Penicillium chrysogenum

Penicillium Chrysogenum, il fungo usato per produrre penicillina

Quale è Penicillium chrysogenum?

Penicillium chrysogenum È la specie di fungo che viene utilizzata più frequentemente nella produzione di penicillina. La specie è all'interno del genere Penicillium, Dalla famiglia Aspergilliaceae dell'Ascomycota.

È caratterizzato dall'essere un fungo filamentoso, con ife separate. Se coltivate in laboratorio, le sue colonie sono una crescita rapida. Hanno un aspetto vellutato e di cotone e una colorazione verde bluastra.

Caratteristiche del penicillium chrysogenum

- È una specie di saprofita, in grado di decomprimere la materia organica per produrre semplici composti di carbonio che usa nella sua dieta.

- La specie è onnipresente (può essere trovata ovunque) ed è comune trovarla in spazi chiusi, il pavimento o associato alle piante. Cresce anche sul pane e le sue spore sono comuni nella polvere.

- Le spore di P. Crisogenum Possono generare allergie respiratorie e reazioni cutanee. Può anche produrre vari tipi di tossine che colpiscono gli esseri umani.

- Sono le specie più comunemente usate per la produzione di penicillina (sebbene ci siano altre in grado di produrre). Questo antibiotico fu scoperto da Alexander Fleming nel 1928, sebbene lo identifichi in linea di principio P. Rubrum. Il suo uso preferenziale nell'industria farmaceutica è dovuto alla sua alta produzione antibiotica.

- Si riproducono asessualmente con conidi (spore asessuali) che si verificano nei conidifori. Questi sono eretti e con pareti sottili, con pochi fissacidi (conidi che producono cellule).

- La riproduzione sessuale avviene attraverso ascospore (spore sessuali). Questi si verificano con disgusto (corpi fruttuosi) di pareti spesse. Questi sono tipo cleistotece (arrotondata) e presentano le loro pareti sclerotizzate.

- Producono metaboliti secondari (composti organici prodotti dagli esseri viventi e che non intervengono direttamente nel loro metabolismo). Nel caso dei funghi, questi composti aiutano la loro identificazione. 

- Produce Roquefortina C, Meleagrine e Penicillina. Questa combinazione di composti facilita la sua identificazione di laboratorio. Inoltre, il fungo produce altri metaboliti secondari colorati. Le xantoxiline sono la causa del colore giallo del tipico essudato della specie.

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- Può produrre aflatossine, che sono micotossine dannose per l'essere umano. Queste tossine attaccano il sistema epatico e possono portare alla cirrosi e al cancro al fegato. Le spore di funghi contaminano vari alimenti che, quando ingeriti, possono causare questa patologia.

Filogenesi e tassonomia

P. Crisogenum Fu descritto per la prima volta da Charles Thom nel 1910. La specie ha una sinonimia (nomi diversi per la stessa specie) estesa.

P. Crisogenum è circoscritto alla sezione Chrysogena del genere Penicillium. Questo genere si trova nella famiglia Aspergilliaceae dell'Ordine Eurotias dell'Ascomycota.

La sezione Chrysogena è caratterizzata dall'attuale Conidió terverticilato e quattro-vertici. Quelli fissi sono piccoli e le colonie generalmente vellutate. Le specie di questo gruppo sono tolleranti alla salinità e quasi tutti producono penicillina.

13 specie sono state indicate per la sezione, essendo P. Crisogenum La specie di tipo. Questa sezione è un gruppo monofile e fratello della sezione Roquefortorum.

Morfologia

- Questo fungo presenta mycles filamentosi. Le ife sono separate, che è caratteristica dell'Ascomycota.

- I conidifori sono terverticilati (con ramificazioni abbondanti), pareti sottili e lisce, misurando 250-500 µm.

- Le metula (ramificazioni conidiforo) hanno pareti lisce e fissaidi sono ampuliformi (a forma di bottiglia) e molte volte con pareti spesse.

- Le conidie sono subglobose a ellittiche, da 2,5-3,5 µm di diametro e pareti lisce se osservate con il microscopio ottico. Nel microscopio elettronico a scansione le pareti sono tubercolate.

Habitat

P. Crisogenum È cosmopolita. La specie è cresciuta nelle acque del mare, nonché nel pavimento delle foreste naturali nelle aree temperate o tropicali.

È una specie mesofila che può crescere tra 5-37 ° C, con il suo ottimale a 23 ° C. Inoltre, è xerophilico, quindi può svilupparsi in ambienti asciutti. D'altra parte, tollera la salinità.

