Penicillium: características, morfologia, habitat, reprodução - Ciência - 2023

Contente

Penicillium é um gênero de fungos filamentosos microscópicos, comuns no meio ambiente. Eles podem ser encontrados no ar, solo, em plantas e vegetais. Eles são cosmopolitas na distribuição. Na natureza, eles cumprem o papel de decompositores de matéria orgânica.

Muitas espécies podem se tornar patógenos de frutas, vegetais e cereais. Eles produzem substâncias tóxicas, como micotoxinas, que podem afetar o homem e outros animais de diferentes maneiras. No entanto, alguns pesquisadores sugerem que Penicillium marneffei é o único representante do gênero que causa doenças no homem.

O gênero foi descrito pela primeira vez em 1809, com três espécies conhecidas. Sua taxonomia desde aquela data tem sido complexa e altamente disputada, como acontece com muitos outros gêneros de fungos. Eles estão atualmente localizados na família Trichocomaceae e mais de 350 espécies descritas e aceitas são conhecidas.

Penicillium é conhecido mundialmente pela espécie P. notatum do qual o Dr. Alexander Fleming, em 1928, descobriu um poderoso antibacteriano que mais tarde conheceríamos como “penicilina”. Atualmente a penicilina não é obtida de P. notatum mas de outras espécies com maior eficácia, como P. roqueforti.

Caracteristicas

Uma das características mais marcantes do gênero Penicillium É sua forma reprodutiva assexuada, com densas estruturas semelhantes a pinceladas, de onde vem o nome do táxon (penicillus).

Eles têm um corpo fecundo. Eles produzem estruturas semelhantes a sacos que contêm ascósporos. Ascósporos são unicelulares e asci têm vida curta. Isso significa que eles se quebram e / ou se dissolvem muito rapidamente em comparação com outros grupos taxonômicos.

São organismos anamórficos, capazes de degradar substratos como açúcares, lipídios e celulose. Por outro lado, representantes do gênero Penicillium são formadores de colônias que, na maioria dos casos, crescem rapidamente e exibem uma variedade de cores e texturas.

Morfologia

As espécies do gênero Penicillium, Além de serem em forma de escova, ocorrem em cadeias secas de conídios que se formam a partir da fiálide. A fiálide é uma célula especializada do conidióforo (estrutura especializada em reprodução assexuada), em forma de garrafa, fixada em sua base à metula.

O métula apóia o fiálid e este, por sua vez, apóia o galho, do qual outros galhos podem começar, ou uma única chamada de estipe.

Os conidióforos podem medir entre 200 e 300 micrômetros, os metules entre 8 e 12 micrômetros e a fiálide entre 7 e 12 micrômetros. Os conídios (esporos assexuados e imóveis), formados na fiálide, são lisos, de formato elipsoidal e podem medir 2,5 a 4 micrômetros.

Os conídios podem ser simples (monoverticilato), ou seja, com um único ramo dos conídios para o estipe. No entanto, existem variedades de táxons dentro do gênero que podem ter mais de uma ramificação, sendo biverticilatos (2 ramos), terverticilatos (3) e até quaterverticilatos (4).

As colônias, do ponto de vista macroscópico, começam brancas. Depois, dependendo da espécie e de outros fatores, pode adquirir cores como verde, verde-azulado, cinza ou rosa, entre outras.

Algumas bibliografias relatam que a textura das colônias, assim como sua coloração, dependem da espécie. o Penicillium podem ter texturas lisas, felpudas ou aveludadas, entre outras.

Taxonomia

A taxonomia de Penicillium é bastante complexo e com muitas discrepâncias entre os taxonomistas. O táxon foi descrito pela primeira vez em 1809 pelo naturalista alemão Johann Heinrich Friedrich Link, que em sua época agrupou fungos em forma de escova assexuados.

Link descreveu o gênero com três espécies (Penicillium candidum, P. expansum Y P. glaucum) Mais tarde, em 1824, o táxonP. expansum tornou-se obsoleto e os organismos pertencentes a este táxon foram incluídos em P. glaucum, junto com todas as formas verdes, iniciando os mais de 190 anos de mudanças taxonômicas pelas quais o grupo passou.

Durante estes mais de 190 anos, cerca de 1000 espécies do gênero foram descritas Penicillium, dos quais mais de ¾ não são atualmente válidos, devido a descrições incompletas, publicações inválidas e outros motivos que os tornam sinônimos.

Atualmente o gênero está localizado dentro do reino Fungi, filo Ascomycota, classe Eurotiomycetes e família Trichocomaceae. Alguns taxonomistas reconhecem vários subgêneros e a maioria aceita mais de 350 espécies até o momento.

Habitat e distribuição

É um gênero com grande número de espécies, cuja distribuição é cosmopolita. Habitam principalmente o solo, mas têm se isolado em frutas, uma grande variedade de alimentos para consumo humano, em ambientes de água doce, marinhos e estuarinos, e até no ar.

o Penicillium podem evoluir de baixas temperaturas (5ºC) a temperaturas relativamente quentes (37ºC). Estudos revelam que as temperaturas ideais para o seu desenvolvimento estão entre 20 e 25 ºC, e a 37 ºC ou mais o seu desenvolvimento é muito fraco, ou não crescem.

