Antigènes bactériens :
spécifique au groupe (trouvée chez différentes espèces du même genre ou famille)
spécifique à l'espèce (chez différents représentants de la même espèce);
spécifique au type (déterminer les variants sérologiques - sérotypes, antigénovars au sein d'une même espèce).
Selon la localisation dans la cellule bactérienne, on distingue les antigènes K-, H-, O (désignés par des lettres de l'alphabet latin).
L'O-AG est un lipopolysaccharide de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif. Se compose d'une chaîne polysaccharidique (O-Ar lui-même) et du lipide A.
Le polysaccharide est thermostable (résiste à l'ébullition pendant 1 à 2 heures), chimiquement stable (résiste au traitement avec du formol et de l'éthanol). L'O-AG pur est faiblement immunogène. Il présente une variabilité structurelle et est utilisé pour distinguer de nombreux sérovariants de bactéries de la même espèce. Par exemple, chaque groupe de Salmonella est caractérisé par la présence d'un certain O-AG (polysaccharide) - dans le groupe A
C'est le facteur 2, le groupe B a le facteur 4, etc. Dans les formes R de bactéries, O-AG perd des chaînes latérales
polysaccharide et spécificité de type.
Lipide A - contient de la glucosamine et des acides gras. Il possède un puissant adjuvant, une activité immunostimulante non spécifique et une toxicité. En général, le LPS est une endotoxine. Déjà à faible dose, il provoque de la fièvre due à l'activation des macrophages et à leur libération d'IL1, de TNF et d'autres cytokines, une dégranulation des granulocytes, une agrégation plaquettaire. Il peut se lier à n'importe quelle cellule du corps, mais surtout aux macrophages. A fortes doses, il inhibe la phagocytose, provoque une toxicose, un dysfonctionnement du système cardiovasculaire, une thrombose, un choc endotoxique. Le LPS de certaines bactéries fait partie des immunostimulants (prodigiosan,
pyrogène). Les peptidoglycanes de la paroi cellulaire bactérienne ont un fort effet adjuvant sur les cellules SI.
HARCELER fait partie des flagelles bactériens, sa base est la protéine flagelline. Il est thermolabile.
K-AG est un groupe hétérogène d'AG capsulaires de surface de bactéries.
Ils sont dans une capsule. Ils contiennent principalement des polysaccharides acides, qui comprennent les acides galacturonique, glucuronique et iduronique. Il existe des variations dans la structure de ces antigènes, sur la base desquelles, par exemple, 75 types (sérotypes) de pneumocoques, 80 types de Klebsiella, etc. sont distingués. Les antigènes capsulaires sont utilisés pour préparer des vaccins contre les méningocoques, les pneumocoques et les Klebsiella. Cependant, l'administration de doses élevées d'antigènes polysaccharidiques peut induire une tolérance.
Les antigènes bactériens sont également leurs toxines, ribosomes et enzymes.
Certains micro-organismes contiennent des déterminants antigéniques à réaction croisée trouvés chez les micro-organismes et les humains/animaux.
Chez les microbes de diverses espèces et chez les humains, il existe des AG communs et structurellement similaires. Ces phénomènes sont appelés mimétisme antigénique. Souvent, les antigènes à réaction croisée reflètent la communauté phylogénétique de ces représentants, parfois ils sont le résultat d'une similitude accidentelle de conformation et de charges - molécules AG.
Par exemple, l'AG de Forsman se trouve dans les érythrocytes de barrach, les salmonelles et les cobayes.
Les streptocoques hémolytiques du groupe A contiennent des antigènes à réaction croisée (en particulier, la protéine M), communs avec les antihypertenseurs de l'endocarde et des glomérules du rein humain. De tels antigènes bactériens provoquent la formation d'anticorps qui réagissent de manière croisée avec les cellules humaines, ce qui conduit au développement de rhumatismes et de glomérulonéphrite post-streptococcique.
L'agent causal de la syphilis a des phospholipides de structure similaire à ceux trouvés dans le cœur des animaux et des humains. Par conséquent, l'antigène cardiolipine du cœur des animaux est utilisé pour détecter les anticorps dirigés contre le spirochète chez les personnes malades (réaction de Wasserman).
