Bakteriaalsed antigeenid:
rühmaspetsiifiline (leitud sama perekonna või perekonna erinevatest liikidest)
liigispetsiifiline (sama liigi erinevatel esindajatel);
tüübispetsiifiline (määrata seroloogilised variandid - serovarid, antigenovarid ühe liigi piires).
Sõltuvalt lokaliseerimisest bakterirakus eristatakse K-, H-, O-antigeene (tähistatakse ladina tähestiku tähtedega).
O-AG on gramnegatiivsete bakterite rakuseina lipopolüsahhariid. Koosneb polüsahhariidahelast (O-Ar ise) ja lipiidist A.
Polüsahhariid on termostabiilne (talub keetmist 1-2 tundi), keemiliselt stabiilne (talub töötlemist formaliini ja etanooliga). Puhas O-AG on nõrgalt immunogeenne. Sellel on struktuurne varieeruvus ja seda kasutatakse sama liigi bakterite paljude serovariantide eristamiseks. Näiteks iga salmonella rühma iseloomustab teatud O-AG (polüsahhariid) olemasolu - rühmas A
See on tegur 2, rühmal B on tegur 4 jne. Bakterite R-vormides kaotab O-AG külgahelad
polüsahhariid ja tüübispetsiifilisus.
Lipiid A – sisaldab glükoosamiini ja rasvhappeid. Sellel on tugev adjuvant, mittespetsiifiline immunostimuleeriv toime ja toksilisus. Üldiselt on LPS endotoksiin. Juba väikestes annustes põhjustab see palavikku makrofaagide aktiveerumise ja nende IL1, TNF ja teiste tsütokiinide vabanemise, granulotsüütide degranulatsiooni, trombotsüütide agregatsiooni tõttu. See võib seostuda mis tahes keharakuga, kuid eriti makrofaagidega. Suurtes annustes pärsib see fagotsütoosi, põhjustab toksikoosi, südame-veresoonkonna süsteemi talitlushäireid, tromboosi, endotoksilist šokki. Mõnede bakterite LPS on osa immunostimulantidest (prodigiosan,
pürogenaalne). Bakteriraku seina peptidoglükaanidel on tugev adjuvantne toime SI-rakkudele.
N-AG on osa bakteriaalsest flagellast, selle aluseks on flagelliinvalk. See on termolabiilne.
K-AG on bakterite pinnapealsete kapslite AG-de heterogeenne rühm.
Need on kapslis. Need sisaldavad peamiselt happelisi polüsahhariide, mille hulka kuuluvad galakturoon-, glükuroon- ja iduroonhapped. Nende antigeenide struktuuris on variatsioone, mille alusel eristatakse näiteks 75 pneumokokkide tüüpi (serotüüpi), 80 Klebsiella tüüpi jne. Kapsli antigeene kasutatakse meningokokkide, pneumokokkide ja Klebsiella vaktsiinide valmistamiseks. Siiski võib polüsahhariidantigeenide suurte annuste manustamine põhjustada tolerantsust.
Bakterite antigeenid on ka nende toksiinid, ribosoomid ja ensüümid.
Mõned mikroorganismid sisaldavad ristreaktiivseid antigeenseid determinante, mida leidub mikroorganismides ja inimestel/loomadel.
Erinevate liikide mikroobides ja inimestel on ühised, struktuurilt sarnased AG-d. Neid nähtusi nimetatakse antigeenseks mimikriks. Sageli peegeldavad ristreaktiivsed antigeenid nende esindajate fülogeneetilist ühisust, mõnikord on need konformatsiooni ja laengute - AG-molekulide - juhusliku sarnasuse tulemus.
Näiteks Forsmani AG-d leidub barrakkide erütrotsüütides, salmonellas ja merisigadel.
Hemolüütilise rühma A streptokokid sisaldavad ristreaktiivseid antigeene (eriti M-valku), mis on ühised inimese endokardi ja glomerulite antihüpertensiivsete ravimitega. Sellised bakteriaalsed antigeenid põhjustavad inimese rakkudega ristreageerivate antikehade moodustumist, mis viib reuma ja streptokokijärgse glomerulonefriidi tekkeni.
Süüfilise tekitajal on fosfolipiidid, mis on struktuurilt sarnased loomade ja inimeste südames leiduvate fosfolipiididega. Seetõttu kasutatakse haigetel inimestel spiroheedi vastaste antikehade tuvastamiseks loomade südame kardiolipiini antigeeni (Wassermani reaktsioon).
Antigeenid on suure molekulmassiga ühendid. Allaneelamisel põhjustavad nad immuunreaktsiooni ja interakteeruvad selle reaktsiooni saadustega: antikehade ja aktiveeritud lümfotsüütidega.
Antigeenide klassifikatsioon.
1. Päritolu järgi:
1) looduslikud (valgud, süsivesikud, nukleiinhapped, bakteriaalsed ekso- ja endotoksiinid, kudede ja vererakkude antigeenid);
2) tehislikud (dinitrofenüülitud valgud ja süsivesikud);
3) sünteetilised (sünteesitud polüaminohapped, polüpeptiidid).
2. Keemilise olemuse järgi:
1) valgud (hormoonid, ensüümid jne);
2) süsivesikud (dekstraan);
3) nukleiinhapped (DNA, RNA);
4) konjugeeritud antigeenid (dinitrofenüülitud valgud);
5) polüpeptiidid (a-aminohapete polümeerid, glutamiini ja alaniini kopolümeerid);
6) lipiidid (kolesterool, letsitiin, mis võivad toimida hapteenina, kuid kombineerituna seerumivalkudega omandavad antigeensed omadused).
3. Geneetilise seose järgi:
1) autoantigeenid (pärinevad teie enda keha kudedest);
2) isoantigeenid (saadud geneetiliselt identselt doonorilt);
3) alloantigeenid (pärinevad sama liigi mittesugulasest doonorilt);
4) ksenoantigeenid (saadud teise liigi doonorilt).
4. Immuunvastuse olemuse järgi:
1) harknäärest sõltuvad antigeenid (immuunvastus sõltub T-lümfotsüütide aktiivsest osalusest);
2) harknäärest sõltumatud antigeenid (käivitavad immuunvastuse ja antikehade sünteesi ilma T-lümfotsüütideta B-rakkude poolt).
Eristage ka:
1) välised antigeenid; siseneda kehasse väljastpoolt. Need on mikroorganismid, siirdatud rakud ja võõrosakesed, mis võivad siseneda kehasse toidu, sissehingamise või parenteraalselt;
2) sisemised antigeenid; tekivad kahjustatud kehamolekulidest, mis on tunnistatud võõraks;
3) latentsed antigeenid - teatud antigeenid (näiteks närvikude, läätsevalgud ja sperma); on embrüogeneesi ajal anatoomiliselt immuunsüsteemist histohematogeensete barjääride abil eraldatud; tolerantsust nende molekulide suhtes ei teki; vereringesse sattumine võib põhjustada immuunvastuse.
Mõnede autoimmuunhaiguste korral esineb immunoloogiline reaktiivsus muutunud või varjatud eneseantigeenide suhtes.
Antigeeni omadused:
1) antigeensus - võime põhjustada antikehade teket;
2) immunogeensus – immuunsuse loomise võime;
3) spetsiifilisus - antigeensed tunnused, mille olemasolu tõttu erinevad antigeenid üksteisest.
Hapteenid on madala molekulmassiga ained, mis normaalsetes tingimustes ei põhjusta immuunvastust, kuid kui nad seonduvad suure molekulmassiga molekulidega, muutuvad nad immunogeenseks. Hapteenide hulka kuuluvad ravimid ja enamik kemikaale. Nad suudavad pärast kehavalkudega seondumist esile kutsuda immuunvastuse.
Antigeene või hapteene, mis taas organismi sattudes põhjustavad allergilise reaktsiooni, nimetatakse allergeenideks.
2. Mikroorganismide antigeenid
Nakkuslikud antigeenid on bakterite, viiruste, seente, algloomade antigeenid.
On olemas järgmist tüüpi bakteriaalsed antigeenid:
1) rühmaspetsiifiline (leitud sama perekonna või perekonna eri liikidel);
2) liigispetsiifiline (leitud sama liigi erinevatel esindajatel);
3) tüübispetsiifiline (määrata ühe liigi piires seroloogilised variandid - serovarid, antigenovaad).
Sõltuvalt bakteriraku lokaliseerimisest eristatakse järgmist:
1) O-AG - polüsahhariid; on osa bakterite rakuseinast. Määrab rakuseina lipopolüsahhariidi antigeense spetsiifilisuse; selle järgi eristatakse sama liigi bakterite serovariante. O-AG on nõrgalt immunogeenne. See on termiliselt stabiilne (talub keetmist 1–2 tundi), keemiliselt stabiilne (talub töötlemist formaliini ja etanooliga);
2) lipiid A on heterodimeer; sisaldab glükoosamiini ja rasvhappeid. Sellel on tugev adjuvant, mittespetsiifiline immunostimuleeriv toime ja toksilisus;
3) H - AG; on osa bakteriaalsest flagellast, selle aluseks on flagelliinvalk. See on termolabiilne;
4) K - AG - bakterite pinna-, kapsliantigeenide heterogeenne rühm. Need asuvad kapslis ja on seotud rakuseina lipopolüsahhariidi pinnakihiga;
5) toksiinid, nukleoproteiinid, ribosoomid ja bakteriaalsed ensüümid.
Viiruse antigeenid:
1) superkapsiidi antigeenid - pinnaümbris;
2) valgu- ja glükoproteiini antigeenid;
3) kapsiid - kilejas;
4) nukleoproteiini (tuuma) antigeenid.
Kõik viiruse antigeenid on T-sõltuvad.
Kaitsvad antigeenid on antigeensete determinantide (epitoopide) kogum, mis põhjustab kõige tugevama immuunvastuse, mis kaitseb organismi selle patogeeniga uuesti nakatumise eest.
Nakkuslike antigeenide kehasse tungimise viisid:
1) kahjustatud ja mõnikord terve naha kaudu;
2) läbi nina, suu, seedetrakti, kuseteede limaskestade.
Heteroantigeenid on antigeensed kompleksid, mis on ühised erinevate liikide esindajatele või ühised antigeensed determinandid kompleksidel, mis erinevad muude omaduste poolest. Heteroantigeenide tõttu võivad tekkida ristimmunoloogilised reaktsioonid.
Erinevat tüüpi mikroobides ja inimestel on ühised, struktuurilt sarnased antigeenid. Neid nähtusi nimetatakse antigeenseks mimikriks.
Superantigeenid on spetsiaalne antigeenide rühm, mis väga väikestes annustes põhjustavad suure hulga T-lümfotsüütide polüklonaalset aktivatsiooni ja proliferatsiooni. Superantigeenid on bakteriaalsed enterotoksiinid, stafülokokk, koolera toksiinid ja mõned viirused (rotaviirused).
Mikroorganismide eraldamist erinevatest materjalidest ja nende kultuuride valmistamist kasutatakse laialdaselt laboripraktikas nakkushaiguste mikrobioloogiliseks diagnostikaks, teadustöös ning vaktsiinide, antibiootikumide ja muude bioloogiliselt aktiivsete mikroobide elutegevuse produktide mikrobioloogilises tootmises.
Kasvatamistingimused sõltuvad ka vastavate mikroorganismide omadustest. Enamikku patogeenseid mikroobe kasvatatakse toitekeskkonnas temperatuuril 37 °C 12 päeva. Mõned neist vajavad aga pikemat tarneaega. Näiteks läkaköha bakterid - 2-3 päeva ja mycobacterium tuberculosis - 3-4 nädala pärast.
Aeroobsete mikroobide kasvu- ja paljunemisprotsesside stimuleerimiseks, samuti nende kultiveerimisaja lühendamiseks kasutatakse vee all kasvatamise meetodit, mis seisneb toitainekeskkonna pidevas õhutamises ja segamises. Süvameetod on leidnud laialdast rakendust biotehnoloogias.
Anaeroobide kasvatamiseks kasutatakse spetsiaalseid meetodeid, mille põhiolemus on õhu eemaldamine või selle asendamine inertgaasidega suletud termostaatides - anaerostaatides. Anaeroobe kasvatatakse toitekeskkonnas, mis sisaldab redutseerivaid aineid (glükoos, naatriumformiaat jne), mis vähendavad redokspotentsiaali.
Diagnostilises praktikas on erilise tähtsusega bakterite puhaskultuurid, mis isoleeritakse patsiendilt või keskkonnaobjektidelt võetud uuritavast materjalist. Selleks kasutatakse kunstlikke toitekeskkondi, mis jagunevad kõige mitmekesisema koostisega põhi-, diferentsiaaldiagnostika- ja valiksöötmeteks. Toitesöötme valik puhaskultuuri eraldamiseks on bakterioloogilise diagnostika jaoks hädavajalik.
Enamikul juhtudel kasutatakse tahket söödet, mis on eelnevalt valatud Petri tassidesse. Uuritav materjal asetatakse aasa kujul söötme pinnale ja tritureeritakse spaatliga, et saada ühest rakust kasvatatud isoleeritud kolooniad. Isoleeritud koloonia subkultuur katseklaasis agari kaldpinnale annab puhaskultuuri.
Identifitseerimiseks, s.o. Valitud kultuuri geneerilise ja liigilise kuuluvuse määramisel uuritakse kõige sagedamini fenotüüpseid tunnuseid:
a) bakterirakkude morfoloogiat värvitud äigepreparaadis või natiivsetes preparaatides;
b) kultuuri biokeemilised tunnused vastavalt selle võimele kääritada süsivesikuid (glükoos, laktoos, sahharoos, maltoos, mannitool jne), moodustada indooli, ammoniaaki ja vesiniksulfiidi, mis on bakterite proteolüütilise aktiivsuse saadused.
Täielikuma analüüsi jaoks kasutatakse gaas-vedelikkromatograafiat ja muid meetodeid.
Koos bakterioloogiliste meetoditega kasutatakse puhaskultuuride tuvastamiseks laialdaselt immunoloogilisi uurimismeetodeid, mis on suunatud isoleeritud kultuuri antigeense struktuuri uurimisele. Sel eesmärgil kasutatakse seroloogilisi reaktsioone: aglutinatsiooni, immunofluorestsentssadet, komplemendi sidumist, ensüümi immuunanalüüsi, radioimmunoanalüüsi meetodeid jne.
Puhta kultuuri eraldamise meetodid
Mikroorganismide puhaskultuuri eraldamiseks on vaja materjalis leiduvad arvukad bakterid üksteisest eraldada. Seda saab saavutada kahel põhimõttel põhinevate tehnikate abil: mehaanilised ja bioloogiline bakterite dissotsiatsioon.
Meetodid puhaste kultuuride eraldamiseks mehaanilisel põhimõttel
Seerialahjendusmeetod , mille pakkus välja L. Pasteur, oli üks esimesi, mida kasutati mikroorganismide mehaaniliseks eraldamiseks. See seisneb mikroobe sisaldava materjali järjestikuste lahjenduste tegemises steriilses mahutis vedel toitainekeskkond. See meetod on töös üsna vaevarikas ja ebatäiuslik, kuna see ei võimalda teil kontrollida lahjenduste ajal katseklaasidesse sisenevate mikroobirakkude arvu.
Sellel pole seda puudust Kochi meetod (plaadi lahjendusmeetod ). R. Koch kasutas želatiinil või agar-agaril põhinevat tahket toitekeskkonda. Erinevat tüüpi bakterite kooslustega materjal lahjendati mitmes katseklaasis sulatatud ja veidi jahutatud želatiiniga, mille sisu kallati hiljem steriilsetele klaasplaatidele. Pärast söötme geelistumist kultiveeriti seda optimaalsel temperatuuril. Selle paksuses moodustusid isoleeritud mikroorganismide kolooniad, mida sai puhta bakterikultuuri saamiseks plaatinasilmuse abil hõlpsasti üle kanda värskesse toitainekeskkonda.
Drygalski meetod on arenenum meetod, mida kasutatakse laialdaselt igapäevases mikrobioloogilises praktikas. Esiteks kantakse uuritav materjal pipeti või silmusega Petri tassis söötme pinnale. Hõõruge see metallist või klaasist spaatliga põhjalikult söötmesse. Nõu hoitakse külvamise ajal avatuna ja seda pööratakse õrnalt, et materjal ühtlaselt jaotada. Ilma spaatlit steriliseerimata viivad nad laenatud materjali teise Petri tassi, vajadusel kolmandasse. Alles seejärel kastetakse spaatel desinfitseerimislahusesse või praetakse põleti leegis. Söötme pinnal, esimeses tassis, jälgime reeglina bakterite pidevat kasvu, teises - tihedat kasvu ja kolmandas - kasvu isoleeritud kolooniate kujul.
Drigalski meetodi kolooniad
Joonkultuuri meetod tänapäeval kasutatakse seda kõige sagedamini mikrobioloogilistes laborites. Mikroorganisme sisaldav materjal kogutakse kokku bakterioloogilise silmusega ja kantakse söötme pinnale tassi serva lähedal. Eemaldage liigne materjal ja tõmmake see paralleelsete tõmmetega tassi servast servani. Pärast inokulatsioonide inkubeerimist optimaalsel temperatuuril päeva jooksul kasvavad tassi pinnal isoleeritud mikroobide kolooniad.
Insuldi meetod
Eraldatud kolooniate saamiseks võite kasutada kaetud tampooni, mida kasutati uuritava materjali kogumiseks. Avage Petri tass koos toitainekeskkonnaga veidi, sisestage tampoon ja hõõruge materjal ettevaatlike liigutustega tassi pinnale, viies järk-järgult tampooni ja tassi tagasi.
Seega on plaadilahjenduste Kochi, Drygalsky ja vöötkultuuri meetodite oluline eelis see, et nad loovad isoleeritud mikroorganismide kolooniaid, mis nakatades mõnele teisele toitainekeskkonnale muutuvad puhtaks kultuuriks.
Bioloogilised meetodid puhaste kultuuride eraldamiseks
Bakterite eraldamise bioloogiline põhimõte võimaldab sihikindlalt otsida meetodeid, mis võtavad arvesse mikroobirakkude arvukaid omadusi. Kõige tavalisemate meetodite hulgas on järgmised:
1. Hingamise tüübi järgi. Kõik mikroorganismid jagunevad hingamise tüübi järgi kahte põhirühma: aeroobne (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio сholeraejne) ja anaeroobne (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensja jne)... Kui materjali, millest anaeroobsed patogeenid tuleks eraldada, eelkuumutada ja seejärel anaeroobsetes tingimustes kultiveerida, hakkavad need bakterid kasvama.
2. Autor sporulatsioon . On teada, et mõned mikroobid (batsillid ja klostriidid) on võimelised sigima. Nende hulgas Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus... Vaidlused on vastupidavad keskkonnategurite mõjule. Järelikult võib katsematerjali allutada termilisele tegurile ja seejärel inokulatiivselt toitekeskkonda üle kanda. Mõne aja pärast kasvavad sellel täpselt need bakterid, mis on võimelised viljakaks.
3. Mikroobide vastupidavus hapetele ja leelistele. Mõned pisikud (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis) tänu oma keemilise struktuuri iseärasustele on nad vastupidavad hapete toimele. Seetõttu töödeldakse neid sisaldavat materjali, näiteks tuberkuloosi röga, võrdses mahus 10% väävelhappe lahusega ja külvatakse seejärel toitekeskkonnale. Võõras taimestik sureb ja mükobakterid kasvavad nende resistentsuse tõttu hapete suhtes.