Em relação às estações do ano, as espécies médias não mostram uma preferência aparente pelo seu desenvolvimento, embora tenham sido detectadas altas concentrações de algumas espécies entre o inverno e a primavera.

Outro aspecto importante a ser destacado é a umidade. Sabe-se que esse fator é muito importante e determina praticamente o desenvolvimento e crescimento desses fungos.

O desenvolvimento crescente e acelerado da humanidade deu-lhe novos habitats, e eles expandiram as áreas de distribuição de muitas espécies desses microrganismos. Hoje é relativamente comum encontrar Penicillium em edifícios úmidos, materiais de construção e outros ambientes ou estruturas feitas pelo homem.

Reprodução

O genero Penicillium Apresenta dois tipos de reprodução: assexuada e sexual.

Assexuado

Pelo menos duas formas de reprodução assexuada são conhecidas emPenicillium, vegetativo e por esporos. A reprodução vegetativa consiste na fragmentação, onde as hifas são divididas em segmentos curtos ou fragmentos. Esses segmentos se desenvolvem ou crescem, por divisões repetidas, em um micélio.

Por outro lado, a reprodução por esporos consiste na formação de esporos assexuados e imóveis, onde cada esporo (célula haplóide) produzido via mitose pelo progenitor pode gerar novos indivíduos sem a necessidade de fertilização, sendo esses indivíduos idênticos ao progenitor.

Sexual

No Penicillium, a reprodução sexuada ocorre pelo cruzamento de duas hifas haplóides. Durante esse cruzamento, forma-se um esporo denominado zigosporo, que apresenta a carga genética de dois pais e não apenas de um, como ocorre na reprodução assexuada.

A reprodução sexual neste gênero de fungos tem sido relativamente pouco estudada. Mesmo assim, sabe-se que algumas espécies se reproduzem por meio de ascos e ascósporos, produzidos dentro de pequenos estômatos.

Também são conhecidas algumas espécies sexuadas cujos gametas são oogâmicos, ou seja, com morfologias diferentes.

Nutrição

As espécies do gêneroPenicillium eles são, em sua maioria, saprótrofos oportunistas; Em outras palavras, eles são capazes de degradar a matéria orgânica e transformá-la em componentes simples que usarão para seu desenvolvimento e crescimento. Eles fazem isso graças à síntese de enzimas hidrolíticas, como amilases, celulases e xilanases.

Parte da matéria orgânica que eles degradam é encontrada no solo, como folhas, frutos caídos e resíduos de mamíferos. Outras espécies obtêm seu alimento parasitando plantas, frutas e vegetais, muitas vezes causando grandes perdas econômicas.

Cultura

Muitas espécies do gênero Penicillium têm grande importância econômica, médica, ecológica e farmacêutica. E é necessário reproduzi-los em condições de laboratório para estudar, por exemplo, sua capacidade antifúngica ou a velocidade com que degradam substratos.

Devido ao exposto, muitas pesquisas têm sido realizadas, buscando métodos mais eficazes, simples e econômicos que permitam o cultivo desses cogumelos em condições controladas. Assim, existe uma grande variedade de embalagens comerciais que fornecem os requisitos nutricionais necessários para esta cultura.

Essas necessidades nutricionais são baseadas em extratos de glicose, sacarose, amido e levedura. Também são chamados comercialmente de CYA (ágar autolisado de levedura Czapek), MEA, Oxoid ou Difco (ágar de extrato de malte) ou CREA (ágar creatina sacarose), entre outros. A preferência por um ou outro dependerá do objetivo da investigação.

Um tipo de cultivo artesanal de Penicillium, é o realizado na comunidade francesa de Roquefort, onde assam grandes pães de centeio, que depois reservam em caves húmidas, à espera da obtenção do bolor da espécie Penicillium roqueforti, que é utilizado na produção de queijos.

Espécies representativas e usos

- Produção de queijo

O bolor que cresce em certos queijos desempenha um papel muito importante durante a sua maturação e / ou refinamento. Embora existam muitas variedades de bolores ou fungos que crescem na superfície dos queijos, alguns dos mais proeminentes são:

Penicillium camemberti

É o fungo encarregado de produzir uma espessa camada branca e de fornecer certos sabores aos queijos como o Camembert (de onde vem o nome da espécie), Brie, Coulommiers e Cambozola.

Penicillium glaucum

Esta espécie de fungo é utilizada na produção do queijo Rochebaron, uma espécie de queijo azul de origem francesa, ao qual em determinado momento da sua produção e cura são inseridos bastões ou fios com o fungo P. glaucum, de modo que se produzem as estrias azuis características deste queijo.