Les antigènes sont des composés de poids moléculaire élevé. Lorsqu'ils sont ingérés, ils provoquent une réaction immunitaire et interagissent avec les produits de cette réaction : les anticorps et les lymphocytes activés.
Classification des antigènes.
1. Par origine :
1) naturel (protéines, glucides, acides nucléiques, exo- et endotoxines bactériennes, antigènes des tissus et des cellules sanguines);
2) artificiel (protéines et glucides dinitrophénylés);
3) synthétique (polyaminoacides synthétisés, polypeptides).
2. Par nature chimique :
1) protéines (hormones, enzymes, etc.);
2) glucides (dextrane);
3) acides nucléiques (ADN, ARN) ;
4) antigènes conjugués (protéines dinitrophénylées) ;
5) les polypeptides (polymères d'acides a-aminés, copolymères de glutamine et d'alanine) ;
6) les lipides (cholestérol, lécithine, qui peuvent agir comme un haptène, mais associés aux protéines sériques, ils acquièrent des propriétés antigéniques).
3. Par relation génétique :
1) autoantigènes (provenant des tissus de votre propre corps) ;
2) les isoantigènes (dérivés d'un donneur génétiquement identique) ;
3) alloantigènes (provenant d'un donneur non apparenté de la même espèce);
4) xénoantigènes (dérivé d'un donneur d'une autre espèce).
4. Par la nature de la réponse immunitaire :
1) antigènes thymodépendants (la réponse immunitaire dépend de la participation active des lymphocytes T);
2) antigènes thymo-indépendants (déclenchent la réponse immunitaire et la synthèse d'anticorps par les lymphocytes B sans lymphocytes T).
Distinguer également :
1) antigènes externes ; entrer dans le corps de l'extérieur. Il s'agit de micro-organismes, de cellules transplantées et de particules étrangères qui peuvent pénétrer dans l'organisme par voie alimentaire, inhalée ou parentérale ;
2) les antigènes internes ; proviennent de molécules corporelles endommagées qui sont reconnues comme étrangères ;
3) antigènes latents - certains antigènes (par exemple, tissu nerveux, protéines du cristallin et spermatozoïdes); sont anatomiquement séparés du système immunitaire par des barrières histohématogènes au cours de l'embryogenèse ; la tolérance à ces molécules n'apparaît pas ; entrer dans la circulation sanguine peut entraîner une réponse immunitaire.
Une réactivité immunologique contre les auto-antigènes altérés ou latents se produit dans certaines maladies auto-immunes.
Propriétés de l'antigène :
1) antigénicité - la capacité de provoquer la formation d'anticorps;
2) immunogénicité - la capacité de créer une immunité;
3) spécificité - caractéristiques antigéniques, en raison de la présence desquelles les antigènes diffèrent les uns des autres.
Les haptènes sont des substances de faible poids moléculaire qui, dans des conditions normales, ne provoquent pas de réponse immunitaire, mais lorsqu'elles se lient à des molécules de poids moléculaire élevé, elles deviennent immunogènes. Les haptènes comprennent les médicaments et la plupart des produits chimiques. Ils sont capables d'induire une réponse immunitaire après s'être liés aux protéines de l'organisme.
Les antigènes ou haptènes qui, lorsqu'ils sont réintroduits dans l'organisme, provoquent une réaction allergique sont appelés allergènes.
2. Antigènes de micro-organismes
Les antigènes infectieux sont des antigènes de bactéries, virus, champignons, protozoaires.
Il existe les types d'antigènes bactériens suivants :
1) spécifique au groupe (trouvée dans différentes espèces du même genre ou famille);
2) spécifique à l'espèce (trouvée chez divers représentants de la même espèce);
3) spécifique au type (déterminer les variants sérologiques - sérotypes, antigénovars - au sein d'une même espèce).
Selon la localisation dans la cellule bactérienne, on distingue :
1) O - AG - polysaccharide; fait partie de la paroi cellulaire des bactéries. Détermine la spécificité antigénique du lipopolysaccharide de la paroi cellulaire ; selon elle, on distingue des sérovariants de bactéries de la même espèce. O - AG est faiblement immunogène. Il est thermiquement stable (résiste à l'ébullition pendant 1 à 2 heures), chimiquement stable (résiste au traitement au formol et à l'éthanol) ;
2) le lipide A est un hétérodimère ; contient de la glucosamine et des acides gras. Il a un adjuvant puissant, une activité immunostimulante non spécifique et une toxicité;
3) H-AG; fait partie des flagelles bactériens, sa base est la protéine flagelline. Il est thermolabile ;
4) K - AG - un groupe hétérogène d'antigènes capsulaires de surface de bactéries. Ils sont situés dans la capsule et sont associés à la couche superficielle du lipopolysaccharide de la paroi cellulaire ;
5) toxines, nucléoprotéines, ribosomes et enzymes bactériennes.
