ventilación. Dado que los antibióticos producidos por muchas especies de Streptomyces tienen un enorme valor económico y significado médico, se han realizado muchos trabajos de investigación sobre este tipo de actinomicetos. Los estudios han demostrado que los antibióticos son producidos principalmente por actinomicetos, el 90% de los cuales son producidos por Streptomyces. Los antibióticos de uso común más conocidos que pueden prevenir y controlar eficazmente el tizón de la vaina del arroz incluyen estreptomicina, oxitetraciclina, bleomicina, mitomicina y nistatina antifúngica, kanamicina y Jinggangmicina, metabolitos secundarios del moho. Algunas especies de Streptomyces producen más de un antibiótico, que no están relacionados químicamente. Sin embargo, diferentes especies que se encuentran en muchas partes diferentes del mundo pueden producir el mismo antibiótico; cambiar la nutrición de Streptomyces puede provocar cambios en las propiedades del antibiótico. Estas bacterias generalmente son resistentes a los antibióticos producidos por ellas mismas, pero pueden ser susceptibles a los antibióticos producidos por otras especies de Streptomyces. Aunque las especies de Streptomyces productoras de antibióticos se han estudiado ampliamente en el pasado, se sabe poco sobre las relaciones ecológicas de estos organismos, que deberían mejorarse en el futuro. Además, muchas enfermedades infecciosas no pueden suprimirse adecuadamente con los antibióticos existentes o producen cepas resistentes, por lo que debemos seguir buscando y detectando nuevos antibióticos.
Existen muchos tipos de Streptomyces, más del 50% de los cuales pueden producir antibióticos. Según el clima, el color del micelio (color del montón de esporas) del Instituto de Microbiología de Beijing, Academia de Ciencias de China, según el color del micelio de la matriz, el pigmento soluble, la forma del esporofito, la forma de las esporas y la estructura de la superficie, Streptomyces se divide en 14. Grupos de especies, cada grupo de especies incluye muchas especies diferentes.
Hifas del suelo
La nocardia, también conocida como protoactinomicetos, forma un micelio típico en el medio de cultivo, que puede o no doblarse violentamente como las raíces de los árboles. Las hifas son más largas. La característica de este género es que entre 15 horas y 4 días de cultivo, las hifas producen septos y todas las hifas ramificadas se rompen repentinamente y crecen hasta convertirse en bastones, esferoides o bastones ramificados. Hay al menos un núcleo en cada bastón para que pueda replicarse y formar un nuevo micelio multinucleado. La mayoría de las especies de este género no tienen hifas aéreas, sólo hifas vegetativas, que se dividen lateralmente para formar esporas. ¿Algunas especies tienen una fina capa de micelio aéreo que cubre la superficie del micelio vegetativo? Cuerpo fructífero o esporofito. Los filamentos de las esporas son rectos, algunas especies tienen forma de gancho o de espiral y tienen diafragmas.
Las esporas están divididas por tabiques y tienen forma de varilla, cilíndricas, truncadas en ambos extremos u ovaladas.
Las colonias tienen diversas apariencias y estructuras, generalmente más pequeñas que las colonias de Streptomyces, con superficies irregulares y arrugadas, densas y secas, que se rompen fácilmente o pastosas; algunos tipos de colonias son lisas o elevadas, opacas o brillantes, empapadas; en agua.
La mayor parte de este género son bacterias saprotróficas aeróbicas y algunas son bacterias parásitas anaeróbicas. Pueden asimilar diversos carbohidratos y algunos pueden utilizar hidrocarburos, celulosa, etc.
Nocardia se distribuye principalmente en el suelo. Se han reportado más de 100 especies y se pueden producir más de 30 especies de antibióticos. Por ejemplo, la rifamicina es eficaz contra Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium leprae, la mitomicina es eficaz contra bacterias causantes de plantas, protozoos y virus, y la ristocetina es eficaz contra bacterias grampositivas. Además, Nocardia se utiliza para descomponer compuestos de nitrilo en el desparafinado del petróleo, la fermentación de hidrocarburos y el tratamiento de aguas residuales.