Koolera vibrio (Vibrio сholerae) vastupidi, see on halofiilne bakter, mistõttu optimaalsete kasvutingimuste loomiseks külvatakse see leelist sisaldavale söötmele (1% aluseline peptoonvesi). Juba 4-6 tunni pärast ilmuvad söötme pinnale iseloomulikud kasvumärgid õrna sinaka kile kujul.
4. Bakterite liikuvus. Mõned pisikud (Proteus vulgaris) neil on kalduvus hiilida ja nad on võimelised kiiresti levima millegi niiske pinnale. Selliste patogeenide isoleerimiseks inokuleeritakse need kondensatsioonivedeliku tilgakesi, mis moodustuvad agari kalde jahutamisel. 16-18 aasta pärast levivad nad kogu keskkonna pinnale. Kui võtame agari tipust materjali, saame puhta patogeenikultuuri.
5. Mikroobide tundlikkus kemikaalide, antibiootikumide ja muude antimikroobsete ainete toime suhtes. Bakterite ainevahetuse iseärasuste tõttu võivad nad teatud keemiliste tegurite suhtes olla erineva tundlikkusega. On teada, et stafülokokid, aeroobsed batsillid, mis moodustavad eoseid, on vastupidavad 7,5-10% naatriumkloriidi toimele. Seetõttu kasutatakse nende patogeenide isoleerimiseks valikulisi toitaineid (kollase-soolagar, beckon-soolagar), mis sisaldavad just seda ainet. Teised bakterid sellisel naatriumkloriidi kontsentratsioonil praktiliselt ei kasva.
6. Mõnede antibiootikumide manustamine (nüstatiin) kasutatakse seente kasvu pärssimiseks materjalides, mis on nendega tugevalt saastunud. Seevastu antibiootikumi penitsilliini lisamine söötmele soodustab seente eraldamise korral bakteriaalse floora kasvu. Furazolidooni lisamine teatud kontsentratsioonides toitainekeskkonda loob selektiivsed tingimused korünebakterite ja mikrokokkide kasvuks.
7. Mikroorganismide võime tungida läbi terve naha. Mõned patogeensed bakterid (Yersinia pestis) suure hulga agressiooniensüümide olemasolu tõttu suudavad nad tungida läbi terve naha. Selleks raseeritakse laborilooma kehal olevad karvad ning uuritava materjaliga hõõrutakse sellesse piirkonda, mis sisaldab haigustekitajat ja suurel hulgal kolmanda osapoole mikrofloorat. Mõne aja pärast loom tapetakse, verest või siseorganitest vabanevad mikroobid.
8. Laboriloomade tundlikkus nakkushaiguste patogeenide suhtes. Mõned loomad on erinevate mikroorganismide suhtes väga tundlikud.
Näiteks mis tahes manustamisviisiga Streptococcus pneumoniae valgetel hiirtel tekib generaliseerunud pneumokokkinfektsioon. Sarnast pilti täheldatakse ka siis, kui merisead on nakatunud tuberkuloosi patogeenidega. (Mycobacterium tuberculosis) .
Igapäevapraktikas kasutavad bakterioloogid selliseid mõisteid nagu tüvi ja puhas kultuur mikroorganismid. Tüve all mõistetakse sama liigi mikroobe, mis on isoleeritud erinevatest allikatest või samast allikast, kuid eri aegadel. Bakterite puhaskultuur on sama liigi mikroorganismid, ühe mikroobiraku järeltulijad, mis kasvasid toitekeskkonnas (sees).
Puhta kultuuri isoleerimine aerobny mikroorganismid koosneb mitmest etapist.
Esimene päev (1. etapi uuring) patoloogiline materjal viiakse steriilsesse anumasse (katseklaasi, kolbi, pudelisse). Nad uurivad seda - välimust, tekstuuri, värvi, lõhna ja muid märke, valmistavad määrdumise, värvivad ja uurivad seda mikroskoobi all. Mõnel juhul (äge gonorröa, katk) saab selles etapis teha esialgse diagnoosi ja lisaks on võimalik valida sööde, millele materjal nakatatakse. Seejärel viivad nad spaatli abil läbi bakterioloogilise silmuse (kõige sagedamini kasutatav) - Drygalsky meetodil, vatitupsuga. Tassid suletakse, pööratakse tagurpidi, allkirjastatakse spetsiaalse pliiatsiga ja asetatakse 18-48 tunniks optimaalsele temperatuurile (37 °C) termostaadi. Selle etapi eesmärk on saada isoleeritud mikroorganismide kolooniaid.
Mõnikord külvatakse aga materjali kuhjamiseks vedelale toitekeskkonnale.
Teisel päeval (2. etapi uuring) tiheda toitainekeskkonna pinnal moodustavad mikroorganismid pideva tiheda kasvuga või eraldatud kolooniad. Koloonia- Need on palja silmaga nähtavad bakterite kuhjumised toitainekeskkonna pinnal või paksuses. Iga koloonia moodustub reeglina ühe mikroobiraku järglastest (kloonidest), seetõttu on nende koostis üsna homogeenne. Bakterite kasvu tunnused toitainekeskkonnas on nende kultuuriliste omaduste ilming.
Plaate kontrollitakse põhjalikult ja uuritakse isoleeritud kolooniate suhtes, mis on kasvanud agari pinnal. Pöörake tähelepanu kolooniate suurusele, kujule, värvile, servade ja pinna iseloomule, nende konsistentsile ja muudele omadustele. Vajadusel uurige kolooniaid suurendusklaasi all, mikroskoobi väikese või suure suurendusega. Kolooniate struktuuri uuritakse läbiva valguse käes mikroskoobi väikese suurendusega. Need võivad olla hüaliinsed, teralised, filamentsed või kiulised, mida iseloomustab põimunud niitide olemasolu kolooniate paksuses.
Kolooniate iseloomustamine on oluline osa bakterioloogi ja laborandi tööst, sest iga liigi mikroorganismidel on oma spetsiaalsed kolooniad.
Kolmandal päeval (3. etapi uuring) uurida mikroorganismide puhaskultuuri kasvu olemust ja viia läbi selle identifitseerimine.
Esiteks pööravad nad tähelepanu mikroorganismide kasvu iseärasustele söötmel ja teevad määrdumise, värvides selle Grami meetodiga, et kontrollida kultuuri puhtust. Kui mikroskoobi all vaadeldakse sama tüüpi morfoloogiat, suurust ja värvimisvõimet (värvimisvõimet) omavaid baktereid, järeldatakse, et kultuur on puhas. Mõnel juhul on juba välimuse ja nende kasvu omaduste põhjal võimalik teha järeldus isoleeritud patogeenide tüübi kohta. Bakterite tüübi määramist nende morfoloogiliste omaduste järgi nimetatakse morfoloogiliseks tuvastamiseks. Patogeenide tüübi määramist nende kultuuriliste omaduste järgi nimetatakse kultuuriliseks identifitseerimiseks.
Nendest uuringutest ei piisa aga lõpliku järelduse tegemiseks isoleeritud mikroobide tüübi kohta. Seetõttu uurivad nad bakterite biokeemilisi omadusi. Need on üsna mitmekesised.
Bakterite tuvastamine.
Patogeeni tüübi määramist selle biokeemiliste omaduste järgi nimetatakse biokeemiline tuvastamine.
Bakteriliikide kindlakstegemiseks uuritakse sageli nende antigeenset struktuuri, st identifitseeritakse need antigeensete omaduste järgi. Iga mikroorganism sisaldab erinevaid antigeenseid aineid. Eelkõige sisaldavad enterobakterite perekonna esindajad (Yesherichia, Salmoneli, Shigela) membraani O-antigeeni, flagellaat-H-antigeeni ja kapsli K-antigeeni. Need on oma keemilise koostise poolest heterogeensed, seetõttu on neid palju variante. Neid saab määrata spetsiifiliste aglutineerivate seerumite abil. Seda bakteritüübi määratlust nimetatakse seroloogiline tuvastamine.
Mõnikord tuvastatakse bakterid laboriloomade nakatamise teel puhaskultuuriga ja patogeenide põhjustatud muutuste jälgimisel organismis (tuberkuloos, botulism, teetanus, salmonelloos jne). Seda meetodit nimetatakse tuvastamine bioloogiliste omaduste järgi... Objektidena kasutatakse kõige sagedamini merisigu, valgeid hiiri ja rotte.
LISAD
(tabelid ja diagrammid)
Bakterite füsioloogia
Skeem 1. Bakterite füsioloogia.
aretus
kasvab toitainekeskkonnas
Tabel 1. Bakterite füsioloogia üldtabel.
|
Iseloomulik |
||
|
Energia ja ainete omandamise protsess. |
||
|
Biokeemiliste protsesside kogum, mille tulemusena vabaneb mikroobirakkude elutegevuseks vajalik energia. |
||
|
Kõigi rakukomponentide ja struktuuride kooskõlastatud reprodutseerimine, mis viib lõpuks raku massi suurenemiseni |
||
|
Paljundamine |
Rakkude arvu suurenemine populatsioonis |
|
|
Kasvab toitekeskkonnas. |
Laboritingimustes kasvatatakse mikroorganisme toitekeskkondadel, mis peavad olema steriilsed, läbipaistvad, niisked, sisaldama teatud toitaineid (valgud, süsivesikud, vitamiinid, mikroelemendid jne), omama teatud puhverdusvõimet, omama sobivat pH-d, redokspotentsiaali. |
Tabel 1.1 Elementide keemiline koostis ja füsioloogilised funktsioonid.
|
Kompositsiooni element |
Omadused ja roll rakufüsioloogias. |
||
|
Bakteriraku põhikomponent, mis moodustab umbes 80% selle massist. See on raku struktuurielementidega vabas või seotud olekus. Vaidluste korral vähendatakse vee kogust 18,20%-ni. Vesi on paljude ainete lahusti ja lisaks mängib ta mehaanilist rolli turgori tagamisel. Plasmolüüsi ajal – veekaotus raku poolt hüpertoonilises lahuses – eraldub protoplasma rakumembraanist. Vee eemaldamine rakust, kuivatamine, ainevahetusprotsesside peatamine. Enamik mikroorganisme talub kuivatamist hästi. Veepuuduse korral mikroorganismid ei paljune. Külmutatud olekust vaakumkuivatus (lüofiliseerimine) peatab paljunemise ja soodustab mikroobiproovide pikaajalist säilimist. |
|||
|
40-80% kuivainet. Need määravad kindlaks bakterite olulisemad bioloogilised omadused ja koosnevad tavaliselt 20 aminohappe kombinatsioonidest. Bakterite hulka kuulub diaminopimeelhape (DAP), mida inimese ja looma rakkudes ei leidu. Bakterid sisaldavad rohkem kui 2000 erinevat valku, mis on leitud struktuurikomponentides ja osalevad ainevahetusprotsessides. Enamikul valkudest on ensümaatiline aktiivsus. Bakteriraku valgud määravad kindlaks bakterite antigeensuse ja immunogeensuse, virulentsuse ja liigid. |
|||
|
Kompositsiooni element |
Omadused ja roll rakufüsioloogias. |
||
|
Nukleiinhapped |
Nad täidavad sarnaseid funktsioone eukarüootsete rakkude nukleiinhapetega: kromosoomi kujul olev DNA molekul vastutab pärilikkuse eest, ribonukleiinhapped (informatsiooniline ehk maatriks, transport ja ribosomaalne) osalevad valkude biosünteesis. |
||
|
Süsivesikud |
Neid esindavad lihtsad ained (mono- ja disahhariidid) ja kompleksühendid. Polüsahhariide leidub sageli kapslites. Mõned intratsellulaarsed polüsahhariidid (tärklis, glükogeen jne) on varutoitained. |
||
|
Need on osa tsütoplasmaatilisest membraanist ja selle derivaatidest, aga ka bakterite rakuseinast, näiteks välismembraanist, kus lisaks biomolekulaarsele lipiidide kihile on ka LPS. Lipiidid võivad mängida tsütoplasmas varutoitainete rolli. Bakteriaalseid lipiide esindavad fosfolipiidid, rasvhapped ja glütseriidid. Mycobacterium tuberculosis sisaldab kõige rohkem lipiide (kuni 40%). |
|||
|
Mineraalid |
Seda leitakse tuhast pärast rakkude põletamist. Suurtes kogustes tuvastatakse fosforit, kaaliumi, naatriumi, väävlit, rauda, kaltsiumi, magneesiumi, aga ka mikroelemente (tsink, vask, koobalt, baarium, mangaan jt), mis osalevad osmootse rõhu, pH reguleerimises. söötme redokspotentsiaal , aktiveerib ensüüme, on osa ensüümidest, vitamiinidest ja mikroobiraku struktuurikomponentidest. |
||
Tabel 1.2. Lämmastikku sisaldavad alused.
Tabel 1.2.1 Ensüümid
|
Iseloomulik |
|||
|
Definitsioon |
Spetsiifilised ja tõhusad valgukatalüsaatorid, mis esinevad kõigis elusrakkudes. |
||
|
Ensüümid vähendavad aktivatsioonienergiat, tagades selliste keemiliste reaktsioonide toimumise, mis ilma nendeta saaksid toimuda ainult kõrgel temperatuuril, ülerõhul ja muudes elusraku jaoks vastuvõetamatud mittefüsioloogilistes tingimustes. |
|||
|
Ensüümid suurendavad reaktsiooni kiirust umbes 10 suurusjärku, mis vähendab reaktsiooni poolestusaega 300 aastalt ühele sekundile. |
|||
|
Ensüümid "äravad" substraadi selle molekuli ruumilise paigutuse ja selles olevate laengute jaotuse järgi. Teatud osa ensümaatilisest valgumolekulist – selle katalüütiline keskus – vastutab substraadiga seondumise eest. Sel juhul moodustub vahepealne ensüümi-substraadi kompleks, mis seejärel laguneb koos reaktsiooniprodukti ja vaba ensüümi moodustumisega. |
|||
|
Sordid |
Reguleerivad (allosteerilised) ensüümid tajuvad erinevaid metaboolseid signaale ja muudavad vastavalt nendele nende katalüütilist aktiivsust. |
Efektorensüümid – ensüümid, mis katalüüsivad teatud reaktsioone (vt täpsemalt tabel 1.2.2.) |
|
|
Funktsionaalne tegevus |
Ensüümide funktsionaalne aktiivsus ja ensümaatiliste reaktsioonide kiirus sõltuvad mikroorganismi asukoha tingimustest ning eelkõige keskkonna temperatuurist ja selle pH-st. Paljude patogeensete mikroorganismide jaoks on optimaalne temperatuur 37 ° C ja pH 7,2-7,4. |
||
ENSÜÜMI KLASSID:
mikroorganismid sünteesivad erinevaid ensüüme, mis kuuluvad kõigisse kuuesse teadaolevasse klassi.
Tabel 1.2.2. Efektorensüümide klassid
|
Ensüümide klass |
Katalüüsib: |
|
|
Oksüdoreduktaas |
Elektronide ülekanne |
|
|
Transferaasid |
Erinevate keemiliste rühmade ülekandmine |
|
|
Hüdrolaasid |
Funktsionaalrühmade ülekandmine veemolekuli |
|
|
Rühmade kinnitumine kaksiksidemetele ja pöördreaktsioonid |
||
|
Isomeraas |
Rühmade ülekandmine molekulis isomeersete vormide moodustumisega |
|
|
C-C, C-S, C-O, C-N sidemete moodustumine adenosiintrifosfaadi (ATP) lagunemisega seotud kondensatsioonireaktsioonide tõttu |
Tabel 1.2.3. Ensüümide tüübid moodustumise teel bakterirakus
|
Iseloomulik |
Märkmed (redigeeri) |
||
|
Iiducible (adaptiivne) ensüümid "Substraadi induktsioon" |
Ensüümid, mille kontsentratsioon rakus suureneb järsult vastusena indutseeriva substraadi ilmumisele söötmes. Bakterirakk sünteesib neid ainult siis, kui söötmes on selle ensüümi substraat | ||
|
Repressiivsed ensüümid |
Nende ensüümide süntees on alla surutud selle ensüümi poolt katalüüsitava reaktsiooniprodukti liigse akumuleerumise tõttu. |
Ensüümide repressioonide näide on trüptofaani süntees, mis moodustub antraniilhappest antranilaadi süntetaasi osalusel. |
|
|
Konstitutiivsed ensüümid |
Ensüümid sünteesitakse sõltumata keskkonnatingimustest |
Glükolüüsi ensüümid |
|
|
Mitme ensüümi kompleksid |
Intratsellulaarsed ensüümid on struktuurselt ja funktsionaalselt kombineeritud |
Tsütoplasmaatilisel membraanil lokaliseeritud hingamisahela ensüümid. |
Tabel 1.2.4. Spetsiifilised ensüümid
|
Ensüümid |
Bakterite tuvastamine |
|
|
Superoksiidi dismutaas ja katalaas |
Kõigil aeroobidel või fakultatiivsetel anaeroobidel on superoksiiddismutaas ja katalaas - ensüümid, mis kaitsevad rakku hapniku metabolismi toksiliste saaduste eest. Peaaegu kõik kohustuslikud anaeroobid ei sünteesi neid ensüüme. Ainult üks aeroobsete bakterite rühm – piimhappebakterid on katalaasnegatiivsed. |
|
|
Peroksidaas |
Piimhappebakterid akumuleerivad peroksüdaasi – ensüümi, mis katalüüsib orgaaniliste ühendite oksüdatsiooni H2O2 toimel (taandatuna veeks). |
|
|
Arginiini dihüdrolaas |
Diagnostiline funktsioon, mis võimaldab eristada saprofüütilisi Pseudomonase liike fütopatogeensetest. |
|
|
Enterobacteriaceae perekonna viiest põhirühmast ei sünteesi ureaasi vaid kaks - Escherichiae ja Erwiniae. |
Tabel 1.2.5. Bakteriaalsete ensüümide kasutamine tööstuslikus mikrobioloogias.
|
Ensüümid |
Rakendus |
|
|
Amülaas, tsellulaas, proteaas, lipaas |
Seedimise parandamiseks kasutatakse ensüümide valmispreparaate, mis hõlbustavad vastavalt tärklise, tselluloosi, valgu ja lipiidide hüdrolüüsi. |
|
|
Pärmi invertaas |
Maiustuste valmistamisel, et vältida sahharoosi kristalliseerumist |
|
|
Pektinaas |
Kasutatakse puuviljamahlade selgitamiseks |
|
|
Klostridiumi kollagenaas ja streptokokkide streptokinaas |
Hüdrolüüsib valke, soodustab haavade ja põletuste paranemist |
|
|
Bakterite lüütilised ensüümid |
Need erituvad keskkonda, toimivad patogeensete mikroorganismide rakuseintel ja on tõhusad vahendid nende vastu võitlemisel, isegi kui neil on mitmekordne antibiootikumiresistentsus. |
|
|
Ribonukleaasid, desoksüribonukleaasid, polümeraasid, DNA ligaasid ja muud ensüümid, mis modifitseerivad spetsiifiliselt nukleiinhappeid |
Kasutatakse tööriistakomplektina bioorgaanilises keemias, geenitehnoloogias ja geeniteraapias |
Tabel 1.2.6. Ensüümide klassifikatsioon lokaliseerimise järgi.