Antigènes viraux :
1) antigènes de la supercapside - enveloppe de surface ;
2) les antigènes protéiques et glycoprotéiques ;
3) capside - membraneuse;
4) antigènes nucléoprotéiques (noyaux).
Tous les antigènes viraux sont T-dépendants.
Les antigènes protecteurs sont un ensemble de déterminants antigéniques (épitopes) qui provoquent la réponse immunitaire la plus forte, ce qui protège le corps d'une réinfection par cet agent pathogène.
Voies de pénétration des antigènes infectieux dans le corps:
1) par une peau endommagée et parfois intacte ;
2) à travers les muqueuses du nez, de la bouche, du tractus gastro-intestinal, des voies urinaires.
Les hétéroantigènes sont des complexes antigéniques communs à des représentants de différentes espèces ou des déterminants antigéniques communs sur des complexes différant par d'autres propriétés. En raison des hétéroantigènes, des réactions immunologiques croisées peuvent survenir.
Chez les microbes de divers types et chez les humains, il existe des antigènes communs structurellement similaires. Ces phénomènes sont appelés mimétisme antigénique.
Les superantigènes sont un groupe spécial d'antigènes qui, à de très faibles doses, provoquent l'activation polyclonale et la prolifération d'un grand nombre de lymphocytes T. Les superantigènes sont les entérotoxines bactériennes, les toxines staphylococciques, cholériques et certains virus (rotavirus).
L'isolement de micro-organismes à partir de divers matériaux et la production de leurs cultures sont largement utilisés dans la pratique de laboratoire pour le diagnostic microbiologique des maladies infectieuses, dans les travaux de recherche et dans la production microbiologique de vaccins, d'antibiotiques et d'autres produits biologiquement actifs de l'activité vitale microbienne.
Les conditions de culture dépendent également des propriétés des micro-organismes respectifs. La plupart des microbes pathogènes sont cultivés sur des milieux nutritifs à 37°C pendant 12 jours. Cependant, certains d'entre eux nécessitent des délais plus longs. Par exemple, les bactéries de la coqueluche - en 2-3 jours et Mycobacterium tuberculosis - en 3-4 semaines.
Pour stimuler les processus de croissance et de reproduction des microbes aérobies, ainsi que pour réduire le temps de leur culture, la méthode de culture immergée est utilisée, qui consiste en une aération et une agitation continues du milieu nutritif. La méthode profonde a trouvé une large application en biotechnologie.
Pour la culture des anaérobies, des méthodes spéciales sont utilisées, dont l'essence est d'éliminer l'air ou de le remplacer par des gaz inertes dans des thermostats scellés - des anaérostats. Les anaérobies sont cultivés sur des milieux nutritifs contenant des substances réductrices (glucose, formiate de sodium, etc.) qui réduisent le potentiel redox.
Dans la pratique du diagnostic, les cultures pures de bactéries sont d'une importance particulière, qui sont isolées du matériel de test prélevé sur un patient ou des objets environnementaux. À cette fin, des milieux nutritifs artificiels sont utilisés, qui sont subdivisés en milieux de base, de diagnostic différentiel et électifs de la composition la plus diverse. Le choix d'un milieu nutritif pour l'isolement d'une culture pure est essentiel pour le diagnostic bactériologique.
Dans la plupart des cas, des milieux de culture solides sont utilisés, préalablement versés dans des boîtes de Pétri. Le matériel d'essai est placé sur la surface du milieu dans une boucle et trituré avec une spatule pour obtenir des colonies isolées cultivées à partir d'une cellule. La sous-culture d'une colonie isolée sur une gélose inclinée dans un tube à essai donne une culture pure.