Actinomicetos
Actinomicetos Los actinomicetos son bacterias en su mayoría patógenas, con hifas únicamente vegetativas, de menos de 1 micrón de diámetro, con septos, y pueden dividirse en forma de "V" o de " Forma de "Y". No hay hifas aéreas ni esporas. Generalmente son bacterias anaerobias o bacterias anaerobias facultativas. Un representante típico de este género es la Actinobacteria bovis, que provoca la hinchazón de la mandíbula en el ganado. El otro es Actinomyces isleti, que es un parásito del cuerpo humano y puede causar tumores de la mandíbula posterior e infecciones pulmonares. Su crecimiento requiere nutrientes ricos, y generalmente se agrega suero o jugo de corazón y cerebro al medio de cultivo.
Micromonospora
Las hifas de Micromonospora son delgadas, con un diámetro de 0,3~0,6 micras, sin membranas ni roturas. Las hifas invaden el medio de cultivo y no forman bacterias aéreas. En las hifas solo crecen muchas ramas y pequeños tallos, y en la parte superior hay una espora.
Las colonias son mucho más pequeñas que las de Streptomyces, generalmente de 2-3 mm, generalmente de color amarillo anaranjado, pero también de color marrón oscuro, negro y azul; la superficie de las colonias está cubierta por una fina capa de esporas; Esta bacteria es generalmente aeróbica y saprofita y puede utilizar una variedad de carbohidratos nitrogenados. La mayor parte se distribuye en el suelo o en el fondo del lago, y también hay mucho estiércol compostado. Hay alrededor de 30 especies de este género y también es el género que produce más antibióticos. Por ejemplo, la gentamicina es producida por Micromonospora fucoides y Micromonospora aculeatus, y algunas pueden producir más de 30 antibióticos como rifamicinas y halomicinas. La ciencia médica cree que las bacterias de este género tienen un gran potencial para producir antibióticos, y algunas especies también acumulan vitamina B12, a la que se debe prestar atención.
Neurospora
La principal característica de Neurospora es la capacidad de formar quistes y cistosporas. El proceso de formación se muestra en la Figura 2-67. A veces se forman filamentos de esporas en espiral, que se dividen en conidios cuando maduran. El talo vegetativo de este género tiene muchas ramas, pocos septos transversales y un diámetro de 0,5 a 1,2 micrones. Las hifas aéreas están dispuestas en racimos, círculos dispersos o concéntricos. Hay más de 15 especies de este género, muchas de las cuales han llamado la atención por su capacidad para producir antibióticos de amplio espectro. La polimicina producida por Neurospora puede inhibir bacterias Gram positivas, bacterias Gram negativas, virus, etc., y también puede inhibir tumores. El pigmento verde producido por Alternaria vitiligo tiene un efecto sobre bacterias, mohos y levaduras. La anfotericina producida por Alternaria siberia tiene ciertos efectos sobre los tumores.
Género Teleactinomyces
Los actinomicetos telegoides suelen crecer sobre las hojas bajo el agua. Generalmente o raramente hay hifas aéreas; las hifas vegetativas son más o menos ramificadas, con o sin septos, y tienen un diámetro de aproximadamente 0,2 a 2,6 micrones y se propagan por esporas de esporangios. Los esporangios se forman sobre hifas vegetativas o esporangios. El tallo de los esporangios es recto o ramificado, y se forman de uno a varios esporangios en la parte superior de cada rama. Las esporas de los esporangios suelen ser ligeramente angulares, tienen de uno a varios fotóforos o varios flagelos terminales y pueden moverse, que es la característica más singular de este género.
Edición de características de la población
La comunidad de actinomicetos está compuesta por micelio. Generalmente son redondas, planas o tienen muchas arrugas. Bajo el microscopio óptico, hay hifas radiales alrededor de las colonias. Las características generales son entre mohos y bacterias, y se pueden dividir en dos categorías debido a las diferentes especies:
Una es una colonia formada por cepas que producen una gran cantidad de ramas e hifas aéreas. Las colonias de Streptomyces son representativas de un tipo. Las hifas de Streptomyces son delgadas, crecen lentamente, tienen muchas ramas y están enredadas entre sí, por lo que las colonias formadas tienen una textura densa y la superficie es densa, aterciopelada o sólida, seca y arrugada. Las colonias son pequeñas y no se extienden. ; el micelio vegetativo crece en el medio de cultivo, por lo que las colonias están estrechamente combinadas con el medio de cultivo y no se agitan ni se rompen fácilmente después de agitarlas: antes de que las hifas aéreas se diferencien en esporofitos, las colonias jóvenes son muy similares a las colonias bacterianas; liso o enredado como el cabello.