|
Lokaliseerimine | |||
|
Endosüümid |
Tsütoplasmas Tsütoplasmaatilises membraanis Periplasmaatilises ruumis |
Need toimivad ainult raku sees. Nad katalüüsivad biosünteesi ja energia metabolismi reaktsioone. |
|
|
Eksosüümid |
Satuvad keskkonda. |
Need vabanevad rakust keskkonda ja katalüüsivad keerukate orgaaniliste ühendite hüdrolüüsi reaktsioone lihtsamateks, mis on mikroobiraku poolt omastatavad. Nende hulka kuuluvad hüdrolüütilised ensüümid, millel on äärmiselt oluline roll mikroorganismide toitumises. |
Tabel 1.2.7. Patogeensete mikroobide ensüümid (agressiivsuse ensüümid)
|
Ensüümid | |||
|
Letsitovitellas Letsitinaas |
Hävitab rakumembraane |
Katsematerjali külvamine ZhSA toitekeskkonnale Tulemus: hägune ala JSA kolooniate ümber. |
|
|
Hemolüsiin |
Hävitab punaseid vereliblesid |
Katsematerjali külvamine vereagari toitekeskkonnale. Tulemus: täielik hemolüüsi tsoon kolooniate ümber vereagaril. |
|
|
Koagulaas-positiivsed kultuurid |
Põhjustab vereplasma hüübimist |
Uuritava materjali inokuleerimine steriilse tsitraadiga vereplasmaga. Tulemus: plasma hüübimine |
|
|
Koagulaasnegatiivsed kultuurid |
Mannitooli tootmine |
Mannitooli külvamine toitekeskkonnale anaeroobsetes tingimustes. Tulemus: värviliste kolooniate ilmumine (indikaatori värvis) |
|
|
Ensüümid |
Teatud ensüümide moodustumine laboris |
||
|
Hüaluronidaas |
Hüdrolüüsib hüaluroonhapet – sidekoe põhikomponenti |
Katsematerjali külvamine hüaluroonhapet sisaldavale toitekeskkonnale. Tulemus: hüaluronidaasi sisaldavates tuubides ei teki trombi. |
|
|
Neuraminidaas |
Lõhustab siaalhapet (neuramiinhapet) erinevatest glükoproteiinidest, glükolipiididest, polüsahhariididest, suurendades erinevate kudede läbilaskvust. |
Tuvastamine: reaktsioon neuraminidaasi (RINA) ja teiste antikehade määramiseks (immunodifusioon, immunoensümaatilised ja radioimmuunmeetodid). |
Tabel 1.2.8. Ensüümide klassifikatsioon biokeemiliste omaduste järgi.
|
Ensüümid |
Märkamine |
||
|
Sugarolüütiline |
Suhkrute lagunemine |
Diferentsiaal - diagnostilised keskkonnad nagu Gissi keskkond, Olkenitski keskkond, Endo keskkond, Levini keskkond, Ploskirevi keskkond. |
|
|
Proteolüütiline |
Valkude lagunemine |
Mikroobid inokuleeritakse süstimisega želatiinikolonni ja pärast 3-5-päevast inkubeerimist toatemperatuuril märgitakse želatiini veeldamise iseloom. Proteolüütilise aktiivsuse määrab ka valkude lagunemissaaduste moodustumine: indool, vesiniksulfiid, ammoniaak. Nende määramiseks nakatatakse mikroorganismid liha-peptooni puljongisse. |
|
|
Lõppsaaduse ensüümid |
Leeliste teke Happe moodustumine Vesiniksulfiidi moodustumine Ammoniaagi moodustumine jne. |
Neid kasutatakse selleks, et eristada teatud tüüpi baktereid teistest nende ensümaatilise aktiivsuse alusel diferentsiaaldiagnostika keskkonnad |
Skeem 1.2.8. Ensüümi koostis.
MIKROORGANISMI ENSÜÜMILINE KOOSTIS:
Määratud selle genoomi järgi
On stabiilne märk
Kasutatakse laialdaselt nende tuvastamiseks
Sahharolüütiliste, proteolüütiliste ja muude omaduste määramine.
Tabel 1.3. Pigmendid
|
Pigmendid |
Mikroorganismide süntees |
|
|
Rasvlahustuvad karotenoidpigmendid punase, oranži või kollase värviga |
Moodustavad sarkiinid, mycobacterium tuberculosis, mõned aktinomütseedid. Need pigmendid kaitsevad neid UV-kiirte eest. |
|
|
Mustad või pruunid pigmendid - melaniinid |
Sünteesivad kohustuslikud anaeroobid Bacteroides niger jt.Vees ja isegi tugevates hapetes lahustumatu |
|
|
Erkpunane pürrooli pigment - prodigiosiin |
Moodustatud mõnede seraatide poolt |
|
|
Vees lahustuv fenosiini pigment - püotsüaniin. |
Toodetud Pseudomonas aeruginosa bakterite poolt (Pseudomonas aeruginosa). Sel juhul muutub neutraalse või aluselise pH-ga sööde sinakasroheliseks. |
Tabel 1.4. Helendavad ja aroomi tekitavad mikroorganismid
|
Seisukord ja omadus |
||
|
Sära (luminestsents) |
Bakterid põhjustavad nende substraatide luminestsentsi, näiteks kalasoomused, kõrgemad seened, mädanenud puud, toiduained, mille pinnal nad paljunevad. Enamik luminestseeruvatest bakteritest on halofiilsed liigid, mis võivad paljuneda kõrgendatud soolakontsentratsioonidel. Nad elavad meredes ja ookeanides ning harva mageveekogudes. Kõik luminestseeruvad bakterid on aeroobsed. Luminestsentsmehhanism on seotud energia vabanemisega substraadi bioloogilise oksüdatsiooni käigus. |
|
|
Aroomi moodustumine |
Mõned mikroorganismid toodavad lenduvaid aroome, nagu etüülatsetaat ja amüülatsetaat, mis annavad veinile, õllele, piimhappele ja teistele toiduainetele aroomi, ning seetõttu kasutatakse neid nende tootmisel. |
Tabel 2.1.1 Ainevahetus
|
Definitsioon |
|||
|
Ainevahetus |
Biokeemilisi protsesse rakus ühendab üks sõna – ainevahetus (kreeka keeles metabole – transformatsioon). See termin on samaväärne mõistega "ainevahetus ja energia". Ainevahetusel on kaks poolt: anabolism ja katabolism. |
||
|
Anabolism on biokeemiliste reaktsioonide kogum, mis sünteesib rakukomponente, see tähendab ainevahetuse seda poolt, mida nimetatakse konstruktiivseks metabolismiks. |
Katabolism on reaktsioonide kogum, mis varustab rakku energiaga, mis on vajalik eelkõige konstruktiivse ainevahetuse reaktsioonide jaoks. Seetõttu defineeritakse katabolismi ka kui raku energia metabolismi. |
||
|
Amfibolism |
Vaheainevahetust, mis muudab toitainete madala molekulmassiga killud mitmeteks orgaanilisteks hapeteks ja fosforestriteks, nimetatakse nn. |
||
Skeem 2.1.1. Ainevahetus
AINEVAHETUS -
kahe vastandliku, kuid vastastikku toimiva protsessi kogum: katabolism ja anabolism
Anabolism= assimilatsioon = plastiline ainevahetus = konstruktiivne ainevahetus
Katabolism= dissimilatsioon = energia metabolism = lagunemine = raku varustamine energiaga
Süntees (rakukomponentide)
Ensümaatilised kataboolsed reaktsioonid, mille tulemuseks on energia vabanemine, mis on kogunenud ATP molekulidesse.
Monomeeride biosüntees:
aminohapped nukleotiidid rasvhapete monosahhariidid
Polümeeride biosüntees:
valgud nukleiinhapped polüsahhariidid lipiidid
Ensümaatilise anaboolse reaktsiooni tulemusena kulub katabolismi protsessis vabanev energia orgaaniliste ühendite makromolekulide sünteesiks, millest seejärel koonduvad biopolümeerid - mikroobiraku koostisosad.
Energiat kulutatakse rakukomponentide sünteesiks
Tabel 2.1.3. Rakuenergia ainevahetus ja muundumine.
|
Ainevahetus |
Iseloomulik |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Ainevahetus tagab elusorganismile kui süsteemile omase dünaamilise tasakaalu, milles süntees ja hävimine, paljunemine ja surm on vastastikku tasakaalus. |
Ainevahetus on peamine elumärk |
||
|
Plastivahetus Valkude, rasvade, süsivesikute süntees. |
See on bioloogiliste sünteesireaktsioonide kogum. |
Väljastpoolt rakku sisenevatest ainetest moodustuvad molekulid, mis on sarnased rakuühenditega, see tähendab, et toimub assimilatsioon. |
|
|
Energiavahetus |
Sünteesile vastupidine protsess. See on lõhustamisreaktsioonide kogum. |
Kõrgmolekulaarsete ühendite lagunemisel vabaneb energia, mis on vajalik biosünteesireaktsiooniks ehk toimub dissimilatsioon. Glükoosi lagundamisel vabaneb energia etapiviisiliselt mitmete ensüümide osalusel. |
Tabel 2.1.2. Ainevahetuse erinevus tuvastamiseks.
Tabel 2.2 Anabolism (konstruktiivne ainevahetus)
Skeem 2.2.2. Aminohapete biosüntees prokarüootides.
Skeem 2.2.1. Süsivesikute biosüntees mikroorganismides.
Joonis 2.2.3. Lipiidide biosüntees
Tabel 2.2.4. Energia metabolismi etapid – katabolism.
|
Etapid |
Iseloomulik |
Märge |
|
|
Ettevalmistav |
Disahhariidide ja polüsahhariidide molekulid, valgud lagunevad väikesteks molekulideks - glükoos, glütseriin ja rasvhapped, aminohapped. Suured nukleiinhappemolekulid nukleotiidi kohta. |
Selles etapis vabaneb väike kogus energiat, mis hajub soojuse kujul. |
|
|
Anoksiline või mittetäielik või anaeroobne või kääritatud või dissimileeritud. |
Selles etapis ensüümide osalusel moodustunud ained lagunevad veelgi. Näiteks: glükoos laguneb kaheks piimhappemolekuliks ja kaheks ATP molekuliks. |
ATP ja H 3 PO 4 osalevad glükoosi lõhustamisreaktsioonides. Glükoosi hapnikuvaba lagunemise käigus salvestub 40% energiast ATP molekulis keemilise sideme kujul, ülejäänu hajub soojuse kujul. Kõigil ühe glükoosimolekuli lagunemise juhtudel moodustub kaks ATP molekuli. |
|
|
Aeroobse hingamise ehk hapniku lagunemise staadium. |
Kui hapnik on rakule kättesaadav, oksüdeeritakse (lagunevad) eelmises etapis tekkinud ained lõppproduktideks. CO 2 jaH 2 O. |
Aeroobse hingamise koguvõrrand:
|
Skeem 2.2.4. Käärimine.
Fermentatsiooni metabolism - mida iseloomustab ATP moodustumine substraatide fosforüülimise teel.
Esimene (oksüdatsioon) = lõhustamine
Teine (taastumine)
Sisaldab glükoosi muundamist püroviinamarihappeks.
Sisaldab vesiniku taastamist püroviinamarihappe taastamiseks.
Süsivesikutest püroviinamarihappe moodustumise teed
Skeem 2.2.5. Püruviinhape.
Glükolüütiline rada (Embden-Meyerhof-Parnassuse rada)
Entner-Dudorovi tee
Pentoosfosfaadi rada
Tabel 2.2.5. Käärimine.
|
Käärimise tüüp |
esindajad |
Lõpptoode |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Piimhape |
|
Moodustab püruvaadist piimhapet |
Mõnel juhul (homofermentne fermentatsioon) tekib ainult piimhape, mõnel juhul ka kõrvalsaadused. |
|
|
Sipelghape |
Enterobakterid |
Sipelghape on üks lõpptooteid. (koos tema poolega) |
Mõned enterobakterite tüübid lagundavad sipelghappe H2-ks ja CO2-ks / |
|
|
Võihape |
Võihape ja kõrvalsaadused |
Teatud tüüpi klostriidid koos või- ja teiste hapetega moodustavad butanooli, atsetooni jne (siis nimetatakse seda atsetoon-butüülfermentatsiooniks). |
||
|
Propioonhape |
Propionobakter |
Moodustab püruvaadist propioonhapet |
Paljud bakterid kääritavad süsivesikuid koos teiste toiduainetega, moodustades etüülalkoholi. See ei ole aga põhitoode. |
Tabel 2.3.1. Valkude sünteesi süsteem, ioonivahetus.
|
Asja nimi |
Iseloomulik |
|
|
Ribosomaalsed subühikud 30S ja 50S |
Bakteriaalsete 70S ribosoomide puhul sisaldab 50S subühik 23S rRNA-d (pikkusega ~ 3000 nukleotiidi) ja 30S subühik 16S rRNA-d (pikkusega ~ 1500 nukleotiidi); suur ribosomaalne subühik sisaldab lisaks "pikale" rRNA-le ka ühte või kahte "lühikest" rRNA-d (bakteriaalsete ribosomaalsete subühikute 50S või 5S rRNA ja eukarüootide suurte ribosomaalsete subühikute 5,8S rRNA). (Lisateavet vt jooniselt 2.3.1.) |
|
|
Messenger RNA (mRNA) | ||
|
Täielik komplekt kahekümnest aminoatsüül-tRNA-st, mille moodustamiseks on vajalikud vastavad aminohapped, aminoatsüül-tRNA süntetaasid, tRNA ja ATP |
See on energiaga laetud ja tRNA-ga seotud aminohape, mis on valmis transportimiseks ribosoomi ja inkorporeerimiseks sellel sünteesitavasse polüpeptiidi. |
|
|
Transpordi RNA (tRNA) |
Ribonukleiinhape, mille ülesandeks on aminohapete transportimine valgusünteesi asukohta. |
|
|
Valgu initsiatsioonifaktorid |
(prokarüootides - IF-1, IF-2, IF-3) Nad said oma nime, kuna nad on seotud 30S ja 50S subühikute, mRNA ja initsiaator aminoatsüül-tRNA aktiivse kompleksi (708 kompleksi) organiseerimisega. prokarüootid - formüülmetionüül -tRNA), mis "käivitab" (käivitab) ribosoomide tööd - mRNA translatsiooni. |
|
|
Valkude pikenemise tegurid |
(prokarüootidel - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Osalege sünteesitud polüpeptiidahela (peptidiil) pikenemises (pikenemises). Valgu vabastamise tegurid (RF) tagavad polüpeptiidi koodonispetsiifilise eraldamise ribosoomist ja valgusünteesi lõpu. |
|
|
Asja nimi |
Iseloomulik |
|
|
Valgu terminatsioonifaktorid |
(prokarüootidel - RF-1, RF-2, RF-3) |
|
|
Mõned muud valgufaktorid (assotsiatsioonid, subühikute dissotsiatsioon, vabanemine jne). |
Süsteemi toimimiseks vajalikud valkude translatsioonifaktorid |
|
|
Guanosiintrifosfaat (GTP) |
Ringhäälingu jaoks on vajalik GTF-i osalemine. Valke sünteesiva süsteemi vajadus GTP järele on väga spetsiifiline: seda ei saa asendada ühegi teise trifosfaadiga. Rakk kulutab rohkem energiat valkude biosünteesile kui ühegi teise biopolümeeri sünteesile. Iga uue peptiidsideme moodustumine nõuab nelja suure energiaga sideme (ATP ja GTP) lõhustamist: kaks tRNA molekuli aminohappega laadimiseks ja veel kaks pikenemise ajal - üks aa-tRNA ja tRNA sidumise ajal. muu translokatsiooni ajal. |
|
|
Anorgaanilised katioonid teatud kontsentratsioonis. |
Süsteemi pH hoidmiseks füsioloogilistes piirides. Ammooniumiioone kasutavad mõned bakterid aminohapete sünteesimiseks, kaaliumiioone kasutatakse tRNA sidumiseks ribosoomidega. Raua- ja magneesiumioonid mängivad paljudes ensümaatilistes protsessides kofaktori rolli |
Joonis 2.3.1. Prokarüootsete ja eukarüootsete ribosoomide struktuuride skemaatiline esitus.
Tabel 2.3.2. Ioonivahetuse tunnused bakterites.
|
Omapära |
Iseloomustatud: |
||
|
Kõrge osmootne rõhk |
Tänu kaaliumiioonide olulisele intratsellulaarsele kontsentratsioonile bakterites säilib kõrge osmootne rõhk. |
||
|
Raua tarbimine |
Mitmete patogeensete ja oportunistlike bakterite (Escherichia, Shigella jt) puhul on raua tarbimine peremeesorganismis raskendatud, kuna see ei lahustu neutraalse ja kergelt aluselise pH väärtuse juures. |
Siderofoorid - spetsiaalsed ained, mis rauda sidudes muudavad selle lahustuvaks ja transporditavaks. |
|
|
Assimilatsioon |
Bakterid assimileerivad neid elemente sisaldavate ühendite (väävlit sisaldavad aminohapped, fosfolipiidid jne) sünteesiks keskkonnast aktiivselt SO2 / ja PO34 + anioone. |
||
|
Bakterite kasvuks ja paljunemiseks on vaja mineraalseid ühendeid - ioonid NH4 +, K +, Mg2 + jne (vt täpsemalt tabel 2.3.1.) |
|||
Tabel 2.3.3. Ioonivahetus
|
Mineraalühendite nimetus |
Funktsioon |
|
|
NH4 + (ammooniumiioonid) |
Mõned bakterid kasutavad seda aminohapete sünteesimiseks |
|
|
K + (kaaliumioonid) |
Kasutatakse t-RNA sidumiseks ribosoomidega Säilitage kõrge osmootne rõhk |
|
|
Fe 2+ (raudioonid) |
Mängige kofaktorite rolli paljudes ensümaatilistes protsessides Need on osa tsütokroomidest ja muudest hemoproteiinidest |
|
|
Mg 2+ (magneesiumioonid) |
||
|
SO 4 2 – (sulfaatanioon) |
Vajalik neid elemente sisaldavate ühendite (väävlit sisaldavad aminohapped, fosfolipiidid jne) sünteesiks |
|
|
PO 4 3- (fosfaatanioon) |
Skeem 2.4.1. Energia metabolism.
Sünteesiks vajavad bakterid ...
Toitained
Tabel 2.4.1. Energia metabolism (bioloogiline oksüdatsioon).
|
Protsess |
Vajalik: |
|
|
Mikroobirakkude struktuurikomponentide süntees ja elutähtsate protsesside säilitamine |
Piisav kogus energiat. Seda vajadust rahuldab bioloogiline oksüdatsioon, mille tulemusena sünteesitakse ATP molekule. |
|
|
Energia (ATP) |
Rauabakterid saavad energiat, mis vabaneb nende otsesel raua oksüdatsioonil (Fe2 + kuni Fe3 +), mida kasutatakse CO2 fikseerimiseks, väävlit metaboliseerivad bakterid varustavad end energiaga väävlit sisaldavate ühendite oksüdatsiooni tõttu. Valdav enamus prokarüoote saab aga energiat dehüdrogeenimise teel. Energiat saadakse ka hingamisel (vt täpsemat tabelit vastavas jaotises). |
Skeem 2.4. Bioloogiline oksüdatsioon prokarüootides.