Pour l'identification, c'est-à-dire déterminant le générique et l'espèce appartenant à la culture sélectionnée, les caractères phénotypiques sont le plus souvent étudiés :
a) la morphologie des cellules bactériennes dans les frottis colorés ou les préparations natives ;
b) des signes biochimiques de culture selon sa capacité à fermenter les glucides (glucose, lactose, saccharose, maltose, mannitol, etc.), pour former de l'indole, de l'ammoniac et de l'hydrogène sulfuré, produits de l'activité protéolytique des bactéries.
Pour une analyse plus complète, la chromatographie gaz-liquide et d'autres méthodes sont utilisées.
Parallèlement aux méthodes bactériologiques, les méthodes de recherche immunologiques sont largement utilisées pour identifier les cultures pures, qui visent à étudier la structure antigénique de la culture isolée. A cet effet, des réactions sérologiques sont utilisées : agglutination, précipitation par immunofluorescence, liaison au complément, dosage immuno-enzymatique, méthodes de dosage radio-immunologique, etc.
Méthodes pour isoler la culture pure
Afin d'isoler une culture pure de micro-organismes, il est nécessaire de séparer les nombreuses bactéries présentes dans le matériau, les unes des autres. Ceci peut être réalisé en utilisant des techniques basées sur deux principes - mécanique et biologique dissociation des bactéries.
Méthodes d'isolement de cultures pures basées sur un principe mécanique
Méthode de dilution en série , proposé par L. Pasteur, a été l'un des tout premiers, qui a été utilisé pour la séparation mécanique des micro-organismes. Elle consiste à effectuer des dilutions en série d'un matériau contenant des microbes dans un liquide milieu nutritif. Cette technique est assez laborieuse et imparfaite dans son travail, car elle ne permet pas de contrôler le nombre de cellules microbiennes qui pénètrent dans les éprouvettes lors des dilutions.
il n'a pas cet inconvénient Méthode de Koch (méthode de dilution sur plaque ). R. Koch a utilisé des milieux nutritifs solides à base de gélatine ou d'agar-agar. Le matériel avec des associations de différents types de bactéries a été dilué dans plusieurs tubes à essai avec de la gélatine fondue et légèrement refroidie, dont le contenu a ensuite été versé sur des plaques de verre stériles. Après gélification du milieu, celui-ci a été cultivé à la température optimale. Des colonies isolées de micro-organismes se sont formées dans son épaisseur, qui pourraient facilement être transférées dans un milieu nutritif frais à l'aide d'une boucle de platine pour obtenir une culture pure de bactéries.
La méthode de Drygalski est une méthode plus avancée qui est largement utilisée dans la pratique microbiologique quotidienne. Tout d'abord, le matériau d'essai est appliqué à la surface du milieu dans une boîte de Pétri avec une pipette ou une boucle. À l'aide d'une spatule en métal ou en verre, frottez-la soigneusement dans le support. Le plat est maintenu ouvert pendant l'ensemencement et doucement tourné pour répartir le matériau uniformément. Sans stériliser la spatule, ils réalisent le matériel emprunté dans une autre boîte de Pétri, si nécessaire, dans une troisième. Ce n'est qu'alors que la spatule est plongée dans une solution désinfectante ou frite dans une flamme de brûleur. À la surface du milieu, dans la première boîte, on observe, en règle générale, une croissance continue des bactéries, dans la deuxième - croissance dense et dans la troisième - croissance sous forme de colonies isolées.
Colonies selon la méthode Drigalski
Méthode de culture en ligne aujourd'hui, il est le plus souvent utilisé dans les laboratoires de microbiologie. Le matériel qui contient des micro-organismes est collecté avec une boucle bactériologique et appliqué à la surface du milieu de culture près du bord de la boîte. Retirez l'excès de matière et dessinez-le en traits parallèles d'un bord à l'autre de la tasse. Après une journée d'incubation des inoculations à la température optimale, des colonies isolées de microbes se développent à la surface de la boîte.
Méthode de course
Pour obtenir des colonies isolées, vous pouvez utiliser un écouvillon couvert, qui a été utilisé pour collecter le matériel de test. Ouvrez un peu la boîte de Pétri avec le milieu nutritif, insérez-y un tampon et frottez le matériau dans la surface de la boîte avec des mouvements prudents, en retournant progressivement le tampon et la boîte.