A veces, las hifas aéreas son anillos concéntricos. Sólo después de que los esporofitos producen una gran cantidad de esporas y cubren toda la superficie de la colonia, las colonias típicas de actinomicetos aparecen floculosas, polvorientas o granulares. Algunas especies de esporas contienen pigmentos que hacen que las colonias aparezcan de diferentes colores en la superficie o en la parte posterior y tengan un olor a barro.
Otro tipo de colonia está formada por bacterias que no producen gran cantidad de micelio, como las colonias de Actinomyces Nocardia, que tienen poca adherencia y tienen una estructura polvorienta que puede romperse en pedazos al recogerlas con una aguja. Si los actinomicetos se inoculan y cultivan en un medio de cultivo líquido, se pueden formar colonias en forma de puntos o películas en la superficie líquida de la pared de la botella, o pueden depositarse en el fondo de la botella sin que el medio de cultivo se vuelva turbio. Si se cultiva en matraces agitados, tienden a formarse gránulos esféricos compuestos de micelios cortos.
Los actinomicetos se reproducen principalmente formando esporas asexuales, pero también pueden reproducirse dividiendo fragmentos de bacterias. Cuando los actinomicetos crecen hasta cierto punto, parte de las hifas aéreas forman esporofitos, que maduran y se diferencian en muchas esporas, llamadas conidias.
Las esporas se pueden producir de las siguientes formas. La condensación y división forman esporas concentradas. El proceso consiste en que el protoplasma en la pared de esporas rodea el material nuclear y se condensa gradualmente de arriba a abajo en una serie de pequeños fragmentos con el mismo volumen o tamaño similar, luego los pequeños fragmentos se encogen y se forma una nueva pared de esporas fuera de cada uno. fragmento, formando esporas de forma redonda u ovalada. Cuando las esporas maduran, la pared celular del esporofito se rompe y se liberan las esporas. La mayoría de los actinomicetos forman esporas de esta manera, como las esporas de Streptomyces. Se plantearon algunas objeciones a determinados enfoques. Más tarde resultó que sólo se había dividido el diafragma.
Los septos se dividen para formar esporas septadas. El proceso consiste en que el esporofito unicelular crece hasta una determinada etapa, primero produce septos y luego se rompe en los septos para formar esporas, que se denominan esporas septadas, también llamadas artrosporas o esporas de polen. Generalmente tienen forma cilíndrica o de varilla, con volúmenes básicamente iguales y tamaños similares, aproximadamente 0,7~0,8?1~2,5 micrones. Así es como Nocardia forma esporas.
Algunos actinomicetos forman primero esporangios en las hifas, y las esporas se forman dentro de los esporangios. Cuando el esporangio madura, se rompe y libera una gran cantidad de esporas de esporangio. Los esporangios pueden formarse en hifas aéreas, hifas vegetativas o ambas. Los actinomicetos y ascomicetos necesitan formar esporas de alguna manera. Los esporangios se pueden formar enrollando los esporofitos, y algunos se forman agrandando la parte superior del tallo de los esporangios. El proceso de formación de esporangios.
La esporulación de la mayoría de las especies de Micromonosporaceae es una rama de un solo eje en la línea vegetativa, con ramas especiales rectas y cortas (5-10 micras) que se regeneran en la base, y las ramas pueden ramificarse aún más. Se forman esporas esféricas, ovaladas u oblongas en la parte superior de cada rama y se juntan, como un racimo de uvas. Estas esporas también se llaman conidias.
Algunos actinomicetos ocasionalmente producen esporas de paredes gruesas. Las esporas de actinomicetos tienen buena resistencia a la desecación, pero no a las altas temperaturas. Pierden viabilidad cuando se tratan a 60-65°C durante 10-15 horas. Los actinomicetos también pueden formar bacterias madre a partir de fragmentos rotos de hifas, que a menudo se encuentran en medios de cultivo líquidos. Los actinomicetos proliferan de esta manera cuando se utilizan fermentaciones industriales para producir antibióticos. Si el cultivo se deja reposar, generalmente se forma una película bacteriana en la superficie del cultivo y también se pueden producir esporas en la película.