Polümeeride lagunemine monomeerideks
Süsivesikud
glütseriin ja rasvhapped
aminohapped
monosahhariidid
Lagunemine anoksilistes tingimustes
Vahesaaduste moodustamine
Oksüdeerimine hapniku tingimustes lõpptoodeteks
Tabel 2.4.2. Energia metabolism.
|
Kontseptsioon |
Iseloomulik |
|
|
Energia ainevahetuse olemus |
Rakkude varustamine elu avaldumiseks vajaliku energiaga. |
|
|
ATP molekul sünteesitakse elektroni ülekande tulemusena selle esmaselt doonorilt lõplikule aktseptorile. |
||
|
Hingamine on bioloogiline oksüdatsioon (lagunemine). Sõltuvalt sellest, milline on lõplik elektroniaktseptor, on neid hingetõmme: Aeroobne - aeroobse hingamise ajal toimib molekulaarne hapnik O 2 lõpliku elektroni aktseptorina. Anaeroobsed - anorgaanilised ühendid on elektronide lõplikud aktseptorid: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2- |
||
|
Energia mobiliseerimine |
Energia mobiliseeritakse oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonides. |
|
|
Oksüdatsioonireaktsioon |
Aine võime loovutada elektrone (oksüdeeruda) |
|
|
Taastumise reaktsioon |
Aine võime siduda elektrone. |
|
|
Redokspotentsiaal |
Aine võime loovutada (oksüdeerida) või vastu võtta (taastada) elektrone. (kvantitatiivne väljend) |
Skeem 2.5. Süntees.
süsivesikud
Tabel 2.5.1. Süntees
Tabel 2.5.1. Süntees
|
Biosüntees |
Millest |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Süsivesikute biosüntees |
Autotroofid sünteesivad süsinikdioksiidist glükoosi. Heterotroofid sünteesivad glükoosi süsinikku sisaldavatest ühenditest. |
Calvini tsükkel (vt diagramm 2.2.1.) |
|
|
Aminohapete biosüntees |
Enamik prokarüoote on võimelised sünteesima kõiki aminohappeid: Püruvaat α-ketoglutaraat fumoraat |
Energiaallikaks on ATP. Püruvaat moodustub glükolüütilises tsüklis. Auksotroofsed mikroorganismid – tarbitakse peremehe organismis valmis kujul. |
|
|
Lipiidide biosüntees |
Lipiidid sünteesitakse lihtsamatest ühenditest – valkude ja süsivesikute ainevahetusproduktidest |
Olulist rolli mängivad atsetüül-siirdevalgud. Auksotroofsed mikroorganismid – tarbivad peremeesorganismis valmis kujul või toitainekeskkonnast. |
Tabel 2.5.2. Valkude biosünteesi peamised etapid.
|
Etapid |
Iseloomulik |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Transkriptsioon |
RNA sünteesi protsess geenidel. See on DNA-geenist informatsiooni ümberkirjutamise protsess mRNA-geeniks. |
See viiakse läbi DNA-sõltuva RNA polümeraasi abil. Valgu struktuuri kohta teabe ülekandmine ribosoomidesse toimub mRNA abil. |
|
|
Ülekanne (edastus) |
Oma valgu biosünteesi protsess. Geneetilise koodi dekodeerimine mRNA-s ja selle rakendamine polüpeptiidahela kujul. |
Kuna iga koodon sisaldab kolme nukleotiidi, saab sama geneetilist teksti lugeda kolmel erineval viisil (alustades esimesest, teisest ja kolmandast nukleotiidist), st kolmes erinevas lugemisraamis. |
Märkus tabeli kohta: iga valgu põhistruktuur on selles sisalduvate aminohapete järjestus.
Skeem 2.5.2. Elektronide ülekandeahelad vesiniku esmaselt doonorilt (elektronidelt) selle lõplikule aktseptorile O 2.
Orgaaniline aine
(esmane elektrondoonor)
Flavoproteiin (-0,20)
Kinoon (- 0, 07)
Tsütokroom (+0,01)
Tsütokroom C (+0,22)
Tsütokroom A (+0,34)
lõplik vastuvõtja
Tabel 3.1. Organismide klassifikatsioon toiduliikide järgi.
|
Orgaaniline element |
Toidu liigid |
Iseloomulik |
|
|
Süsinik (C) |
Autotroofid |
Nad ise sünteesivad CO 2 -st kõik raku süsinikku sisaldavad komponendid. |
|
|
Heterotroofid |
Nad ei suuda CO 2 -ga oma vajadusi rahuldada, nad kasutavad valmis orgaanilisi ühendeid. |
||
|
Saprofüüdid |
Toiduallikaks on surnud orgaanilised substraadid. |
||
|
Toiduallikaks on loomade ja taimede eluskuded. |
|||
|
Prototroofid |
Rahuldage nende vajadused atmosfääri- ja mineraallämmastikuga |
||
|
auksotroofid |
Vajad valmis orgaanilisi lämmastikuühendeid. |
||
|
Vesinik (H) |
Peamine allikas on H2O |
||
|
Hapnik (O) |
|||
Tabel 3.1.2. Energia muundamine
Tabel 3.1.3. Süsiniku söötmise meetodid
|
Energiaallikas |
Elektronide doonor |
Süsiniku söötmise meetod |
|
|
Päikesevalguse energia |
Anorgaanilised ühendid |
Fotolitoheterotroofid |
|
|
Orgaanilised ühendid |
Fotoorganoheterotroofid |
||
|
Redoksreaktsioonid |
Anorgaanilised ühendid |
Kemolitoheterotroofid |
|
|
Orgaanilised ühendid |
Kemoorganoheterotroofid |
Tabel 3.2. Toitemehhanismid:
|
Mehhanism |
Tingimused |
Kontsentratsioonigradient |
Energiatarbimine |
Substraadi spetsiifilisus |
|
|
Passiivne difusioon |
Toitainete kontsentratsioon söötmes ületab kontsentratsiooni rakus. |
Kontsentratsioonigradiendi järgi | |||
|
Hõlbustatud difusioon |
Kaasatud on permeaasi valgud. |
Kontsentratsioonigradiendi järgi | |||
|
Aktiivne transport |
Kaasatud on permeaasi valgud. | ||||
|
Keemiliste rühmade translokatsioon |
Ülekandeprotsessi käigus toimub toitainete keemiline modifitseerimine. |
Vastu kontsentratsioonigradienti |
Tabel 3.3. Toitainete transport bakterirakust.
|
Nimi |
Iseloomulik |
|
|
Fosfotransferaasi reaktsioon |
Tekib ülekantud molekuli fosforüülimisel. |
|
|
Translatiivne sekretsioon |
Sel juhul peab sünteesitud molekulidel olema spetsiaalne juhtiv aminohappejärjestus, et kinnituda membraanile ja moodustada kanal, mille kaudu valgumolekulid pääsevad keskkonda. Nii vabanevad vastavate bakterite rakkudest teetanuse, difteeria ja teiste molekulide toksiinid. |
|
|
Membraanide tärkamine |
Rakus moodustunud molekulid on ümbritsetud membraani vesiikuliga, mis on pitsitud keskkonda. |
Tabel 4. Kasv.
|
Kontseptsioon |
Mõiste definitsioon. |
|
|
Elusaine hulga pöördumatu suurenemine, kõige sagedamini rakkude jagunemise tõttu. Kui paljurakselistes organismides täheldatakse tavaliselt kehasuuruse suurenemist, siis hulkraksetes organismides rakkude arv suureneb. Kuid isegi bakterites tuleks eristada rakkude arvu suurenemist ja raku massi suurenemist. |
||
|
Bakterite kasvu mõjutavad tegurid in vitro. |
Kultuurimeedia: Mycobacterium leprae ei ole in vitro võimeline Temperatuur (tõus vahemikus): Mesofiilsed bakterid (20-40 o C) Termofiilsed bakterid (50-60 o C) Psührofiilne (0–10 o C) |
|
|
Bakterite kasvu hindamine |
Kasvu kvantifitseerimine toimub tavaliselt vedelas keskkonnas, kus kasvavad bakterid moodustavad homogeense suspensiooni. Rakkude arvu suurenemine määratakse kindlaks bakterite kontsentratsiooni määramisega 1 ml-s või määratakse raku massi suurenemine massiühikutes mahuühiku kohta. |
Kasvutegurid
Aminohapped
Vitamiinid
Lämmastikku sisaldavad alused
Tabel 4.1. Kasvutegurid
|
Kasvutegurid |
Iseloomulik |
Funktsioon |
||
|
Aminohapped |
|
Paljud mikroorganismid, eriti bakterid, vajavad ühte või mitut aminohapet (üht või mitut), kuna nad ei suuda neid iseseisvalt sünteesida. Seda tüüpi mikroorganisme nimetatakse auksotroofseteks nende aminohapete või muude ühendite puhul, mida nad ei suuda sünteesida. |
||
|
Puriini alused ja nende derivaadid |
Nukleotiidid: |
Need on bakterite kasvufaktorid. Mõned mükoplasmade tüübid nõuavad nukleotiide. Vajalik nukleiinhapete moodustamiseks. |
||
|
Pürimidiini alused ja nende derivaadid |
Nukleotiidid |
|||
|
Kasvutegurid |
Iseloomulik |
Funktsioon |
||
|
Neutraalsed lipiidid |
Osa membraani lipiididest |
|||
|
Fosfolipiidid |
||||
|
Rasvhape |
Need on fosfolipiidide komponendid |
|||
|
Glükolipiidid |
Mükoplasmades on nad osa tsütoplasmaatilisest membraanist |
|||
|
Vitamiinid (peamiselt grupp B) |
Tiamiin (B1) |
Staphylococcus aureus, pneumokokk, Brucella |
||
|
Nikotiinhape (B3) |
Igat tüüpi pulgakujulised bakterid |
|||
|
Foolhape (B9) |
Bifidobakterid ja propioonhape |
|||
|
Pantoteenhape (B5) |
Mõned streptokokkide tüübid, teetanuse batsillid |
|||
|
Biotiin (B7) |
Pärmseen ja lämmastikku siduvad bakterid Rhizobium |
|||
|
Heemid - tsütokroomide komponendid |
Hemofiilsed bakterid, mycobacterium tuberculosis |
|||
Tabel 5. Hingamine.
|
Nimi |
Iseloomulik |
|
|
Bioloogiline oksüdatsioon (ensümaatilised reaktsioonid) |
||
|
Alus |
Hingamine põhineb redoksreaktsioonidel, mis viivad ATP, universaalse keemilise energia akumulaatori moodustumiseni. |
|
|
Protsessid |
Hingamisel toimuvad järgmised protsessid: Oksüdatsioon on vesiniku või elektronide annetamine doonorite poolt. Reduktsioon on vesiniku või elektronide kinnitumine aktseptori külge. |
|
|
Aeroobne hingamine |
Vesiniku või elektronide lõplik aktseptor on molekulaarne hapnik. |
|
|
Anaeroobne hingamine |
Vesiniku või elektronide aktseptor on anorgaaniline ühend - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-. |
|
|
Käärimine |
Orgaanilised ühendid on vesiniku või elektronide aktseptorid. |
Tabel 5.1. Hingamisteede klassifikatsioon.
|
Bakterid |
Iseloomulik |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Ranged anaeroobid |
Energiavahetus toimub ilma vaba hapniku osaluseta. ATP süntees glükoosi tarbimisel anaeroobsetes tingimustes (glükolüüs) toimub substraadi fosforüülimise tõttu. Anaeroobide hapnik ei ole lõplik elektroniaktseptor. Pealegi on molekulaarsel hapnikul neile toksiline mõju. |
rangetel anaeroobidel puudub ensüüm katalaas, seetõttu on hapniku juuresolekul akumuleeruv neile bakteritsiidne toime; rangetel anaeroobidel puudub redokspotentsiaali (redokspotentsiaali) reguleerimise süsteem. |
|
|
Ranged aeroobid |
Nad on võimelised energiat vastu võtma ainult hingamise kaudu ja vajavad seetõttu tingimata molekulaarset hapnikku. Organismid, mis saavad energiat ja moodustavad ATP, kasutades ainult substraadi oksüdatiivset fosforüülimist, kus oksüdeerijana saab toimida ainult molekulaarne hapnik. Enamiku aeroobsete bakterite kasv peatub hapnikukontsentratsioonil 40-50% ja üle selle. |
Rangete aeroobide hulka kuuluvad näiteks perekonna Pseudomonas esindajad |
|
|
Bakterid |
Iseloomulik |
Märkmed (redigeeri) |
|
|
Fakultatiivsed anaeroobid |
Kasvake molekulaarse hapniku juuresolekul ja puudumisel Aeroobsed organismid sisaldavad kõige sagedamini kolme tsütokroomi, fakultatiivsed anaeroobid - üks või kaks, kohustuslikud anaeroobid ei sisalda tsütokroome. |
Fakultatiivsete anaeroobide hulka kuuluvad enterobakterid ja paljud pärmseened, mis võivad 0 2 juuresolekul hingamiselt lülituda kääritamisele 0 2 puudumisel. |
|
|
Mikroaerofiilid |
Mikroorganism, mis erinevalt rangetest anaeroobidest vajab oma kasvuks hapniku olemasolu atmosfääris või toitainekeskkonnas, kuid väiksemas kontsentratsioonis võrreldes hapnikusisaldusega tavalises õhus või peremeesorganismi normaalsetes kudedes (erinevalt aeroobidest , mille kasvuks normaalne hapnikusisaldus atmosfääris või toitekeskkonnas). Paljud mikroaerofiilid on ka kapnofiilid, st vajavad suuremat süsinikdioksiidi kontsentratsiooni. |
Laboris kasvatatakse selliseid organisme kergesti "küünlapurgis". "Küünlapurk" on anum, millesse asetatakse põlev küünal enne õhukindla kaanega sulgemist. Küünlaleek põleb kuni hapnikupuudusest kustub, mille tulemusena tekib purki vähendatud hapnikusisaldusega süsihappegaasiga küllastunud atmosfäär. |
Tabel 6. Paljunemisomadused.
Skeem 6. Põlvkonna kestuse sõltuvus erinevatest teguritest.
Põlvkonna kestus
Bakterite tüüp
Rahvaarv
Temperatuur
Toitekeskkonna koostis
Tabel 6.1. Bakterite paljunemise faasid.
|
Faas |
Iseloomulik |
|
|
Esialgne statsionaarne faas |
Kestab 1-2 tundi. Selles faasis bakterirakkude arv ei suurene. |
|
|
Viivitusfaas (paljundamise viivituse faas) |
Seda iseloomustab rakkude intensiivse kasvu algus, kuid rakkude jagunemise kiirus jääb madalaks. |
|
|
Logifaas (logaritmiline) |
Erineb eksponentsiaalselt rakkude paljunemise maksimaalse kiiruse ja bakteripopulatsiooni arvu suurenemise poolest |
|
|
Negatiivne kiirenduse faas |
Seda iseloomustab bakterirakkude madalam aktiivsus ja generatsiooniperioodi pikenemine. See ilmneb toitainekeskkonna ammendumise, ainevahetusproduktide kogunemise ja hapnikupuuduse tagajärjel. |
|
|
Statsionaarne faas |
Seda iseloomustab tasakaal surnud, äsja moodustunud ja uinuvate rakkude arvu vahel. |
|
|
Doom faas |
See toimub konstantse kiirusega ja asendatakse UP-USH faasidega, mis vähendavad rakusurma kiirust. |
Skeem 7. Nõuded söötmele.
Nõuded
Viskoossus
Niiskus
Steriilsus
Toiteväärtus 
Läbipaistvus
Isotoonsus
Tabel 7. Bakterite paljunemine toitekeskkonnas.
|
Toiteainekeskkond |
Iseloomulik |
||
|
Tihe toitainekeskkond |
Tihedas toitainekeskkonnas moodustavad bakterid kolooniaid - rakurühmi. |
||
|
S- tüüp(sile - sile ja läikiv) Ümmargune, ühtlase servaga, sile, kumer. |
R- tüüp(kare – kare, ebaühtlane) Ebakorrapärase kujuga sakiliste servadega, krobeline, mõlkis. |
||
|
Vedel kultuurisööde |
Põhjakasv (sete) Pinnakasv (kile) Hajus kasv (ühtlane hägu) |
||
Tabel 7.1. Kultuurisöötmete klassifikatsioon.
|
Klassifikatsioon |
Vaated |
Näited |
|
|
Koostise järgi |
MPA – lihapeptoonagar BCH - liha-peptoonpuljong PV – peptoonvesi |
||
|
Vere agar YSA - kollase soola agar Giss kolmapäev |
|||
|
Kokkuleppel |
Peamine | ||
|
Valikaine |
Leeliseline agar Leeliseline peptoonvesi |
||
|
Diferentsiaal - diagnostiline |
|
||
|
Eriline |
Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Tioglükooli puljong Piim Tukajevi järgi |
||
|
Järjepidevuse järgi |
Vere agar Leeliseline agar |
||
|
Poolvedel |
Poolvedel agar |
||
|
Päritolu järgi |
Loomulik | ||
|
Poolsünteetiline | |||
|
Sünteetiline |
|
Tabel 7.2. Puhta rakukultuuri eraldamise põhimõtted.
|
Mehaaniline põhimõte |
Bioloogiline põhimõte |
|
1. L. Pasteuri fraktsioonilised lahjendused 2. Plaadilahjendused R. Koch 3. Pinnakultuurid Drigalsky 4. Pinnalöögid |
Kaaluge: a - hingamise tüüp (Fortneri meetod); b - liikuvus (Šukevitši meetod); c - happekindlus; d - sporulatsioon; d - temperatuuri optimaalne; e - laboriloomade selektiivne tundlikkus bakterite suhtes |
Tabel 7.2.1. Puhta rakukultuuri eraldamise etapid.
|
Lava |
Iseloomulik |
|
|
1. etapi uuring |
Võtke ära patoloogiline materjal. Nad uurivad seda - välimust, tekstuuri, värvi, lõhna ja muid märke, valmistavad määrdumise, värvivad ja uurivad seda mikroskoobi all. |
|
|
2. etapi uurimine |
Tiheda toitainekeskkonna pinnal moodustavad mikroorganismid pideva tiheda kasvuga või eraldatud kolooniad. Koloonia- Need on palja silmaga nähtavad bakterite kuhjumised toitainekeskkonna pinnal või paksuses. Iga koloonia moodustub reeglina ühe mikroobiraku järglastest (kloonidest), seetõttu on nende koostis üsna homogeenne. Bakterite kasvu tunnused toitainekeskkonnas on nende kultuuriliste omaduste ilming. |
|
|
3. etapi uuring |
Uuritakse mikroorganismide puhaskultuuri kasvu olemust ja tehakse kindlaks selle identifitseerimine. |
Tabel 7.3. Bakterite tuvastamine.
|
Nimi |
Iseloomulik |
|
|
Biokeemiline tuvastamine |
Patogeeni tüübi määramine selle biokeemiliste omaduste järgi |
|
|
Seroloogiline tuvastamine |
Bakteriliikide kindlakstegemiseks uuritakse sageli nende antigeenset struktuuri, see tähendab, et identifitseerimine toimub antigeensete omaduste järgi |
|
|
Identifitseerimine bioloogiliste omaduste järgi |
Mõnikord tuvastatakse bakterid, nakatades laboriloomi puhaskultuuriga ja jälgides muutusi, mida patogeenid organismis põhjustavad. |
|
|
Kultuuriline identifitseerimine |
Patogeenide tüübi määramine nende kultuuriliste omaduste järgi |
|
|
Morfoloogiline tuvastamine |
Bakterite tüübi määramine nende morfoloogiliste omaduste järgi |
Milline protsessidest ei ole seotud bakterite füsioloogiaga?
Paljundamine
Millised ained moodustavad 40–80% bakteriraku kuivmassist?
Süsivesikud
Nukleiinhapped
Milliseid ensüümide klasse mikroorganismid sünteesivad?
Hapnikureduktaas
Kõik klassid
Transferaasid
Ensüümid, mille kontsentratsioon rakus suureneb järsult vastusena indutseeriva substraadi ilmumisele söötmesse?