Ainsi, un avantage significatif des méthodes de Koch, Drygalsky et de culture en stries des dilutions sur plaque est qu'elles créent des colonies isolées de micro-organismes, qui, lorsqu'elles sont inoculées sur un autre milieu nutritif, se transforment en une culture pure.
Méthodes biologiques pour isoler les cultures pures
Le principe biologique de la séparation des bactéries permet une recherche ciblée de méthodes prenant en compte les nombreuses caractéristiques des cellules microbiennes. Parmi les méthodes les plus courantes figurent les suivantes :
1. Par le type de respiration. Tous les micro-organismes par type de respiration sont divisés en deux groupes principaux: aérobique (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio сholeraeetc) et anaérobie (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringenset etc.)... Si le matériel à partir duquel les agents pathogènes anaérobies doivent être isolés est préchauffé puis cultivé dans des conditions anaérobies, alors ces bactéries se développeront.
2. Par sporulation . On sait que certains microbes (bacilles et clostridies) sont capables de fertilité. Parmi eux Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus... Les litiges résistent à l'action des facteurs environnementaux. Par conséquent, le matériau à tester peut être soumis à l'action d'un facteur thermique, puis transféré par inoculation dans le milieu nutritif. Après un certain temps, exactement les bactéries capables de fertilité se développeront dessus.
3. Résistance des microbes aux acides et aux alcalis. Certains germes (Mycobacterium tuberculosis, Mycobactérie bovis) en raison des particularités de leur structure chimique, ils sont résistants à l'action des acides. C'est pourquoi le matériel qui les contient, par exemple les crachats de la tuberculose, est prétraité avec un volume égal de solution d'acide sulfurique à 10%, puis semé sur des milieux nutritifs. La flore étrangère meurt et les mycobactéries se développent en raison de leur résistance aux acides.
Vibrion cholérique (Vibrio сholerae) au contraire, c'est une bactérie halophile, donc, pour créer des conditions de croissance optimales, elle est semée sur des supports qui contiennent des alcalis (1% d'eau peptonée alcaline). Déjà après 4 à 6 heures, des signes caractéristiques de croissance apparaissent à la surface du milieu sous la forme d'un délicat film bleuté.
4. Mobilité des bactéries. Certains germes (Proteus vulgaris) ont tendance à ramper et sont capables de se répandre rapidement à la surface de quelque chose d'humide. Pour isoler ces agents pathogènes, ils sont inoculés dans une goutte de liquide de condensation, qui se forme lorsque la gélose inclinée est refroidie. Après 16-18 ans, ils se sont propagés à toute la surface de l'environnement. Si nous prélevons du matériel du haut de la gélose, nous aurons une culture pure d'agents pathogènes.
5. La sensibilité des microbes à l'action des produits chimiques, antibiotiques et autres agents antimicrobiens. En raison des caractéristiques du métabolisme des bactéries, elles peuvent avoir une sensibilité différente à certains facteurs chimiques. On sait que les staphylocoques, bacilles aérobies qui forment des spores, sont résistants à l'action de 7,5 à 10 % de chlorure de sodium. C'est pourquoi, pour isoler ces agents pathogènes, on utilise des milieux nutritifs électifs (agar jaune-sel, gélose beckon-sel) qui contiennent cette même substance. Les autres bactéries ne se développent pratiquement pas à cette concentration de chlorure de sodium.
6. Administration de certains antibiotiques (nystatine) est utilisé pour inhiber la croissance des champignons dans les matériaux qui en sont fortement contaminés. A l'inverse, l'ajout de l'antibiotique pénicilline au milieu favorise la croissance de la flore bactérienne si des champignons doivent être isolés. L'ajout de furazolidone à certaines concentrations au milieu nutritif crée des conditions sélectives pour la croissance des corynébactéries et des microcoques.
7. La capacité des micro-organismes à pénétrer à travers la peau intacte. Certaines bactéries pathogènes (Yersinia pestis) en raison de la présence d'un grand nombre d'enzymes d'agression, ils sont capables de pénétrer à travers la peau intacte. Pour ce faire, les poils du corps de l'animal de laboratoire sont rasés et le matériau de test est frotté dans cette zone, qui contient l'agent pathogène et une grande quantité de microflore tierce. Après un certain temps, l'animal est abattu et des microbes sont libérés du sang ou des organes internes.