A excepción de algunas cepas autótrofas como Streptomyces autotrophica, las funciones fisiológicas de los actinomicetos son todas heterótrofas. Los requisitos nutricionales de las bacterias heterótrofas varían ampliamente, algunas pueden utilizar compuestos simples y otras requieren compuestos orgánicos complejos. Pueden utilizar diferentes carbohidratos, incluidos azúcar, almidón, ácidos orgánicos, celulosa, hemicelulosa, etc., como fuentes de energía. Las mejores fuentes de carbono son la glucosa, la maltosa, la dextrina, el almidón y el glicerol, seguidas de la sacarosa, la xilosa, la rafinosa, el alcohol y los ácidos orgánicos. Entre los ácidos orgánicos, el ácido acético, el ácido láctico, el ácido cítrico, el ácido succínico y el ácido málico son más fáciles de usar, mientras que el ácido oxálico, el ácido tartárico y el ácido hipúrico son más difíciles de usar. Algunos actinomicetos también pueden utilizar quitina, hidrocarburos, taninos e incluso caucho.
En cuanto a la nutrición nitrogenada, las proteínas, la peptona y algunos aminoácidos son los más adecuados. Seguido de sales de amonio y vitaminas. Con excepción de Nocardia, la mayoría de los actinomicetos pueden utilizar caseína y gelatina licuada. Al igual que otros organismos, el crecimiento de los actinomicetos generalmente requiere potasio, magnesio, hierro, cobre y calcio, entre los cuales el magnesio y el potasio tienen un impacto significativo en el crecimiento de las hifas y la producción de antibióticos. Los nutrientes minerales necesarios para producir distintos antibióticos no son exactamente los mismos. Por ejemplo, cuando Streptomyces freundii produce neomicina, el Zn es necesario, pero el Mg, Fe, Cu, Al y Mn son ineficaces. Co es un elemento esencial para que los actinomicetos produzcan vitamina B12. La producción de vitaminas en Streptomyces griseus se puede incrementar 3 veces cuando el medio de cultivo contiene 1 o 2 ppm de Co.
Si el contenido de monóxido de carbono en el medio de cultivo es tan alto como 20-50 ppm, se producirán efectos tóxicos. Además, el Co también favorece la formación de esporas.
La mayoría de los actinomicetos son aeróbicos, y sólo algunas especies contienen trazas de bacterias aeróbicas y anaeróbicas. Por lo tanto, durante el proceso de fermentación industrial para producir antibióticos, se debe garantizar una ventilación adecuada. La temperatura también afectará el crecimiento de actinomicetos. La temperatura de crecimiento óptima de la mayoría de los actinomicetos es de 23 a 37 °C, mientras que la temperatura de crecimiento de los actinomicetos termófilos es de 50 a 65 °C, y muchas cepas aún crecen muy por debajo de 20 a 23 °C. El micelio de actinomiceto tiene una mayor resistencia a la desecación que los cuerpos vegetativos bacterianos, y muchas cepas pueden sobrevivir en desecadores de CaCl2_2 y H2SO4 durante aproximadamente un año y medio.
Los actinomicetos pueden descomponer muchos compuestos orgánicos, incluidos compuestos complejos como compuestos aromáticos, parafina, caucho, celulosa, madera y algunos compuestos altamente tóxicos como el cianuro. Por tanto, los actinomicetos no sólo desempeñan un papel activo en el ciclo natural de los materiales, sino también en el tratamiento biológico de aguas residuales y residuos sólidos orgánicos, y también pueden promover la formación de estructuras de partículas en el suelo y mejorar el suelo.
Condiciones de cultivo de los actinomicetos Excepto los tipos patógenos, los actinomicetos son generalmente bacterias aeróbicas. La temperatura óptima para el crecimiento es de 28-30°C y el pH óptimo es de 7,5-8,0. Los actinomicetos en el ambiente natural son en su mayoría bacterias heterótrofas saprotróficas, y las fuentes de carbono que se absorben y utilizan fácilmente son principalmente glucosa, maltosa, almidón y dextrina. La harina de pescado, la peptona, el licor de maíz macerado y algunos aminoácidos son fuentes adecuadas de nitrógeno, y el nitrato, la sal de amonio y la urea pueden usarse como fuentes eficaces de nitrógeno para los actinomicetos. Dado que los actinomicetos son ricos en metabolitos secundarios y la mayoría de las especies pueden producir antibióticos, cuando se cultivan actinomicetos, generalmente es necesario agregar varias sales inorgánicas y algunos oligoelementos, como potasio, magnesio, hierro, manganeso, cobre, cobalto, etc.