Arusaadav
Põhiseaduslik
Repressiivne
Mitme ensüümi kompleksid
Staphylococcus aureus'e eritatav patogeensuse ensüüm?
Neuraminidaas
Hüaluronidaas
Letsitinaas
Fibrinolüsiin
Kas proteolüütilised ensüümid täidavad teatud funktsiooni?
Valkude lagunemine
Rasvade lagundamine
Süsivesikute lagunemine
Leeliste teke
Enterobacteriaceae fermentatsioon?
Piimhape
Sipelghape
Propioonhape
Võihape
Milliseid mineraalseid ühendeid kasutatakse t-RNA sidumiseks ribosoomidega?
Bioloogiline oksüdatsioon on ...?
Paljundamine
Rakusurm
Millised ained ise sünteesivad CO 2 -st kõik raku süsinikku sisaldavad komponendid.
Prototroofid
Heterotroofid
Autotroofid
Saprofüüdid
Kultuurimeedia on erinev:
Koostise järgi
Järjepidevuse järgi
Kokkuleppel
Kõik ülaltoodud
Paljunemisfaas, mida iseloomustab tasakaal surnud, äsja moodustunud ja uinuvate rakkude arvu vahel?
Negatiivne kiirenduse faas
Statsionaarne faas
Põlvkonna kestus sõltub?
Vanus
Populatsioonid
Kõik ülaltoodud
Bakteriliikide kindlakstegemiseks uuritakse sageli nende antigeenset struktuuri, st identifitseeritakse, milline?
Bioloogiline
Morfoloogiline
Seroloogiline
Biokeemiline
Drygalski pinnakülvi meetodit nimetatakse ...?
Puhta kultuuri isoleerimise mehaanilised põhimõtted
Puhta kultuuri isoleerimise bioloogilised põhimõtted
Bibliograafia
1. Borisov LB Meditsiiniline mikrobioloogia, viroloogia, immunoloogia: mee õpik. ülikoolid. - M .: LLC "Meditsiinilise teabe agentuur", 2005.
2. Pozdeev OK Meditsiiniline mikrobioloogia: mee õpik. ülikoolid. - M .: GEOTAR-MED, 2005.
3. Korotyaev AI, Babichev SA Meditsiiniline mikrobioloogia, immunoloogia ja viroloogia / mee õpik. ülikoolid. - SPb .: SpetsLit, 2000.
4. Vorobiev A.A., Bykov A.S., Pashkov E.P., Rybakova A.M. Mikrobioloogia: õpik. - M .: Meditsiin, 2003.
5. Meditsiiniline mikrobioloogia, viroloogia ja immunoloogia: õpik / toim. V. V. Zvereva, M. N. Boytšenko. - M .: GEOTar-Media, 2014.
6. Meditsiinilise mikrobioloogia, viroloogia ja immunoloogia praktilise koolituse juhend / toim. V. V. Teza. - M .: Meditsiin, 2002.
Sissejuhatus 6
Bakterite koostis nende füsioloogia seisukohalt. 7
Ainevahetus 14
Toitumine (toitainete transport) 25
Hingamine 31
Aretus 34
Mikroobikooslused 37
LISAD 49
Viited 105
Mikroorganismide antigeenne struktuur on väga mitmekesine. Mikroorganismides eristatakse üld- ehk rühma- ja spetsiifilisi ehk tüüpilisi antigeene.
Rühma antigeene jagavad kaks või enamat tüüpi mikroobe, mis kuuluvad samasse perekonda ja kuuluvad mõnikord erinevatesse perekondadesse. Seega leidub ühiseid antigeene perekonna Salmonella teatud tüüpides; kõhutüüfuse tekitajatel on ühised antigeenid paratüüfuse A ja paratüüfuse B tekitajatega (0-1,12).
Spetsiifilised antigeenid esinevad ainult teatud tüüpi mikroobides või isegi ainult teatud tüübis (variandis) või alatüübis liigi sees. Spetsiifiliste antigeenide määramine võimaldab eristada mikroobe perekonna, liigi, alamliigi ja isegi tüübi (alatüübi) piires. Niisiis eristatakse perekonnas Salmonella rohkem kui 2000 Salmonella tüüpi antigeenide kombinatsiooni ja alamliigis Shigella Flexner - 5 serotüüpi (serovarianti).
Vastavalt antigeenide lokaliseerimisele mikroobirakus eristatakse mikroobiraku kehaga seotud somaatilisi antigeene, kapsli antigeene - pinna- või ümbrisantigeene ja flagellas paiknevaid lipu antigeene.
Somaatilised, O-antigeenid(saksa keelest ohne Hauch - ilma hingamiseta), on seotud mikroobiraku kehaga. Gramnegatiivsetes bakterites on O-antigeen kompleksne lipiid-polüsahhariid-valk. See on väga mürgine ja on nende bakterite endotoksiin. Kokknakkuste, koolera vibrio, brutselloosi, tuberkuloosi ja mõnede anaeroobide tekitajates eraldatakse mikroobirakkude kehast polüsahhariidantigeene, mis määravad bakterite tüüpilise spetsiifilisuse. Antigeenidena võivad nad olla aktiivsed puhtal kujul ja koos lipiididega.
Flagellate, H antigeenid(saksa keelest. Hauch - hingamine), on valgulise iseloomuga ja paiknevad liikuvate mikroobide lipudes. Flagellaadi antigeenid hävitatakse kiiresti kuumuse ja fenooli toimel. Need säilivad hästi formaliini juuresolekul. Seda omadust kasutatakse surnud ristiisade valmistamisel, kellel on diagnoositud aglutinatsioonireaktsioon, kui on vaja säilitada flagella.
Kapsel, K - antigeenid, - asuvad mikroobiraku pinnal ja neid nimetatakse ka pinnaks ehk kestaks. Kõige täpsemalt on neid uuritud soolestiku perekonna mikroobides, milles eristatakse Vi-, M-, B-, L- ja A-antigeene. Nendest on Vi-antigeen suur tähtsus. Esmakordselt avastati see kõrge virulentsusega kõhutüüfuse bakterite tüvedes ja seda nimetati virulentsuse antigeeniks. Kui inimest immuniseeritakse O- ja Vi-antigeenide kompleksiga, täheldatakse kõrget kaitset kõhutüüfuse vastu. Vi-antigeen hävib 60 °C juures ja on vähem toksiline kui O-antigeen. Seda leidub ka teistes soolemikroobides, näiteks E. coli's.
Kaitsev(ladina keelest protection - patronage, protection) ehk kaitsev, antigeen moodustub siberi katku mikroobide poolt loomade organismis ja seda leidub siberi katku haigusega erinevates eksudaatides. Kaitsev antigeen on osa siberi katku mikroobi eritatavast eksotoksiinist ja on võimeline esile kutsuma immuunsuse tekke. Vastuseks selle antigeeni sissetoomisele moodustuvad komplemendi siduvad antikehad. Kaitsva antigeeni saab siberi katku mikroobi kasvatamisel keerulisel sünteetilisel söötmel. Kaitsvast antigeenist on valmistatud ülitõhus keemiline vaktsiin siberi katku vastu. Kaitsvaid kaitsvaid antigeene leiti ka katku, brutselloosi, tulareemia, läkaköha tekitajatest.
Täielikud antigeenid põhjustavad organismis antikehade sünteesi või lümfotsüütide sensibiliseerimist ning reageerivad nendega nii in vivo kui ka in vitro. Kõrgekvaliteedilistele antigeenidele on iseloomulik range spetsiifilisus, st nad toodavad kehas ainult spetsiifilisi antikehi, mis reageerivad ainult selle antigeeniga. Need antigeenid hõlmavad loomset, taimset ja bakteriaalset päritolu valke.
Defektsed antigeenid (haptens) on liitsüsivesikud, lipiidid ja muud ained, mis ei ole võimelised tekitama antikehade moodustumist, kuid reageerivad nendega spetsiifiliselt. Hapteenid omandavad täisväärtuslike antigeenide omadused ainult siis, kui need viiakse kehasse koos valguga.
Hapteenide tüüpilised esindajad on lipiidid, polüsahhariidid, nukleiinhapped, aga ka lihtsad ained: värvid, amiinid, jood, broom jne.
Vaktsineerimine kui nakkushaiguste ennetamise meetod. Vaktsineerimise arengu ajalugu. Vaktsiinid. Nõuded vaktsiinidele. Vaktsiinide loomise võimalust määravad tegurid.
Vaktsiinid on bioloogiliselt aktiivsed ravimid, mis takistavad nakkushaiguste ja muude immunopatoloogia ilmingute teket. Vaktsiinide kasutamise põhimõte on edendada immuunsuse teket ja sellest tulenevalt resistentsust haiguse arengule. Vaktsineerimine tähendab meetmeid, mille eesmärk on elanikkonna kunstlik immuniseerimine vaktsiinide kasutuselevõtuga, et suurendada resistentsust haiguse vastu. Vaktsineerimise eesmärk on luua immunoloogiline mälu konkreetse patogeeni vastu.
Eristage passiivset ja aktiivset immuniseerimist. Teistest organismidest saadud immunoglobuliinide sissetoomine on passiivne immuniseerimine. Seda kasutatakse nii terapeutilistel kui ka profülaktilistel eesmärkidel. Vaktsiinide manustamine on aktiivne immuniseerimine. Peamine erinevus aktiivse ja passiivse immuniseerimise vahel on immunoloogilise mälu kujunemine.
Immunoloogiline mälu tagab võõrkehade kiirema ja tõhusama eemaldamise, kui need uuesti kehasse ilmuvad. Immunoloogilise mälu aluseks on mälu T- ja B-rakud.
Esimene vaktsiin sai oma nime sõnast vaktsiinia(lehmarõuged) on veiste viirushaigus. Inglise arst Edward Jenner rakendas vaktsiiniat põdeva patsiendi käe vesiikulitest saadud rõugevaktsiini esmakordselt 1796. aastal poiss James Phippsile. Alles peaaegu 100 aastat hiljem (1876-1881) sõnastas Louis Pasteur vaktsineerimise peamise põhimõtte. - nõrgestatud mikroorganismide preparaatide kasutamine virulentsete tüvede vastase immuunsuse moodustamiseks.
Osa elusvaktsiine lõid Nõukogude teadlased, näiteks P.F.Zdrodovsky lõi tüüfusevastase vaktsiini aastatel 1957-59. Gripivaktsiini lõi teadlaste rühm: A. A. Smorodintsev, V. D. Soloviev, V. M. Ždanov 1960. aastal. P. A. Vershilova lõi aastatel 1947-51 brutselloosi elusvaktsiini.
Vaktsiin peab vastama järgmistele nõuetele:
● aktiveerida rakke, mis on seotud antigeeni töötlemise ja esitlemisega;
● sisaldavad T- ja T-rakkude epitoope, pakkudes rakulist ja humoraalset vastust;
● lihtne töödelda koos järgneva tõhusa histo-sobivusantigeenide esitlemisega;
● indutseerida efektor-T-rakkude, antikehi tootvate rakkude ja vastavate mälurakkude moodustumist;
● takistada haiguse arengut pikka aega;
● olema kahjutu, see tähendab, et ei põhjusta tõsist haigust ja kõrvalnähte.
Vaktsineerimise efektiivsus on tegelikult vaktsineeritute protsent, kes on reageerinud vaktsineerimisele spetsiifilise immuunsuse tekkega. Seega, kui teatud vaktsiini efektiivsus on 95%, tähendab see, et 100 vaktsineeritust on 95 usaldusväärselt kaitstud ja 5 on endiselt haigusohus. Vaktsineerimise efektiivsuse määravad kolm tegurite rühma. Vaktsiinipreparaadist sõltuvad tegurid: vaktsiini enda omadused, mis määravad selle immunogeensuse (elus, inaktiveeritud, korpuskulaarne, subühik, immunogeeni ja adjuvantide hulk jne); vaktsiinipreparaadi kvaliteet, st immunogeensus ei kao vaktsiini kõlblikkusaja lõppemise või ebaõige ladustamise või transpordi tõttu. Vaktsineeritust sõltuvad tegurid: geneetilised tegurid, mis määravad spetsiifilise immuunsuse kujunemise põhimõttelise võimaluse (või võimatuse); vanus, sest immuunvastuse määrab täpselt immuunsüsteemi küpsusaste; tervislik seisund "üldiselt" (kasv, areng ja väärarengud, toitumine, ägedad või kroonilised haigused jne); immuunsüsteemi taustaseisundiks on eelkõige kaasasündinud või omandatud immuunpuudulikkuse esinemine.
Föderaalne Haridusagentuur
Biyski Tehnoloogiainstituut (filiaal)
riiklik õppeasutus
kursustel "Üldbioloogia ja mikrobioloogia", "Mikrobioloogia" erialade 240901 "Biotehnoloogia" üliõpilastele,
260204 "Kääritamise ja veini valmistamise tehnoloogia"
kõik haridusvormid
UDK 579,118: 579,22
Kamenskaja, mikroorganismid: laboritööde juhised kursustel "Üldine bioloogia
ja mikrobioloogia "," Mikrobioloogia "erialade üliõpilastele 240901" Biotehnoloogia ", 260204" Kääritamise tootmise ja veini valmistamise tehnoloogia "kõikide õppevormide jaoks /,
.
Alt. olek tehnika. un-t, STI. - Biysk:
Kirjastus Alt. olek tehnika. Ülikool, 2007. - 36 lk.
Need juhised käsitlevad mikroorganismide klassifitseerimise ja identifitseerimise põhimõisteid, reegleid ja põhimõtteid. Esitatakse laboratoorsed tööd bakteritüve kirjeldamiseks vajalike bakterite erinevate omaduste uurimisel ja identifitseerimisel perekonna tasemel.
Läbi vaadatud ja heaks kiidetud
osakonna koosolekul
"Biotehnoloogia".
01.01.2001 protokoll nr 88
Ülevaataja:
Bioloogiateaduste doktor, professor, BPGU nimeline
© BTI AltSTU, 2007
1 PÕHIMÕISTED JA NIMETAMISE REEGLID
MIKROORGANISMID
Kirjeldatud on mitu tuhat mikroorganismiliiki, kuid arvatakse, et see on vähem kui 1 % päriselt. Mikroorganismide mitmekesisuse uurimine on taksonoomia teema. Selle peamine ülesanne on luua looduslik süsteem, mis peegeldab mikroorganismide fülogeneetilisi suhteid. Kuni viimase ajani põhines mikroorganismide taksonoomia peamiselt fenotüüpsetel tunnustel: morfoloogilistel, füsioloogilistel, biokeemilistel jne, seetõttu on olemasolevad klassifikatsioonisüsteemid suures osas kunstlikud. Kuid need muudavad mõne äsja eraldatud mikroorganismitüve tuvastamise suhteliselt lihtsaks.
Taksonoomia sisaldab selliseid jaotisi nagu klassifikatsioon, nomenklatuur ja eden tifikatsioon . Klassifikatsioon määrab teatud homogeensusastmega isendite paigutamise järjekorra teatud rühmadesse (taksonidesse). Nomenklatuur on taksonite nimetamise reeglite kogum. Identifitseerimine tähendab uuritava organismi kindlasse taksonisse kuuluvuse määramist.
Mõistet "taksonoomia" kasutatakse sageli taksonoomia sünonüümina, kuid mõnikord mõistetakse seda ka taksonoomia haruna, mis hõlmab klassifikatsiooniteooriat, taksonoomiliste kategooriate süsteemi, piiride ja taksonite alluvuse doktriini. Mikrobioloogias, nagu ka teistes bioloogiateadustes, on peamine taksonoomiline kategooria vaade- indiviidide kogum, mida iseloomustavad mitmed ühised morfoloogilised, füsioloogilis-biokeemilised, molekulaargeneetilised omadused.
Mõiste "tüvi" all mõistetakse konkreetsest elupaigast (veest, pinnasest, loomaorganismist jne) eraldatud mikroorganismi puhast kultuuri. Sama tüüpi mikroorganismide erinevad tüved võivad erineda mõne tunnuse poolest, näiteks tundlikkus antibiootikumide suhtes, võime sünteesida teatud ainevahetusprodukte jne, kuid need erinevused on liigi omast väiksemad. Mõiste "tüve" mikrobioloogias ja geneetikas on mõnevõrra erinev: mikrobioloogias on see mõiste laiem. Mikroorganismide tüübid on rühmitatud kõrgema järgu taksonoomilistesse kategooriatesse: perekonnad, perekonnad, järgud, klassid, divisjonid, kuningriigid. Neid kategooriaid nimetatakse kohustuslikeks. Samuti on valikulised kategooriad: alamklass, alamhõim, alamsugukond, hõim, alamhõim, alamperekond, alamliik. Kuid taksonoomias kasutatakse valikulisi kategooriaid harva.
Mikroorganismide nomenklatuur allub rahvusvahelistele reeglitele. Seega on olemas rahvusvaheline bakterite nomenklatuuri koodeks. Pärmseente puhul on põhijuhendiks „Pärmid. Taxonomic Study ”, niitjate seente ja vetikate jaoks – rahvusvaheline botaanikanomenklatuuri koodeks.
Objektide nimetamiseks mikrobioloogias, nagu zooloogias ja botaanikas, kasutage kahend- või binoomilist (alates lat. bis- kaks korda) nomenklatuurisüsteem, mille kohaselt on igal liigil nimi, mis koosneb kahest ladinakeelsest sõnast. Esimene sõna tähendab perekonda ja teine määratleb selle perekonna konkreetse liigi ja seda nimetatakse spetsiifiliseks epiteediks. Üldnimi kirjutatakse alati suure algustähega ja konkreetne – väikese tähega ka siis, kui konkreetne epiteet on määratud näiteks teadlase auks Clostridium pasteurianum. Tekstis, eriti ladina graafika puhul, on kogu fraas kaldkirjas. Mikroorganismi nime uuesti mainimisel võib üldnime lühendada ühe või mitme algustäheni, näiteks KOOS.pasteurianum. Kui tekst sisaldab kahe mikroorganismi nimesid, mis algavad sama tähega (näiteks Clostridium pasteurianum ja Citrobacterfreundii), siis peavad lühendid olema erinevad (C. pasteurianum ja Ct. freundii). Kui mikroorganism tuvastatakse ainult perekonnaga, kirjutatakse konkreetse epiteedi asemel sõna sp. (liigid- vaade), näiteks Pseudomonas sp. Sel juhul tuleks mikroorganismi nime uuesti tekstis mainides kirjutada üldnimetus alati täismahus.
Alamliigi nimetuse jaoks kasutatakse fraasi, mis koosneb perekonna nimest, samuti spetsiifilisest ja alamliigi epiteetist. Nende epiteetide eristamiseks kirjutatakse nende vahele tähekombinatsioon, mis on lühendatud sõna alamliik - "subsp". või (harvemini) "ss". Näiteks, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Iga tüve puhul märgivad nad ära ka mikroorganismide kultuuride kogumi nimetuse, milles seda säilitatakse, ja numbri, mille all see seal esineb. Näiteks, Clostridium butyricum ATCC 19398 tähendab, et tüve säilitatakse Ameerika tüüpkultuuride kollektsioonis (ATCC) numbri 19398 all. Maailmakuulsate mikroobikogude nimekirja leiate mikroorganismide kultuuride kataloogidest Bergeys Manual of Systematic Bacteriology (1984–1989). ja muud teatmeväljaanded.