8. Sensibilité des animaux de laboratoire aux agents pathogènes des maladies infectieuses. Certains animaux sont très sensibles à divers micro-organismes.
Par exemple, avec n'importe quelle voie d'administration Streptococcus pneumoniae les souris blanches développent une infection pneumococcique généralisée. Une image similaire est observée lorsque les cobayes sont infectés par des agents pathogènes de la tuberculose. (Mycobacterium tuberculosis) .
Dans la pratique quotidienne, les bactériologistes utilisent des concepts tels que souche et culture pure micro-organismes. Par souche, on entend des microbes de la même espèce, qui sont isolés de sources différentes, ou de la même source, mais à des moments différents. Une culture pure de bactéries est constituée de micro-organismes de la même espèce, descendants d'une cellule microbienne, qui se sont développés sur (dans) un milieu nutritif.
Isolement de la culture pure aérobie micro-organismes se compose de plusieurs étapes.
Premier jour (Étape 1) recherche) le matériel pathologique est introduit dans un récipient stérile (tube à essai, flacon, flacon). Ils l'étudient - apparence, texture, couleur, odeur et autres signes, préparent un frottis, le peignent et l'examinent au microscope. Dans certains cas (gonorrhée aiguë, peste), un diagnostic préalable peut être posé à ce stade, et en plus, il est possible de sélectionner le milieu sur lequel le matériel sera inoculé. Ensuite, ils réalisent une boucle bactériologique (le plus souvent utilisée), à l'aide d'une spatule - selon la méthode Drygalsky, avec un coton-tige. Les tasses sont fermées, retournées, signées avec un crayon spécial et placées dans un thermostat à une température optimale (37°C) pendant 18-48 heures. Le but de cette étape est d'obtenir des colonies isolées de microorganismes.
Cependant, parfois afin d'entasser le matériel, il est semé sur des milieux nutritifs liquides.
Le deuxième jour (Recherche de l'étape 2)à la surface d'un milieu nutritif dense, les micro-organismes forment une croissance continue et dense ou des colonies isolées. La colonie- Ce sont les accumulations de bactéries visibles à l'œil nu en surface ou dans l'épaisseur du milieu nutritif. En règle générale, chaque colonie est formée des descendants d'une cellule microbienne (clones), leur composition est donc assez homogène. Les caractéristiques de la croissance des bactéries sur les milieux nutritifs sont une manifestation de leurs propriétés culturelles.
Les plaques sont scrutées et examinées à la recherche de colonies isolées qui se sont développées à la surface de la gélose. Faites attention à la taille, la forme, la couleur, la nature des bords et la surface des colonies, leur consistance et d'autres caractéristiques. Si nécessaire, examinez les colonies à la loupe, faible ou fort grossissement du microscope. La structure des colonies est examinée en lumière transmise à faible grossissement du microscope. Elles peuvent être hyalines, granuleuses, filamenteuses ou fibreuses, qui se caractérisent par la présence de fils entrelacés dans l'épaisseur des colonies.
La caractérisation des colonies est une partie importante du travail d'un bactériologiste et d'un assistant de laboratoire, car les micro-organismes de chaque espèce ont leurs propres colonies spéciales.
Le troisième jour (Étape 3) recherche)étudier la nature de la croissance d'une culture pure de micro-organismes et procéder à son identification.
Tout d'abord, ils prêtent attention aux particularités de la croissance des micro-organismes sur le milieu et font un frottis en le colorant avec la méthode de Gram, afin de vérifier la pureté de la culture. Si des bactéries de même type de morphologie, de taille et de propriétés tinctoriales (aptitude à peindre) sont observées au microscope, on en conclut que la culture est pure. Dans certains cas, déjà en apparence et les caractéristiques de leur croissance, il est possible de tirer une conclusion sur le type d'agents pathogènes isolés. La détermination du type de bactéries par leurs caractéristiques morphologiques est appelée identification morphologique. La détermination du type d'agents pathogènes par leurs caractéristiques culturelles s'appelle l'identification culturelle.
Cependant, ces études ne suffisent pas à tirer une conclusion définitive sur le type de microbes isolés. Par conséquent, ils étudient les propriétés biochimiques des bactéries. Ils sont assez divers.
Identification des bactéries.
La détermination du type d'agent pathogène par ses propriétés biochimiques est appelée identification biochimique.