Penicillium roqueforti

Espécie de fungo descrita em 1906. Este microrganismo é utilizado na produção de vários tipos de queijos azuis, como Valdeon, Cabrales e Roquefort. A espécie carrega o epíteto Roqueforti pela localidade onde foi descoberto e não pelo famoso queijo Roquefort.

- Importância farmacêutica

Penicillium notatum

Penicillium notatum É conhecido mundialmente, por ser a espécie com a qual o Dr. Alexander Fleming observou em 1928 o poder inibidor do crescimento de bactérias, além de ser o precursor do antibiótico conhecido como penicilina. Deve-se notar que Fleming não descobriu a penicilina, mas o efeito antibacteriano do fungo.

Penicillium chrysogenum

Espécie de fungo conhecida por produzir melhor efeito antibiótico e maior produção deste, em miligramas / litro de cultura, em comparação com a espécie P. notatum.

- Importância clínica

Penicillium marneffei

Espécies de gênero Penicillium que produz uma patologia (micose) que afeta mamíferos, roedores e humanos, chamada peniciliose. A doença foi observada pela primeira vez em duas espécies de ratos do Sudeste Asiático e, posteriormente, em humanos.

A doença é caracterizada pela presença de lesões cutâneas, adelgaçamento do corpo, febre, sintomas de pneumonia, lesões nas paredes do intestino delgado (placas pleyer), hepatomegalia e esplenomegalia.

As lesões observáveis são a formação de abscesso e granulomas, nos quais pode ser isolado para P.marneffei como blastosporos no citoplasma de macrófagos ou como blastosporos livres no tecido. Esta doença ocorre principalmente em pacientes imunossuprimidos ou pessoas, especialmente com HIV.

-Patógenos de plantas

Penicillium brasilianum

Espécies reconhecidamente patogênicas em plantas, especialmente plantações de cebola. Atualmente, bioativos e metabólitos secundários estão sendo desenvolvidos a partir de linhagens dessa espécie, que se mostram muito promissoras no campo da biotecnologia.

Penicillium funiculosum

É um patógeno de planta como o abacaxi. Penicillium funiculosum infecta a flor do abacaxi, antes da formação do fruto. Essa infecção danifica os tecidos reprodutivos da planta e impede a disseminação de frutos sãos, terminando com safras completas.

Em frutos de abacaxi desenvolvidos, uma podridão marrom ou preta é observada a partir do centro. Essa doença é conhecida como FCR por sua sigla em inglês, que significa em espanhol, a doença do miolo da fruta.

Penicillium italicum

É um patógeno pós-colheita, ou seja, ataca o fruto depois de colhido. É comum em frutas cítricas como a laranja. É também chamado de "o bolor azul das frutas cítricas" e ataca a fruta quando apresenta lesões ou feridas na superfície.

Sabe-se que o fungo pode permanecer meses na superfície do fruto e atacá-lo apenas quando entra em contato com os líquidos produzidos pela lesão da casca do fruto.

-Importância biotecnológica

Várias espécies do gênero Penicillium Eles são usados para a extração e produção de compostos bioativos e / ou metabólitos secundários. Como já mencionado antes, Penicillium brasilianum é uma das espécies utilizadas para a produção de enzimas na indústria de biotecnologia.

Outra espécie usada em biotecnologia é Penicillium purpurogenum. Esse fungo é patogênico em plantas, mas vários estudos sugerem que produtos como biocombustíveis podem ser extraídos dele. Também tem sido usado para produzir enzimas que ajudam o gado a digerir alimentos, como cereais e restos de plantas.

Referências

J.M. Duque & J.A. Gutiérrez (2011). Projeto de um meio de cultura para a produção de biomassa e conídeos de Penicillium sp. isolado de solos de arroz de Tolima. Pontifícia Universidade Javeriana. Trabalho de Grado. 23 pp.
Penicillium. EcuRed. Recuperado de ecured.cu.
Instituto Nacional de Segurança e Higiene do Trabalho (2016).Penicillium spp. Databio. Recuperado de insht.es.
Penicillium. Fundação Bioquímica Argentina. Recuperado de fba.org.ar.
T. Chi-Ching, J.Y.M. Tanga, S.K.P. Lau, P.C.Y. Woo (2018). Taxonomia e evolução de Aspergillus, Penicillium e Talaromyces na era ômica - Passado, presente e futuro. Computational and Structural Biotechnology Journal.
CM. Visagie, J. Houbraken, J.C. Frisvad, S.-B. Hong, C.H.W. Klaassen, G. Perrone, K.A. Seifert, J. Varga, T. Yaguchi, & R.A. Sansão. dentificação e nomenclatura do gênero Penicillium. Estudos em Micologia.
Penicillium. Recuperado de en.wikipedia.org.
Subclasse Eurotiomycetidae. MYCO-UAL. Universidade de Almería. Recuperado de w3.ual.es.
J. Moraes Bazioli, L. Da Silva Amaral, T. Pacheco Fill e E. Rodrigues-Filho (2017). Insights sobre Penicillium brasilianum Metabolismo secundário e seu potencial biotecnológico. Moléculas.