Mis tahes uut tüüpi mikroorganismide kirjeldus põhineb tüüpilisel tüvel, mida hoitakse ühes mikroorganismide kollektsioonis ja mille omaduste kombinatsioonil see liik on.
mida iseloomustatakse algses artiklis või tähistuses. Tüübitüvi on liigi nomenklatuuritüüp, kuna sellele on omistatud liiginimi. Kui mõni algselt samasse liiki kuulunud tüve tunnistatakse hiljem eriliikideks eraldamist väärivaks, tuleks neile anda uued nimed ning tüübile ja sellega seotud tüvedele jäetakse alles vana liiginimi. Sel juhul jääb ümbernimetatud tüve number samaks. Autentsed tüved on need, mis oma omadustelt täielikult kattuvad.
Perekonna jaoks on nomenklatuuritüüp spetsiaalselt määratud tüüpi liik, millel on selle taksoni esindajatele kõige iseloomulikum tunnuste kogum. Näiteks perekonnas Bacillus tüüp on V.subtilis.
Mõnes võtmes ja kataloogis on märgitud ümbernimetatud mikroorganismide vanad nimed, samuti nende autorite nimed, kes esimesena selle mikroorganismi isoleerisid, ning avaldamisaasta, mil seda organismi esmakordselt kirjeldati. Näiteks üks pärmiliikidest on Ülevenemaalise Mikroorganismide Kogu (VKM) kataloogis märgitud kui Candida magnooliad(Lodder et Kreger van Rij, 1952) Meyer et Yarrow 1978, BKM Y-1685. See tähendab, et seda kirjeldasid esmakordselt Lodder ja Kreger van Rij 1952. aasta väljaandes, seejärel pandi sellele liigile nimi Torulopsis magnooliad. Aastal 1978 g. Torulopsis magnooliad maadeavastajad, nagu Meyer ja Yarrow, nimetasid selle ümber Candida magnooliad ja on praegu VKM-is salvestatud numbri VKM Y-1685 all. Y tüvenumbri ees tähistab "pärmi" – pärmi.
Lisaks "tüve" mõistele mikrobioloogias kasutatakse mõisteid "variant", "tüüp", "vorm". Tavaliselt kasutatakse neid mikroorganismide tüvede tähistamiseks, mis erinevad mingil moel tüüpilisest tüvest. Nimetatakse tüve, mis erineb tüüpilisest morfoloogiliste tunnuste poolest morfovar(morfotüüp), füsioloogilised ja biokeemilised omadused - biovar(biotüüp, füsioloogiline tüüp), vastavalt võimele sünteesida teatud keemilisi ühendeid - hemovar(kemovorm, kemotüüp), kultiveerimistingimused - kultivar, bakteriofaagi sissetoomisele reageerimise tüübi järgi - fagovar(faag, lüsotüüp), antigeensed omadused - serovar(serotüüp)
jne.
Mikroorganismide geneetikat käsitlevates töödes kasutatakse seda terminit sageli "kloon", mis tähendab ühest vanemrakust aseksuaalselt saadud geneetiliselt seotud rakkude populatsiooni. Molekulaarbioloogias nimetatakse klooni mitmekordseks
identsete DNA järjestuste koopiad, mis on saadud nende sisestamisel kloonimisvektoritesse (näiteks plasmiididesse). Mõiste "geneetiliselt muundatud" või "rekombinantsed" tüved tähendab mikroorganismide tüvesid, mis on saadud geneetiliselt muundatud manipulatsioonide tulemusena. Sageli saadakse mutageene kasutades uusi mikroorganismide tüvesid.
Iga uut looduslikest või tehisallikatest eraldatud mikroorganismitüve tuleb iseloomustada, et saada täielikku teavet mikroorganismi omaduste kohta.
puhtas kultuuris. Neid andmeid saab kasutada näiteks tööstuslikult väärtuslike tüvede passi vormistamiseks, aga ka nende tuvastamiseks.
Identifitseerimise eesmärk
- määrata uuritava tüve taksonoomiline asend tema omaduste võrdlemise alusel uuritud ja tunnustatud (ametlikult registreeritud) liikidega. Seetõttu on tuvastamise tulemuseks tavaliselt uuritava mikroorganismi identifitseerimine mingi liigi või ülesandega
teatud perekonnale. Kui uuritav tüvi või tüvede rühm erineb oma omadustelt teadaolevate taksonite esindajatest, saab need eraldada uueks taksoniks. Selleks antakse uue taksoni kirjeldus, sealhulgas näiteks bakterite puhul: taksonisse kuuluvate tüvede loetelu; iga tüve iseloomustus; oluliste omaduste loetelu
taksonis; loetelu omadustest, mis kvalifitseeruvad taksoni esindamiseks järgmises kõrgemas taksonis; diagnostiliste tunnuste loetelu, mis eristavad kavandatavat taksonit lähedalt seotud taksonitest; tüüpilise (liigikohase) tüve eraldi kirjeldus; foto mikroorganismist.
Uue väljapakutud taksoni ametlikuks heakskiitmiseks tuleb selle kirjeldus teatud reeglite kohaselt avaldada. Näiteks hõlmab bakteritaksoni tegelik või seaduslik avaldamine seda kirjeldava artikli postitamist ajakirjas International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM). Kui publikatsioon ilmub mõnes muus mainekas teadusajakirjas (efektiivne väljaanne), saadetakse selle ajakirja artikli kordustrükk IJSEM-ile. Alates 1980. aastast on IJSEM regulaarselt avaldanud niinimetatud bakterite legaliseeritud nimede nimekirju. Nendes on loetletud kõik bakterite nimed, mis on avaldatud IJSEM-is (kehtiv või seaduslik väljaanne) või mis on varem avaldatud.
muud mainekad ajakirjad. Kui bakterinimi on sisestatud legaliseeritud IJSEM-nimede loendisse, on nimi kehtiv, olenemata sellest, kas see on varem avaldatud IJSEM-is või mõnes muus ajakirjas. Selle taksoni nime IJSEM-is või IJSEM-i juriidiliste nimede loendis ilmumise kuupäev on taksoni jaoks prioriteetne.
Uut tüüpi mikroorganismide tüüpilise tüve kultuur kantakse säilitamiseks ühte ülemaailmse tähtsusega mikroorganismide kollektsiooni. Tüüptüve kadumise korral saab selle asendada nn mittetüüptüvega. Sel juhul tuleb kinnitada, et uue tüve omadused ühtivad hästi kadunud tüve kirjeldusega. Märkimaks, et taksonit pakutakse esimest korda, kasutatakse lühendit "fam. nov. ", uut liiki -" gen. nov. "ja uus liik -" sp. nov." Näiteks,
2000. aastal pakuti koos kaasautoritega välja uus bakterite perekond - Oscillochloridaceae,
perekond. nov. Väljend "species insertac sedis" tähendab, et me räägime liigist, millel ei ole ajutiselt teatud taksonoomilist staatust, kuna pole selge, millisesse kõrgemat järku taksonisse - perekonda või perekonda - see liik peaks paigutama. vajalike eksperimentide puudumise tõttu
andmeid.
2 KIRJELDUS JA IDENTIFITSEERIMINE
MIKROORGANISMID
Nagu juba märgitud, on prokarüootide ja eukarüootsete mikroorganismide erinevate rühmade klassifitseerimise ja identifitseerimise põhimõtetel olulisi erinevusi. Seente tuvastamine klassidele, tellimustele
ja perekonnad põhinevad eelkõige paljunemisstruktuuride struktuuri ja moodustamismeetodite iseloomulikel tunnustel. Lisaks kasutatakse aseksuaalse sporulatsiooni tunnuseid, seeneniidistiku struktuuri ja arenguastet (algeline, hästi arenenud, septiline või mitteseptiline), kultuurilisi (koloonia) ja füsioloogilisi tunnuseid. Perekondade eristamine perekondades ja liikide identifitseerimine toimub saadud morfoloogiliste tunnuste abil
kasutades elektronmikroskoopiat, samuti füsioloogilisi ja kultuurilisi iseärasusi. Kõikide seente identifitseerimiseks ühtset tunnust ei ole, seetõttu tehakse esmalt kindlaks määratud seente klass või järjekord ning seejärel kasutatakse selle klassi või järjekorra vastavat tunnust.
Erinevate mikrobioloogiliste uuringute laialdaselt kasutatavate objektide hulka kuuluvate pärmseente identifitseerimine põhineb kultuurilistel (makromorfoloogilistel), tsütoloogilistel, füsioloogilistel ja biokeemilistel omadustel, elutsüklite ja seksuaalprotsessi omadustel, spetsiifilistel ökoloogiaga seotud tunnustel ning seda tehakse. kasutades pärmi jaoks spetsiaalseid determinante.
Vetikate mikroskoopiliste vormide taksonoomia põhineb nende rakkude struktuuril ja pigmentide koostisel. Algloomade süstemaatilise asukoha määramine toimub morfoloogiliste tunnuste ja elutsüklite abil. Seega põhineb eukarüootide tuvastamine peamiselt nende morfoloogia ja arengutsükli tunnustel.
Eukarüootidest morfoloogiliselt vähem mitmekesiste prokarüootide identifitseerimine põhineb paljude fenotüüpiliste ja paljudel juhtudel genotüüpiliste tunnuste kasutamisel. Suuremal määral kui eukarüootide tuvastamine, põhineb see funktsionaalsetel omadustel, kuna enamikku baktereid saab tuvastada mitte nende välimuse järgi, vaid ainult siis, kui saate teada, milliseid protsesse nad on võimelised läbi viima.
Bakterite kirjeldamisel ja identifitseerimisel nende kultuurilised omadused, morfoloogia, rakukorraldus, füsioloogilised ja biokeemilised omadused, rakkude keemiline koostis, sisu
guaniin ja tsütosiin (GC) DNA-s, nukleotiidide järjestus geenis, mis kodeerib 16S rRNA ja teiste feno- ja genotüübiliste tunnuste sünteesi. Sel juhul tuleb järgida järgmisi reegleid: töötada puhaste kultuuridega, rakendada standardseid uurimismeetodeid ja kasutada ka rakke, mis on inokuleerimiseks aktiivses füsioloogilises seisundis.
2.1 Kultuuriväärtused
Kultuurilised ehk makromorfoloogilised omadused hõlmavad mikroorganismide kasvu iseloomulikke tunnuseid tahkel ja vedelal toitainekeskkonnal.
2.1.1 Kasv tahkel toitainekeskkonnas
Tahke toitekeskkonna pinnal võivad olenevalt külvist kasvada mikroorganismid koloonia, liini või tahke muru kujul. Koloonia nimetatakse sama liigi rakkude isoleeritud kobaraks, mis enamikul juhtudel on kasvanud ühest rakust. Sõltuvalt sellest, kus rakud arenesid (tiheda toitainekeskkonna pinnal, selle paksuses või anuma põhjas), eristavad nad pealiskaudne, sügav ja põhja kolooniad.
Haridus läbinostal kolooniad - paljude mikroorganismide kasvu kõige olulisem tunnus tihedal substraadil. Sellised kolooniad on väga mitmekesised. Nende kirjeldamisel võetakse arvesse järgmisi funktsioone:
profiil- tasane, kumer, kraatrikujuline, koonusekujuline jne (joonis 1);
kuju- ümarad, amööbsed, ebakorrapärased, risoidsed jne (joonis 2);
suurus (läbimõõt)- mõõdetuna millimeetrites; kui koloonia suurus ei ületa 1 mm, nimetatakse neid punktiks;
pinnale- sile, kare, soonega, volditud, kortsus, kontsentriliste ringidega või radiaalselt triibuline;
särama ja läbipaistvus- koloonia on läikiv, tuhm, tuhm, jahune, läbipaistev;
Värv- värvitu (valkjaid kolooniaid nimetatakse värvituteks) või pigmenteerunud - valge, kollane, kuldne, oranž
laineline, lilla, punane, must jne; tõsta esile
pigmendi substraat; aktinomütseedi kolooniate kirjeldamisel märgitakse õhu ja substraadi seeneniidistiku pigmentatsiooni, samuti pigmentide keskkonda sattumist;
serv- sile, laineline, sakiline, narmastega jne (joonis 3);
struktuur- homogeenne, peene - või jämedateraline, triibuline vms (joonis 4); koloonia serv ja struktuur määratakse luubiga või väikese suurendusega mikroskoobiga. Selleks asetatakse Petri tass kaanega allapoole mikroskoobi lavale;
järjepidevus määratakse koloonia pinda silmusega puudutades. Kolooniat saab agarilt kergesti eemaldada, see on tihe, pehme või agariks kasvav, limane (kleepub silmuse külge), nööriline, kile välimusega (täielikult eemaldatud), habras (murdub kergesti, kui seda puudutab silmus).
1 - kõverdatud; 2 - kraatrilaadne; 3 - konarlik;
4 - substraadisse kasvamine; 5 - tasane; 6 - kumer;
7 - tilgakujuline; 8 - kooniline
Joonis 1 – koloonia profiil
Sügavad kolooniad vastupidi, nad on üsna üksluised. Enamasti näevad need välja nagu enam-vähem lamestatud läätsed,
projektsioonis on teravate otstega ovaalikujulised. Ainult
mõnel bakteril meenutavad sügavad kolooniad vati kimpu
niitjate väljakasvudega toitainekeskkonda. Sügavate kolooniate tekkega kaasneb sageli tiheda söötme purunemine, kui mikroorganismid eraldavad süsihappegaasi või muid gaase.
Põhjakolooniad erinevad mikroorganismid on tavaliselt õhukeste läbipaistvate kilede kujul, mis hiilivad mööda põhja.
Koloonia suurus ja paljud muud omadused võivad vanusega muutuda ja sõltuda keskkonna koostisest. Seetõttu märkige nende kirjeldamisel kultuuri vanus, söötme koostis ja kultiveerimistemperatuur.
1
- ümmargune; 2
- ümmargune kärbitud servaga; 3
- ümmargune rulliga mööda serva; 4, 5
- risoid; 6
- risoidse servaga; 7 - amööb;
8
- niidilaadne; 9
- volditud; 10
- vale;
11 - kontsentriline; 12 - kompleksne
Joonis 2 – koloonia kuju
/ - sile; 2 - laineline; 3 - hammastega; 4 - teraga; 5 - vale; 6 - ripsmeline; 7 - filamentne; 8 - villiline; 9 - hargnenud
Joonis 3 – koloonia serv
1 - homogeenne; 2 - peeneteraline; 3 - jämedateraline;
4 - triibuline; 5 - kiuline
Joonis 4 – Koloonia struktuur
Mikroorganismide kasvu kirjeldamisel insuldi järgi pange tähele järgmisi omadusi: napp, mõõdukas või rikkalik, tahke
sileda või lainelise servaga, helmestega, mis meenutavad eraldatud kolooniate ahelaid, hajusad, sulelised, puutaolised või risoidsed (joonis 5). Need iseloomustavad naastu optilisi omadusi, värvi, pinda ja konsistentsi.
Kolooniate ja insuldi järgi kasvu kirjeldamiseks kasvatatakse paljusid mikroorganisme sageli mesopataamiaagaril. Kasutatakse ka mesopataamia želatiini. Sügavate kolooniate paremaks nägemiseks on soovitatav söödet selgitada agari või želatiiniga.
1 - sileda servaga tahke; 2 - lainelise servaga tahke; 3 - helmestega; 4 - hajus; 5 - suleline; 6 - risoid
Joonis 5 – Bakterite kasv piki lööki
2.1.2. Kasv vedelas söötmes
Mikroorganismide kasv vedelas toitainekeskkonnas on ühtlasem ja sellega kaasneb söötme hägusus, kile või sette moodustumine. Mikroorganismide kasvu iseloomustamine vedelas keskkonnas, märkus hägususaste(nõrk, mõõdukas või tugev), filmi omadused(õhuke, tihe või lahtine, sile või volditud),
ja kui tekib sete, näidatakse, et see on napp või rohke, tihe, lahtine, limane või helbeline.
Sageli kaasneb mikroorganismide kasvuga lõhna ilmumine, keskkonna pigmentatsioon ja gaaside eraldumine. Viimane tuvastatakse vahu, mullide ja ka "ujukide" abil - ühest otsast suletud torukesed. Ujuk asetatakse
enne söötme steriliseerimist katseklaasi suletud otsaga ja veenduge, et see oleks söötmega täielikult täidetud. Kui gaas eraldub, koguneb see ujukisse mulli kujul.
Mikroorganismide kasvu iseloomu kirjeldamiseks vedelas söötmes kasvatatakse neid mesopatamia puljongis (MPB) või mõnel muul head kasvu tagaval söötmel.
2.2 Morfoloogilised omadused
Bakterirakkude morfoloogilised omadused ja struktuur hõlmavad selliseid tunnuseid nagu rakkude kuju ja suurus, nende liikuvus, lipu olemasolu ja liputamise tüüp, eoste tekkevõime. Abi võib olla ka raku tuvastamisest.
üksikutele bakterirühmadele omased iseloomulikud membraanisüsteemid (klorosoomid, karboksisoomid, fükobilisoomid, gaasivakuoolid jne)
ry, samuti kandmisel (parasporaalkehad, volutiini graanulid,
polü-β-hüdroksübutüraat, polüsahhariidid jne). Rakkude grammivärvimine on bakterite taksonoomia jaoks ülimalt oluline.
ja nende rakuseinte struktuur.
2.3 Füsioloogilised ja biokeemilised omadused
Füsioloogiliste ja biokeemiliste omaduste uurimine hõlmab eelkõige uuritava bakteri toitumisviisi (foto / kemo-, auto / heterotroofia) ja energia metabolismi tüübi (käärimisvõime, aeroobse või anaeroobse hingamise või fotosünteesi võime) kindlaksmääramist. ). Oluline on määrata sellised tunnused nagu bakterite suhe molekulaarsesse hapnikusse, temperatuur, keskkonna pH, soolsus, valgustus ja muud keskkonnategurid. See märkide rühm
sisaldab ka süsiniku, lämmastiku ja väävli allikana kasutatavate substraatide loetelu, vitamiinide ja muude kasvufaktorite vajadust, iseloomulike ainevahetusproduktide moodustumist, teatud ensüümide olemasolu. Selleks kasutatakse spetsiaalseid teste.
Paljud nende märkide tuvastamiseks kasutatavad testid (mida mõnikord nimetatakse ka rutiinseteks testideks) on diagnoosimiseks olulised ja neid kasutatakse laialdaselt meditsiinilises mikrobioloogias. Nende valmistamine nõuab märkimisväärset ajainvesteeringut, suurt hulka keerulisi keskkondi ja reaktiive, standardtingimustest kinnipidamist ja täpsust. Mõnede peamiselt meditsiinilise tähtsusega mikroorganismide tuvastamise kiirendamiseks ja hõlbustamiseks on välja töötatud erinevad testimissüsteemid, näiteks Oxi / Ferm Tube, Mycotube ja Enterotube II süsteemid firmalt Hoffmann-La Roche (Šveits) jne. Näiteks Enterotube II süsteem, mis on mõeldud enterobakterite identifitseerimiseks, on plastkamber, milles on 12 rakku, mis sisaldavad värvilist diagnostikakeskkonda. Kogu söötme külvamine toimub ettepoole pöörlevate liigutustega läbi nõelakambri koos seemnega. Inkubeerimine toimub 24 tundi temperatuuril 37 ºС. Testi positiivset või negatiivset tulemust hinnatakse söötme värvuse muutumise, agari purunemise (gaasi moodustumise test) või pärast spetsiaalsete reaktiivide (indooli moodustumise test, Voges-Proskau-eri reaktsioon) järgi. . Iga tunnus on tähistatud kindla numbriga, seega saab saadud andmed vastava programmiga arvutisse sisestada ja saada vastuse uuritava tüve taksonoomilise asukoha kohta.