Afin d'établir les espèces de bactéries, leur structure antigénique est souvent étudiée, c'est-à-dire qu'elles sont identifiées par des propriétés antigéniques. Chaque micro-organisme contient des substances antigéniques différentes. En particulier, les représentants de la famille des entérobactéries (Yesherichia, Salmoneli, Shigela) contiennent un antigène O membranaire, un antigène H flagellé et un antigène K capsulaire. Ils sont hétérogènes dans leur composition chimique, ils existent donc sous de nombreuses variantes. Ils peuvent être déterminés à l'aide de sérums agglutinants spécifiques. Cette définition du type de bactérie est appelée identification sérologique.
Parfois, les bactéries sont identifiées en infectant des animaux de laboratoire avec une culture pure et en observant les changements que les agents pathogènes provoquent dans le corps (tuberculose, botulisme, tétanos, salmonellose, etc.). Cette méthode s'appelle identification par propriétés biologiques... En tant qu'objets, les cobayes, les souris blanches et les rats sont le plus souvent utilisés.
ANNEXES
(tableaux et schémas)
Physiologie des bactéries
Schéma 1. Physiologie des bactéries.
reproduction
poussant sur des milieux nutritifs
Tableau 1. Tableau général de la physiologie bactérienne.
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Caractéristique |
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Le processus d'acquisition d'énergie et de substances. |
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Un ensemble de processus biochimiques, à la suite desquels l'énergie nécessaire à l'activité vitale des cellules microbiennes est libérée. |
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Reproduction coordonnée de tous les composants et structures cellulaires, conduisant finalement à une augmentation de la masse cellulaire |
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la reproduction |
Augmentation du nombre de cellules dans la population |
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Culture sur milieux nutritifs. |
En conditions de laboratoire, les microorganismes sont cultivés sur des milieux nutritifs qui doivent être stériles, transparents, humides, contenir certains nutriments (protéines, glucides, vitamines, oligo-éléments, etc.), avoir un certain pouvoir tampon, avoir un pH approprié, un potentiel redox. |
Tableau 1.1 Composition chimique et fonctions physiologiques des éléments.
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Élément de composition |
Caractéristiques et rôle dans la physiologie cellulaire. |
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Le composant principal d'une cellule bactérienne, représentant environ 80% de sa masse. Il est à l'état libre ou lié avec les éléments structurels de la cellule. En cas de litige, la quantité d'eau est réduite à 18,20 %. L'eau est un solvant pour de nombreuses substances et joue également un rôle mécanique en fournissant de la turgescence. Lors de la plasmolyse - la perte d'eau par la cellule dans une solution hypertonique - le protoplasme se détache de la membrane cellulaire. Élimination de l'eau de la cellule, séchage, suspension des processus métaboliques. La plupart des micro-organismes tolèrent bien le séchage. Avec un manque d'eau, les micro-organismes ne se multiplient pas. Le séchage sous vide à partir d'un état congelé (lyophilisation) arrête la reproduction et favorise la conservation à long terme des échantillons microbiens. |
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40 - 80% de matière sèche. Ils déterminent les propriétés biologiques les plus importantes des bactéries et consistent généralement en des combinaisons de 20 acides aminés. Les bactéries comprennent l'acide diaminopimélique (DAP), qui est absent des cellules humaines et animales. Les bactéries contiennent plus de 2000 protéines différentes présentes dans les composants structurels et impliquées dans les processus métaboliques. La plupart des protéines ont une activité enzymatique. Les protéines de la cellule bactérienne déterminent l'antigénicité et l'immunogénicité, la virulence et les espèces de bactéries. |
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Élément de composition |
Caractéristiques et rôle dans la physiologie cellulaire. |
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Acides nucléiques |
Ils remplissent des fonctions similaires aux acides nucléiques des cellules eucaryotes : une molécule d'ADN sous forme de chromosome est responsable de l'hérédité, les acides ribonucléiques (informationnels, ou matriciels, de transport et ribosomiques) sont impliqués dans la biosynthèse des protéines. |
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Les glucides |
Ils sont représentés par des substances simples (mono- et disaccharides) et des composés complexes. Les polysaccharides se trouvent souvent dans les capsules. Certains polysaccharides intracellulaires (amidon, glycogène, etc.) sont des nutriments de réserve. |
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Ils font partie de la membrane cytoplasmique et de ses dérivés, ainsi que de la paroi cellulaire des bactéries, par exemple, la membrane externe, où, en plus de la couche biomoléculaire de lipides, se trouve le LPS. Les lipides peuvent jouer le rôle de nutriments de réserve dans le cytoplasme. Les lipides bactériens sont représentés par les phospholipides, les acides gras et les glycérides. Mycobacterium tuberculosis contient la plus grande quantité de lipides (jusqu'à 40 %). |
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Minéraux |
On le retrouve dans les cendres après que les cellules ont été brûlées. Le phosphore, le potassium, le sodium, le soufre, le fer, le calcium, le magnésium, ainsi que des oligo-éléments (zinc, cuivre, cobalt, baryum, manganèse, etc.) sont détectés en grande quantité et participent à la régulation de la pression osmotique, du pH du milieu, le potentiel redox , activent les enzymes, font partie des enzymes, des vitamines et des composants structurels de la cellule microbienne. |
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Tableau 1.2. Bases azotées.