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A causa della capacità di crescere in varie condizioni ambientali, è comune trovarlo negli spazi interni. È stato trovato nei sistemi di aria condizionata, frigoriferi e salute, tra gli altri.

È un fungo frequente come patogeno di alberi da frutto come pesche, fichi, agrumi e guayabas. Allo stesso modo, puoi contaminare cereali e carne. Cresce anche su alimenti trasformati, come pane e biscotti.

Riproduzione

In P. Crisogenum C'è una predominanza di riproduzione asessuata. In oltre 100 anni di studio sui funghi, fino al 2013 la riproduzione sessuale nella specie non è stata dimostrata.

Riproduzione asessuata

Ciò si verifica attraverso la produzione di conidi nei conidiforos. La formazione di conidi è associata alla differenziazione di cellule riproduttive specializzate (fissacidi).

La produzione di conidi inizia quando un Hyfa vegetativo interrompe la sua crescita e si forma un setto. Quindi, quest'area inizia a gonfiarsi e si formano una serie di rami.

La cellula apicale dei rami differisce nel fissacide che inizia a dividere per mitosi per dare origine ai conidi.

I conidi sono principalmente dispersi dal vento. Quando i conidiospore raggiungono un ambiente favorevole, germinano e danno origine al corpo vegetativo del fungo.

Riproduzione sessuale

Lo studio della fase sessuale in P. Crisogenum Non era semplice, perché i media utilizzati in laboratorio non promuovono lo sviluppo di strutture sessuali.

Nel 2013 il micologo tedesco Julia Böhm e i collaboratori, è riuscito a stimolare la riproduzione sessuale nella specie.

Per fare questo, hanno messo due diverse gare su agar concordato con farina d'avena. Le capsule sono state scure a una temperatura tra 15 ° C e 27 ° C.

Dopo un tempo di incubazione, tra le cinque settimane fino a tre mesi, è stata osservata la formazione di cleistocecios (disgusto arrotondato chiuso). Queste strutture si sono formate nella zona di contatto tra le due razze.

Questo esperimento ha mostrato che in P. Crisogenum La riproduzione sessuale è eterotale. È necessario produrre un disgusto (struttura femminile) e un anteride (struttura maschile) di due razze diverse.

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Dopo la formazione di ascogonio e l'anterità, le citoplasie (plasmogamia) e quindi i nuclei (cariogamia) vengono uniti (cariogamia).

Questa cellula entra nella meiosi e dà origine ad ascospore (spore sessuali).

Strumenti della cultura

Le colonie nei media di coltivazione crescono molto rapidamente. Sono un aspetto vellutato per il cotone, con i Mycelos bianchi sui margini. Le colonie sono verde bluastro e producono un essudata abbondante di colore giallo brillante. 

Vengono presentati aromi fruttati nelle colonie, simile all'ananas. Tuttavia, in alcune razze l'odore non è molto marcato.

Penicillina

La penicillina è il primo antibiotico che è stato usato con successo in medicina. Questo è stato scoperto casualmente dal micologo svedese Alexander Fleming nel 1928.

Il ricercatore ha condotto un esperimento con i batteri del genere Staphylococcus E il terreno di coltura era contaminato dal fungo. Fleming ha osservato che sul sito in cui si è sviluppato il fungo, i batteri non sono cresciuti.

Le penicilline sono antibiotici beta -lattam e quelle di origine naturale sono classificate in vari tipi in base alla loro composizione chimica. Questi agiscono principalmente su batteri positivi a Gram che attaccano la loro parete cellulare, composti principalmente da peptidoglicano.

Esistono diverse specie di Penicillium capace di produrre penicillina, ma P. Crisogenum è quello che ha la più grande produttività. La prima penicillina commerciale avvenne nel 1941 e già nel 1943 riuscì a verificarsi su larga scala.

Le penicilline naturali non sono efficaci contro alcuni batteri che producono l'enzima della penicilasi. Questo enzima ha la capacità di distruggere la struttura chimica della penicillina e inattiva.

Tuttavia, le penicilline semi-sintetiche sono state prodotte cambiando la composizione del brodo dove il Penicillium. Hanno il vantaggio di essere una penicilasi resistente, quindi, più efficace contro alcuni agenti patogeni.

Riferimenti

1. Houbraken e Ra Samson. Filogenesi di Penicillium e la segregazione di Trichocomaceae in tre famiglie. Studi in micologia.
2. Ledermann w. La storia della penicillina e della sua produzione in Cile. Rev. Chil. Infettare. 
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