Bakterirakkude koostise määramine on oluline ka nende süstemaatika (kemosüstemaatika) jaoks. Kemotaksonoomilised meetodid võivad olla olulised eelkõige nende bakterirühmade puhul, mille morfoloogilised ja füsioloogilised omadused on väga erinevad ja ei ole nende rahuldavaks tuvastamiseks piisavad. Erinevate prokarüootide rakuseinad hõlmavad mitmeid ainulaadsete heteropolümeeride klasse: mureiin (või pseudomureiin), lipopolüsahhariidid, mükool- ja teikhoiinhapped. Rakuseina koostis määrab ka bakterite seroloogilised omadused. See on nende tuvastamise immunokeemiliste meetodite aluseks.
Bakterirakkude lipiidide ja rasvhapete koostist kasutatakse mõnikord ka kemotaksonoomilise markerina. Rasvhapete intensiivne uurimine sai võimalikuks gaasikromatograafilise analüüsi meetodi väljatöötamisega. Lipiidide koostise erinevusi kasutatakse bakterite tuvastamiseks perekonna ja isegi liigi tasandil. Sellel meetodil on aga teatud piirangud, kuna rasvhapete sisaldus rakkudes võib sõltuda kultiveerimistingimustest ja kultuuri vanusest.
Mõnede bakterite taksonoomia võtab arvesse kinoonide koostist
ja muud elektronide kandjad, samuti pigmendid.
Olulist teavet bakterite omavaheliste suhete kohta saab uurides raku valke – geenide translatsiooni saadusi. Membraani-, ribosoomi-, raku üldvalkude, aga ka üksikute ensüümide uurimise põhjal on kujunenud uus suund - valgu taksonoomia. Ribosomaalsete valkude spektrid on ühed kõige stabiilsemad ja neid kasutatakse bakterite tuvastamiseks perekonna või järjestuse tasemel. Membraanvalkude spektrid võivad kajastada üldisi, liigilisi ja isegi liigisiseseid erinevusi. Raku keemiliste ühendite omadusi ei saa aga kasutada bakterite tuvastamiseks eraldi teistest fenotüüpi kirjeldavatest andmetest, kuna puudub kriteerium fenotüübiliste tunnuste olulisuse hindamiseks.
Mõnikord kasutatakse meetodit bakterite või muude mikroorganismide, näiteks pärmi tuvastamiseks numbriline (või Adansoni) taksonoomia... See põhineb prantsuse botaaniku M. Adansoni ideedel, kes pakkus välja erinevaid fenotüüpseid tunnuseid, mida saab arvesse võtta, pidada samaväärseteks, mis võimaldab kvantitatiivselt väljendada taksonoomilisi kaugusi organismide vahel organismide vahelisi suhtena. positiivsete tunnuste arv uuritud koguarvust. Kahe uuritud organismi sarnasus tehakse kindlaks võimalikult suure arvu (tavaliselt mitte vähem kui sada) fenotüübilise tunnuse kvantifitseerimisega, mis valitakse nii, et nende variandid on alternatiivsed ja mida saab tähistada märkidega "miinus" ja "pluss". Sarnasuse aste määratakse vastavuse tunnuste arvu põhjal ja seda väljendatakse sobivuskoefitsiendina S:
kus a + d- tüvede A ja B kokkulangemise tunnuste summa;
a- mõlemad positiivsete tunnustega tüved;
d- mõlemad negatiivsega;
b- nende märkide summa, mille järgi tüvi A on positiivne, B on negatiivne;
koos- nende märkide summa, mille puhul tüvi A on negatiivne, tüvi B on positiivne.
Vastavuskoefitsiendi väärtus võib varieeruda vahemikus 0 kuni 1. Koefitsient 1 tähendab täielikku identsust, 0 - täielikku erinevust. Funktsioonide kombinatsioone hinnatakse arvuti abil. Saadud tulemused esitatakse sarnasusmaatriksi ja/või dendrogrammi kujul. Numbrilise taksonoomia abil saab hinnata ainult madala tasemega mikroorganismide (perekonnad, liigid) taksonite sarnasust. See ei võimalda teha otseseid järeldusi mikroorganismide geneetilise suguluse kohta, küll aga peegeldab teatud määral nende fülogeneetilisi omadusi. Seega leiti, et praegu uuritavate bakterite fenotüübilised tunnused peegeldavad 5–20% nende genotüübi omadustest.
2.4 Genotüübi uurimine
Mikroorganismide genotüübi uurimine sai võimalikuks tänu molekulaarbioloogia edukale arengule ja tõi kaasa genosüstemaatika tekkimise. Nukleiinhapete analüüsil põhinev genotüübi uurimine võimaldab põhimõtteliselt aja jooksul üles ehitada mikroorganismide loomuliku (fülogeneetilise) süsteemi. Hinnatakse bakterite fülogeneetilisi suhteid molaarse sisalduse määramine guaniin ja tsütosiin (HC) DNA-s, DNA meetoditega–DNA ja DNA–rRNA hübridisatsioon, kasutades DNA sonde, samuti nukleotiidjärjestuse uurimine punktis 5S,
J6
Sja
23
S rRNA.
2.4.1 HZ molaarsisalduse määramine
GC-de molaarse sisalduse määramine DNA aluste koguarvust prokarüootides, nagu juba märgitud, jääb vahemikku 25–75%. Igal bakteriliigil on iseloomuliku keskmise HC sisaldusega DNA. Kuna aga geneetiline kood on degenereerunud ja geneetiline kodeerimine ei põhine ainult nukleotiidsete aluste sisaldusel kodeerivates ühikutes (triplettides), vaid ka omavahelisel paigutusel, võib kahe bakteriliigi DNA-s olla sama keskmine GC sisaldus. millega kaasneb nende oluline genotüüp
jaotus. Kui kaks organismi on nukleotiidide koostiselt väga lähedased, võib see olla tõendiks nende evolutsioonilise seose kohta ainult siis, kui neil on suur hulk ühiseid fenotüübilisi tunnuseid või geneetilisi sarnasusi, mida kinnitavad muud meetodid. Samal ajal näitab kahe ühiste fenotüübiliste omadustega bakteritüve DNA nukleotiidide koostise lahknevus (üle 10 ... 15%), et nad kuuluvad vähemalt erinevatesse liikidesse.
2.4.2 DNA meetod –DNA hübridisatsioon
See meetod on olulisem bakterite geneetilise suhte hindamisel. Hoolikas katsetamine võib anda väärtuslikku teavet geneetilise homoloogia astme kohta. Ühe bakteriliigi piires ulatub tüvede geneetilise homoloogia määr 70–100%. Kui aga evolutsioonilise lahknemise tulemusena erinevad kahe bakteri genoomi nukleotiidsed alusjärjestused suuremal määral, siis spetsiifiline DNA – DNA reassotsiatsioon muutub nii nõrgaks, et seda pole võimalik mõõta. Sel juhul võib DNA-rRNA hübridisatsioon oluliselt suurendada nende organismide hulka, mille puhul on võimalik määrata geneetilise homoloogia astet tänu sellele, et ribosomaalseid RNA-sid kodeeriva bakterigenoomi suhteliselt väikeses piirkonnas on algne alusjärjestus palju suurem. täielik kui teistes kromosoomi piirkondades. Selle tulemusena paljastab DNA-rRNA hübridisatsiooni meetod sageli bakteri genoomide üsna kõrge homoloogia, mille puhul DNA-DNA taasassotsiatsioon ei too esile märgatavat homoloogiat.
2.4.3 DNA sondide (geenisondide) meetod
DNA sondi meetod on DNA-DNA molekulaarse hübridisatsiooni meetodi variatsioon. Hübridisatsioonireaktsioon toimub sel juhul mitte kahe kogu DNA preparaadi vahel, vaid DNA nukleotiidjärjestuse fragmendi (sondi) vahel, mis sisaldab geeni (geneetiline marker), mis vastutab mõne spetsiifilise funktsiooni (näiteks resistentsuse eest) eest. mõned antibiootikumid) ja uuritavate bakterite DNA. Kõige tavalisem viis geenisondide loomiseks on spetsiifiliste fragmentide eraldamine molekulaarse kloonimise teel. Selleks tuleb esmalt luua uuritava bakteri geenipank, lõhustades selle DNA endonukleaasidega
restriktsiooni ja seejärel valige soovitud kloon DNA fragmentide summast elektroforeesiga, millele järgneb nende fragmentide geneetiliste omaduste kontrollimine transformatsiooni teel. Järgmisena ligeeritakse valitud DNA fragment sobivasse plasmiidi (vektorisse),
ja see kombineeritud plasmiid sisestatakse sobivasse bakteritüvesse (näiteks Escherichia coli).
Plasmiidne DNA eraldatakse DNA-sondi kandva bakteri biomassist ja märgistatakse näiteks radioisotoopmärgisega. Seejärel viige läbi DNA-sondi hübridiseerimine
bakteriaalse DNA-ga. Saadud hübriidpiirkonnad töötatakse välja autoradiograafia abil. Vastavalt geneetilise markeri ja konkreetse bakteri kromosoomiga hübridiseerumise suhtelisele sagedusele,
järeldus nende bakterite geneetilise seose kohta uuritava tüvega.
2.4.4 Nukleotiidjärjestuste analüüsimeetod
ribosomaalses RNA-s
Bakterite tuvastamiseks ja nende klassifitseerimiseks filogeneetilise süsteemi loomiseks on ribosomaalsete RNA-de nukleotiidjärjestuste analüüsimeetod kõige levinum ja olulisem. 5S, 16S ja 23S rRNA molekulid sisaldavad kõrgeima geneetilise stabiilsusega piirkondi. Arvatakse, et nad on väljaspool loodusliku valiku toimemehhanismi ja arenevad ainult konstantse kiirusega spontaansete mutatsioonide tulemusena. Mutatsioonide kuhjumine sõltub ainult ajast, seetõttu peetakse kõige objektiivsemaks teavet nende molekulide nukleotiidjärjestuse kohta organismide fülogeneetilise suhte määramisel alamliikidest kuningriigini. Analüüsi korral
5S rRNA määrab tavaliselt nukleotiidide täieliku järjestuse, mis selles molekulis prokarüootides on 120 nukleotiidi. Vastavalt 1500 ja 2500 nukleotiidi sisaldavate 16S ja 23S rRNA uurimisel viiakse sageli läbi nendest molekulidest saadud oligonukleotiidide analüüs spetsiifiliste restriktsiooniendonukleaaside abil. Kõige levinum uuring on 16S rRNA nukleotiidjärjestuse uurimine. Erinevate mikroorganismide esindajate 16S rRNA struktuuri uurimine viis prokarüootide seas arheerühma tuvastamiseni. Sarnasusmäära väärtused SAB,
eraldades bakterite ja arheea I6S rRNA-d, jäävad vahemikku 0,1, samas kui väärtus SAB,
võrdne 1,0 vastab nukleotiidjärjestuste täielikule homoloogiale ja 0,02 juhusliku kokkulangevuse tasemele.
Üha enam pakutakse bakterite identifitseerimiseks dendrogramme, mis näitavad seost bakteriperekondade, liikide või tüvede vahel rRNA nukleotiidide (või oligonukleotiidide) järjestuse ja DNA-DNA uurimise põhjal.
ja DNA-rRNA hübridisatsioon. Bakterite tuvastamine enne poegimist ainult geneetiliste meetodite alusel, ilma nende fenotüüpseid omadusi eelnevalt uurimata, on aga sageli täiesti võimatu. Seetõttu peetakse parimaks lähenemiseks bakterite taksonoomia alases töös nii genotüübi kui ka fenotüübi omaduste uurimist. Fülogeneetiliste ja fenotüübiliste andmete lahknevuse korral eelistatakse ajutiselt viimast.
Eriliseks probleemiks on selliste bakterite ja arheide, eriti mereliikide tuvastamine, mis ei ole võimelised kasvama teadaolevatel laboratoorsetel söötmetel ja mille jaoks oli seetõttu võimatu saada puhast kultuuri. Kuni viimase ajani tundus see probleem lahendamatu. Umbes 15 aastat tagasi töötati aga välja meetodid, mis võimaldasid ekstraheerida, kloonida, järjestada
ja võrrelda ribosomaalseid RNA-sid otse keskkonnast. See võimaldas selles biotoobis asustavaid mikroorganisme täpselt loendada ja tuvastada, ilma et oleks neid puhaskultuuriks eraldatud. Sel viisil tuvastatud laboris "kultiveerimata" mikroorganismi võib isegi kirjeldada, kuid lisades sellele sõna "candidatus" (kandidaat). Sõna "candidatus" saadab uut liiki seni, kuni teadlased leiavad laboris tingimused selle organismi kasvatamiseks ja saadakse selle puhaskultuur, mis võimaldab uurida kõiki selle omadusi ja avaldada legaliseeritud kujul.
Bakterite tuvastamiseks kasutatakse tavaliselt Bergey määrava bakterioloogia käsiraamatut, mis avaldati esmakordselt 1923. aastal kuulsa Ameerika bakterioloogi D. Bergey (DH Bergey, 1860–1937) juhendamisel. Sellest ajast alates on seda regulaarselt välja antud maailma juhtivate mikrobioloogide osavõtul. maailm.
rühmade nimedes. Bakterite taksonoomiline asukoht rühmades määratakse tabelite ja võtmete abil, mis on koostatud väikese arvu fenotüübiliste märkide põhjal. Diferentseerimistabelid mõne perekonna, näiteks perekonna bakteriliikide eristamiseks Bacillus,
pole antud, kuid lugejale viidatakse Burgey bakterite süstemaatika juhendile.
Bergey neljaköiteline süstemaatilise bakterioloogia käsiraamat (1984–1989) annab täielikumat teavet bakterite taksonoomilise asukoha kohta.
ja liigid, sealhulgas need, mille taksonoomiline staatus on ebaselge. Lisaks üksikasjalikule fenotüübilisele kirjeldusele, mis hõlmab rakkude morfoloogiat, struktuuri ja keemilist koostist, antigeenseid omadusi, kolooniate tüüpe, elutsükli tunnuseid ja ökoloogiat, annavad perekondadele iseloomulikud omadused teavet ka GC sisalduse kohta DNA-s, tulemused. DNA – DNA ja DNA – rRNA hübridisatsioon. Klahvid ja tabelid võimaldavad tuvastada baktereid mitte ainult perekonna, vaid ka liikide kaupa.
Bergcy neljaköitelise süstemaatilise bakterioloogia käsiraamatu teine trükk on nüüd ilmunud ja esimene köide ilmus 2002. aastal. Lisaks on mitmeid artikleid ja raamatuid, mis pakuvad originaalseid vihjeid näiteks üksikute bakterirühmade tuvastamiseks. , batsillid, pseudomonaadid, aktinomütseedid, enterobakterid.
Praeguseks on kogunenud palju uusi andmeid, sealhulgas ribosomaalse RNA nukleotiidjärjestuste analüüsi tulemusena saadud andmeid varem uuritud ja äsja isoleeritud bakteriliikide kohta. Selle teabe põhjal mõne bakterirühma, näiteks perekonna liigiline koosseis Bacillus, vaadatakse üle: mõned liigid jäävad perekonda Bacillus, ja mõned moodustavad uusi perekondi või omistatakse teistele juba olemasolevatele bakteriperekondadele. Samuti tuleb märkida, et reeglina uuritakse uute bakteritüvede kirjeldamiseks rohkem tunnuseid, kui on nende tuvastamiseks vajalik, kuna võtmed ja tabelid ei sisalda kõiki tuvastatavate bakterite tunnuseid, vaid ainult neid, mis eri liikidel erinevad. (Tabel 1).
Tabel 1 – minimaalsed andmed, mis on vajalikud
uute bakteritüvede kirjeldused (H. Truperi, K. Schleiferi, 1992 järgi)
Omadused | Peamised märgid | Täiendavad märgid |
Raku morfoloogia | Vorm; suurus; liikuvus; sisemised ja rakuvälised struktuurid; rakkude vastastikune paigutus; rakkude diferentseerumine; rakkude jagunemise tüüp; raku ultrastruktuur | Värv; liputamise olemus; vaidlused; kapslid; kaaned; väljakasvud; eluring; heterotsüstid; lippude, membraani ja rakuseina ultrastruktuur |
Tabeli 1 jätk
Kasvumuster | Kasvu tunnused tahkel ja vedelal toitainekeskkonnal; koloonia morfoloogia | Koloonia värv, suspensioon |
Happekindlus; eoste värvumine, flagellad |
||
Rakkude koostis | DNA koostis; varuained | Nukleiinhapete homoloogia; rakulised pigmendid; rakuseina koostis; tüüpilised ensüümid |
Füsioloogia | Seos temperatuuriga; söötme pH-le; ainevahetuse tüüp (fototroof, kemotroof, litotroof, organotroof); seos molekulaarse hapnikuga; elektroniaktseptorid; süsinikuallikad; lämmastikuallikad; väävliallikad | Vajadus soolade või osmootsete tegurite järele; kasvufaktorite vajadus; tüüpilised ainevahetusproduktid (happed, pigmendid, antibiootikumid, toksiinid); antibiootikumiresistentsus |
Ökoloogia | Elupaigatingimused | patogeensus; omanike ring; antigeenide moodustumine; seroloogia; vastuvõtlikkus faagidele; sümbioos |
3 LABORITÖÖ "TUNNISTAMINE
MIKROORGANISMID"
Töö eesmärk: mikroorganismide määramise põhiprintsiipidega tutvumine. Laboratoorsete tööde tegemise käigus uurib iga õpilane bakteritüve kirjeldamiseks vajalikke bakterite omadusi ja identifitseerib selle perekonna tasemel.
Ülesanded
1. Tehke kindlaks tuvastatud bakterite puhtus ja uurige selle rakkude morfoloogiat.
2. Kirjeldage kultuuriväärtusi.
3. Uurida tuvastatud bakterite tsütoloogilisi omadusi.
4. Uurida tuvastatud bakterite füsioloogilisi ja biokeemilisi omadusi.
5. Määrake bakterite tundlikkus antibiootikumide suhtes.
6. Täitke tabel ja tehke kokkuvõte.
3.1 Identifitseeritava bakteri puhtuse määramine
ja selle rakkude morfoloogia uurimine
Mikroorganismide identifitseerimise töö tegemiseks saab iga õpilane ühe bakterikultuuri (katseklaasis agar-kaldpinnal), mille puhtust seejärel kontrollitakse. Seda tehakse mitmel viisil: visuaalselt, toitesöötmele külvamise ja mikroskoopia abil.
Kasvumuster Saadud baktereid vaadeldakse kald agarisöötme pinnal olevate triipude järgi. Kui kasv mööda insuldi on heterogeenne, on kultuur saastunud. Seejärel külvatakse kultuur kasutamiseks katseklaasi kaldsöötmel (mesopataamia agar).
edasises töös ja sõeluda ka Petri tassis oleva tahke söötme pinnal tühjendusriba meetodil, et kontrollida puhtust (kasvanud kolooniate homogeensuse järgi). Inokuleeritud katseklaasid ja -nõud asetatakse 2–3 päevaks termostaadi temperatuurile 30 ºС. Ülejäänud algset bakterikultuuri katseklaasis kasutatakse puhtuse kontrollimiseks mikroskoobiga (vastavalt populatsiooni morfoloogilisele homogeensusele), samuti rakkude kuju, suhtelise asukoha, liikuvuse ja suuruse uurimiseks. Mikroskoopiline kultuur, kasutades preparaate "purustatud tilk" ja preparaati fikseeritud, fuksiaga värvitud rakkudest. Tulemused kantakse tabeli 2 kujul koostatud tabelisse.
tabel 2 – Bakteri omadused, mida tuleb tuvastada
Omadused | Märgid | tulemused |
Kultuurilised omadused | ||
Suurus, mm | ||
Pind | ||
Struktuur | ||
Järjepidevus | ||
Rakkude morfoloogia ja | Rakkude kuju ja paigutus | |
Liikuvus | ||
Endospooride olemasolu | ||
Grami plekk | ||
Värvaine happekindluse tagamiseks | ||
Füsioloogilised ja biokeemilised omadused | Seos molekulaarsega hapnikku | |
Kasv glükoosisöötmel | ||
Kasvatamine želatiiniga söötmel | ||
Kasvab piimaga söötmel | ||
Kasv tärklisega söötmel | ||
Katalaasi test | ||
Antibiootikumide tundlikkus |
3.2 Kultuuriväärtused
Järgmises õppetükis uuritakse tuvastatud bakterite suspensiooniga nakatatud Petri tassi. Kultuuri puhtuse kriteeriumiks on kasvanud kolooniate homogeensus. Kirjeldage bakterikolooniate kultuurilisi omadusi vastavalt jaotisele
praak 2.1 ja tulemused kantakse tabelisse 2.
3.3 Identifitseeritavate bakterite tsütoloogiliste omaduste uurimine
3.3.1 Endospooride olemasolu
Väike arv tahke söötme rakke kantakse klaasklaasile tilgas kraanivees ja tehakse äigemäär. Säge kuivatatakse õhu käes, fikseeritakse põleti leegis ja sellele kantakse 5% kroomhappe lahust. 5 ... 10 minuti pärast pestakse see veega maha. Preparaat kaetakse filterpaberi ribaga ja paberit niisutatakse ohtralt Tsili karboolfuksiiniga. Kuumutage preparaati leegi kohal, kuni tekivad aurud (mitte keema), seejärel võtke see kõrvale ja lisage uus osa värvainet. Seda protseduuri tehakse 7 minutit. Tähtis on, et värvaine aurustuks, aga paber ei kuivaks ära. Pärast jahutamist see eemaldatakse, preparaati pestakse veega ja kuivatatakse põhjalikult filterpaberiga.
Kui kõik toimingud on tehtud õigesti, on värv kontrastne ja erepunased eosed paistavad tsütoplasma sinisel taustal selgelt esile.
3.3.2 grammi peits
3.3.2.1 Rasvatustatud slaidile tehakse veetilgas õhuke määrimine, nii et rakud jaotuksid ühtlaselt üle klaasipinna ega moodustaks tükke.
3.3.2.2 Preparaat kuivatatakse õhu käes, fikseeritakse põleti leegi kohal ja värvitakse 1 ... 2 minutit karboolse emajuure või kristallvioletiga.
3.3.2.3 Seejärel valatakse värv maha ja määrdeid töödeldakse 1...2 min Lugoli lahusega kuni mustamiseni.
3.3.2.4 Kurnata Lugoli lahus, preparaati värvitustatakse 0,5...1,0 min 96% etüülalkoholiga ja pestakse kiiresti veega.
3.3.2.5 Lisaks värvitakse seda 1 ... 2 minutit fuchsiini vesilahusega.
3.3.2.6 Värvaine valatakse maha, preparaat pestakse veega ja kuivatatakse.
3.3.2.7 Sukeldussüsteemiga mikroskoopia.
Õige värvimise korral on grampositiivsetel bakteritel sinakasvioletne, gramnegatiivne – roosa-punane värv.
Usaldusväärsete tulemuste saamiseks on vaja noorte, aktiivselt kasvavate (tavaliselt ühepäevaste) kultuuride Grami värvimiseks määrdeid valmistada, kuna vanade kultuuride rakud annavad mõnikord ebastabiilse Grami reaktsiooni. Gramnegatiivsed bakterid võivad tunduda grampositiivsete bakteritena, kui bakterikile (määrd) on liiga paks ja alkoholi värvitustamine pole lõppenud. Grampositiivsed bakterid võivad tunduda gramnegatiivsete bakteritena, kui määrd on alkoholiga värvi muutnud.
3.3.3 Värvimine happekindluse tagamiseks
Uuritava bakteri äigepreparaadist valmistatakse rasvatustatud slaidil veetilgas. Valmistis kuivatatakse õhu käes ja fikseeritakse põleti leegi kohal. Määrile asetatakse filterbamaga, preparaat valatakse Tsilya karboolfuksiiniga ja kuumutatakse 2–3 korda, kuni tekivad aurud, hoides slaidi pintsettidega kõrgel põleti leegi kohal. Aurude tekkimist jälgitakse määrdile küljelt vaadates ja kui need ilmuvad, pannakse need kohe kõrvale.
ravim kõrvale. Laske preparaadil jahtuda, eemaldage filterpaber, visake värv ära ja peske määrdumine veega. Siis
rakud värvitakse 5% happelahusega H https://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif "width =" 11 "height =" 23 src = ">. korda väävelhappe klaasis ,
teda endas hoidmata. Preparaati pestakse uuesti põhjalikult veega ja värvitakse 3–5 minutit metüleensinisega (Leffleri järgi). Värv valatakse maha, preparaat pestakse veega, kuivatatakse ja uuritakse immersioonisüsteemiga. Õige värvimise korral on happekindlate bakterite rakud punased ja mittehappekindlad – sinine.
3.3.4 Liikuvuse määramine
Uuritav kultuur külvatakse süstimismeetodil 0,2 ... 0,5% poolvedelagariga kolonni. Kasvu iseärasuste kõige selgemini avaldumiseks tehakse katseklaasi seina vahetusse lähedusse punktsioon. Külv asetatakse 24 tunniks termostaadi. Sel viisil tehtud külv võimaldab tuvastada ja eraldada liikuvaid mikroorganisme liikumatutest.
Bakterite liikumatud vormid kasvavad piki torkejoont, moodustades silindrilise või koonilise kujuga väikesed väljakasvud. Samas jääb keskkond täiesti läbipaistvaks. Sellise külviga liikuvad mikroobid põhjustavad tugevat hägusust, mis levib enam-vähem ühtlaselt kogu söötme paksuses.
3.4 Füsioloogiliste ja biokeemiliste omaduste uurimine
tuvastatavad bakterid
3.4.1 Seos molekulaarse hapnikuga
Seoses molekulaarse hapnikuga jagatakse mikroorganismid nelja rühma: kohustuslikud aeroobid, mikroaerofiilid, fakultatiivsed aeroobid (anaeroobid) ja kohustuslikud anaeroobid... Et kohut mõista
mikroorganismide kuuluvuse kohta ühte või teise rühma inokuleeritakse mikroobisuspensioon katseklaasidesse sulatatud agari toitekeskkonnaga, mis on jahutatud temperatuurini 45 ºС. Külvamist saab teha süstiga. Ranged aeroobid kasvada söötme pinnal ja ülemises kihis, mikroaerofiilid- mõnel kaugusel pinnast. Fakultatiivsed anaeroobid arenevad tavaliselt kogu söötme paksuse ulatuses. Ranged anaeroobid kasvavad ainult söötme sügavusel, katseklaasi põhjas (joonis 6).
|
1 - aeroobid; 2 - mikroaerofiilid; 3 - valikulised anaeroobid;
4 - anaeroobid
Joonis 6 - Mikroorganismide kasv süstimisega külvamisel ( a) ja nakatamisel sula tihedasse söötmesse ( b)
3.4.2 Kasvatamine glükoosi ja peptooniga söötmel
Kultuur viiakse steriilse silmusega vedelasse söötmesse, mis sisaldab: 5,0 g/l peptooni, 1,0 g/l K2HP04, 10,0 g/l glükoosi, 2 ml bromotümoolsinist (1,6% alkoholilahus), valatakse destilleeritud vett. ujukidega katseklaasidesse (igaüks 8 ... 10 ml). Kasvatamise kestus on 7 päeva termostaadis temperatuuril 30 ° C. Mikroorganismide kasvu või selle puudumise määrab söötme hägusus, kile või sette moodustumine. Indikaatori värvuse muutus (bromotümoolsinine) näitab happeliste (söötme kollane värvus) või aluseliste (söötme sinine värvus) ainevahetusproduktide moodustumist. Gaasi moodustumist annab tunnistust selle kogunemine ujukisse. Vaatlustulemusi võrreldakse steriilse keskkonnaga.
3.4.3 Kasvatamine želatiiniga söötmel
Ekstratsellulaarsete proteolüütiliste ensüümide aktiivsus mikroorganismides määratakse kasutades substraadina želatiini, kaseiini või muid valke. Kolmapäev želatiiniga koosneb mesopataamia puljongist (MPB) ja 10 ... 15% želatiinist (MPF). Külvamine toimub süstimisega.
Bakterioloogilise nõelaga võetakse steriilselt lengist mikroorganismide rakud ja nõel torgatakse MPG kolonni paksusesse katseklaasi põhja.
Kasvatamise kestus on 7 kuni 10 päeva toatemperatuuril. Želatiini vedeldamist jälgitakse visuaalselt. Kui želatiin veeldub, märkige veeldamise intensiivsus ja vorm – kiht-kihilt, lehtrikujuline, kotikuline, kraatrikujuline, rep-kujuline, mullikujuline.
3.4.4 Kasvamine piimaga söötmel
Bakterite võimet piimakaseiini lagundada tehakse Petri tassides "piimaagarile" kandmine. Sööde koosneb võrdsetest osadest steriilsest lõssist ja steriilsest 3% agar-agari vesilahusest. Bakterid nakatatakse silmusena, tõmmates joone piki nõu läbimõõtu või selle sektori keskele, kuhu roog on jagatud. Bakterite kasvatamise kestus termostaadis temperatuuril 30 ° C on 7 päeva. Kaseiini hüdrolüüs tuvastatakse kolooniate ümber oleva söötme selginemise tsooni või piki triibuga kasvanud mikroorganismide kultuuri järgi. Tsoon on eriti selgelt nähtav pärast söötme töötlemist kasvanud bakteritega 5% trikloroäädikhappe lahusega. Kaseiini hüdrolüüsi tsooni mõõdetakse millimeetrites joone või koloonia servast heleda tsooni piirini. Mida suurem on heleda tsooni läbimõõt, seda suurem on bakterite kaseinolüütiline aktiivsus.
3.4.5 Kasvamine tärklisega söötmel
Külvamine agarisöötmele tärklisega (Petri tassidel), mis sisaldab (g/l): peptooni – 10,0; KN2R04 – 5,0; lahustuv tärklis – 2,0; agar – 15,0; pH 6,8 – 7.0, mis on toodetud amülaasi moodustumise määramiseks mikroorganismide poolt. Bakterid nakatatakse silmusena, tõmmates joone piki nõu läbimõõtu või selle sektori keskele, kuhu roog on jagatud. Baktereid kasvatati 7 päeva termostaadis temperatuuril 30 ° C. Tärklise hüdrolüüs tuvastatakse pärast söötme töötlemist kasvanud bakteritega Lugoli lahusega. Selleks valatakse söötme pinnale 3–5 ml Lugoli lahust. Tärklist sisaldav sööde muutub siniseks ja hüdrolüüsitsoon jääb värvituks või muutub punakaspruuniks, kui tärklis hüdrolüüsitakse dekstriinidena. Tärklise hüdrolüüsi tsooni mõõdetakse triibu (koloonia) servast heleda tsooni piirini (mm). Mida suurem on heleda tsooni läbimõõt, seda suurem on amülaasi aktiivsus.
3.4.6 Katalaasi test
Osa kasvatatud kultuurist suspendeeritakse slaidil olevas 3% vesinikperoksiidi tilgas bakterioloogilise silmuse abil. Katalaasi olemasolu tõendab gaasimullide moodustumine, mida täheldatakse 1 ... 5 minutit pärast bakterite sissetoomist palja silmaga või väikese suurendusega mikroskoobi all. Võite lisada mõne tilga vesinikperoksiidi otse agari kaldpinnal kasvatatud kolooniale või kultuurile ja jälgida molekulaarse hapniku arengut.
3.4.7 Bakterite tundlikkuse määramine
antibiootikumidele
Mikroorganismide tundlikkust antibiootikumide suhtes on mugav määrata teatud antibiootikumidega immutatud valmis paberketaste abil. Uuritud mikroorganisme kasvatatakse sobival tahkel toitekeskkonnal. Uuritava mikroorganismi paks suspensioon valmistatakse steriilses kraanivees, pestes rakke veega tahke toitekeskkonna pinnalt. Töötades põleti leegi lähedal, lisage 1 ml saadud suspensiooni
katseklaasi 20 ml agarisöötmega, sulatada ja jahutada temperatuurini 50 ºС, näiteks mesopatamiaagariga (MPA). Kui mikroorganisme kasvatati vedelas toitekeskkonnas, lisatakse agarile sobiv kogus kultuuri. Katseklaasi sisu segatakse kiiresti ja põhjalikult ning valatakse steriilsesse Petri tassi.
Kui sööde kõveneb, asetatakse selle pinnale paber.
kettad üksteisest võrdsel kaugusel ja üksteisest kaugel
1,5 ... 2,0 cm tassi servast. Petri tasse hoitakse 2 tundi toatemperatuuril, et tagada antibiootikumide parem difusioon agarisöötmesse, ja seejärel asetatakse need ilma ümberpööramata 24 tunniks termostaadi temperatuurile 30 ºС. Päeva pärast täheldatakse uuritud mikroorganismide kasvu pärssivate tsoonide moodustumist ketaste ümber. Kui uuritav bakter on teatud antibiootikumide suhtes tundlik, leitakse ketaste ümber kultuuri kasvutsoone. Kasvu inhibeerimise tsooni läbimõõt mõõdetakse millimeetri joonlauaga ja tulemused märgitakse tabelisse 3. Kui tsoon on üle 30 mm
mikroorganismide kõrge tundlikkuse kohta antibiootikumi suhtes ja vähem kui 12 mm - nõrga tundlikkuse kohta.
Kui katsetajal on lahendused
antibiootikume sisaldavaid aineid või kultuurivedelikku
antibiootikum, kasutage meetodit, kasutades agari paksusesse auke.
Sel juhul teeb testitud mikroorganismiga nakatatud külmutatud agarisöötmesse steriilne korgipuur (läbimõõt 6–8 mm) nõude servast 1,5 ... 2,0 cm kaugusele augud.
Süvenditesse lisatakse antibiootikumide või kultiveerimisvedeliku lahused. See meetod võimaldab paljastada ka vedelas keskkonnas kasvanud mikroorganismide võimet moodustada antibiootikume.
Tabel 3 – Antibiootikumide mõju bakterite kasvule
Antibiootikum | Kasvu pidurdamise tsoonide läbimõõt, mm |
Penitsilliini ketas | |
Plaat klooramfenikooliga |
4 KONTROLLKÜSIMUST
1. Defineerige järgmised terminid.
- tüvi; autentne tüvi; tüüpi tüvi;
- koloonia;
- kultuuriväärtused;
- taksonoomia;
- klassifikatsioon;
- nomenklatuur;
- plasmiid;
- faagi tüpiseerimine.
2. Milliseid jaotisi sisaldab mikroorganismide taksonoomia? Esitage nende omadused.
3. Miks on olemasolevad mikroorganismide klassifitseerimise süsteemid kunstlikud?
5. Millised on sama tüüpi mikroorganismi erinevate tüvede omadused?
6. Millised mikroorganismide taksonoomilised kategooriad on kohustuslikud ja millised on valikulised?
7. Loetlege mikroorganismide nomenklatuuri põhireeglid.
8. Mis on mikroorganismide tuvastamise peamine eesmärk?
9. Mille poolest erinevad prokarüootide ja eukarüootide erinevate rühmade klassifitseerimise ja identifitseerimise põhimõtted?
10. Milliseid omadusi uuritakse bakterite kirjeldamisel ja tuvastamisel?
11. Milliseid märke arvestatakse mikroorganismide pinna-, süva- ja põhjakolooniate kirjeldamisel?
12. Milliseid tunnuseid märgitakse mikroorganismide kasvu kirjeldamisel insuldi teel?
13. Mida märgitakse mikroorganismide kasvu iseloomustamisel vedelas toitekeskkonnas?
14. Millised märgid hõlmavad bakterirakkude morfoloogilisi omadusi ja struktuuri?
15. Milliseid füsioloogilisi ja biokeemilisi omadusi uuritakse bakterite tuvastamisel?
16. Millal on vaja kasutada kemotaksonoomilisi meetodeid?
17. Millised on mõned näited kemotaksonoomiliste markeritena kasutatavatest ainetest?
18. Millised on valgu taksonoomia tunnused?
19. Kirjeldage numbrilise taksonoomia meetodit, millised piirangud sellel on?
20. Milliste meetoditega hinnatakse bakterite fülogeneetilisi seoseid?
21. Mis on DNA sondi meetodi olemus ja erinevus meetodist
DNA – DNA hübridisatsioon?
22. Millised on ribosomaalse RNA nukleotiidjärjestuste analüüsi meetodi tunnused?
23. Milliseid märke kasutatakse "Bergey bakteriidentifikaatoris" bakterite klassifitseerimisel?
24. Milliseid omadusi ja märke uuritakse uute bakteritüvede kirjeldamisel?
25. Milliseid meetodeid kasutatakse tuvastatud bakterite puhtuse määramiseks?
26. Millised on Grami värvimistehnika rakendamise põhireeglid?
27. Millistesse rühmadesse jagunevad mikroorganismid molekulaarse hapniku suhtes?
28. Mida kasutatakse substraadina rakuväliste protolüütiliste ensüümide aktiivsuse määramisel mikroorganismides?
29. Milliseid mikroorganismide antibiootikumide tundlikkuse määramise meetodeid teate, andke nende omadused.
30. Millise meetodiga määratakse amülaasi teket mikroorganismide poolt?
31. Kuidas teostatud külv võimaldab tuvastada ja eraldada liikuvaid mikroorganisme liikumatutest?
5 VÄRVI- JA TOITMISVAHENDITE RETSEPT
5.1 Fuchsin põhikarbool (fuchsin Tsilya)
- värskelt destilleeritud fenooli 5% vesilahus - 100 ml;
- aluselise fuksiini küllastunud alkoholilahus - 10 ml;
Valmistatud segu filtreeritakse 48 tunni pärast.
5.2 Metüleensinine (Leffleri järgi)
- metüleensinise küllastunud alkoholilahus - 30 ml;
- destilleeritud vesi - 100 ml;
- 1% KOH vesilahus - 1 ml.
5.3 Liha peptoonpuljong (BCH)
500 g rasva ja kõõlusteta hakkliha valatakse 1 liitrisse kraanivette ja ekstraheeritakse toatemperatuuril 12 tundi või termostaadis 37 ºС 2 tundi ja 50 ºС juures tund aega. Seejärel surutakse liha läbi marli ja saadud tõmmist keedetakse 30 minutit. Sel juhul valgud koaguleeritakse. Jahutatud mass filtreeritakse läbi puuvillafiltri ja lisatakse vett esialgse mahuni. Järgmisena lisatakse 1 liitrile lihapuljongile 5–10 g peptooni ja 5 g naatriumkloriidi. Söödet kuumutatakse pidevalt segades, kuni peptoon lahustub. BCH steriliseeritakse rõhul 2 atm 20 minutit.
5.4 Liha peptoonagar (MPA)
1 l MPB-le lisada 20 g agarit. Söödet kuumutatakse kuni agar lahustumiseni, seejärel tekib söötme kergelt aluseline reaktsioon
20% NaCO64 lahus "height =" 52 "bgcolor =" white "style =" vertical-align: top; background: white ">
Laadimine ...