Tableau 1.2.1 Enzymes
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Caractéristique |
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Définition |
Catalyseurs protéiques spécifiques et efficaces présents dans toutes les cellules vivantes. |
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Les enzymes réduisent l'énergie d'activation, assurant l'apparition de telles réactions chimiques qui, sans elles, ne pourraient avoir lieu qu'à des températures élevées, une pression excessive et dans d'autres conditions non physiologiques inacceptables pour une cellule vivante. |
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Les enzymes augmentent la vitesse de réaction d'environ 10 ordres de grandeur, ce qui réduit la demi-vie de toute réaction de 300 ans à une seconde. |
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Les enzymes « reconnaissent » un substrat par l'arrangement spatial de sa molécule et la répartition des charges qu'il contient. Une certaine partie de la molécule de protéine enzymatique - son centre catalytique - est responsable de la liaison au substrat. Dans ce cas, un complexe intermédiaire enzyme-substrat se forme, qui se décompose ensuite avec formation d'un produit de réaction et d'une enzyme libre. |
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Variétés |
Les enzymes régulatrices (allostériques) perçoivent divers signaux métaboliques et, en conséquence, modifient leur activité catalytique. |
Enzymes effectrices - enzymes qui catalysent certaines réactions (pour plus de détails, voir le tableau 1.2.2.) |
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Activité fonctionnelle |
L'activité fonctionnelle des enzymes et la vitesse des réactions enzymatiques dépendent des conditions dans lesquelles se trouve le microorganisme et surtout de la température du milieu et de son pH. Pour de nombreux micro-organismes pathogènes, la température optimale est de 37 ° C et un pH de 7,2 à 7,4. |
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COURS D'ENZYMES :
les micro-organismes synthétisent diverses enzymes appartenant aux six classes connues.
Tableau 1.2.2. Classes d'enzymes effectrices
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Classe d'enzymes |
Catalyse : |
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Oxydoréductase |
Transfert d'électrons |
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Transferts |
Transfert de divers groupes chimiques |
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Hydrolases |
Transfert de groupes fonctionnels à une molécule d'eau |
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Attachement de groupes sur des doubles liaisons et réactions inverses |
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Isomérase |
Transfert de groupes au sein d'une molécule avec formation de formes isomères |
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Formation de liaisons C-C, C-S, C-O, C-N dues aux réactions de condensation associées à la décomposition de l'adénosine triphosphate (ATP) |
Tableau 1.2.3. Types d'enzymes par formation dans une cellule bactérienne
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Caractéristique |
Remarques (modifier) |
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Iiductible (adaptatif) enzymes "Induction de substrat" |
Enzymes dont la concentration dans la cellule augmente fortement en réponse à l'apparition d'un substrat inducteur dans le milieu. Ils ne sont synthétisés par une cellule bactérienne que s'il y a un substrat de cette enzyme dans le milieu | ||
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Enzymes répressives |
La synthèse de ces enzymes est supprimée en raison d'une accumulation excessive du produit de réaction catalysé par cette enzyme. |
Un exemple de répression enzymatique est la synthèse de tryptophane, qui est formé à partir d'acide anthranilique avec la participation d'anthranilate synthétase. |
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Enzymes constitutives |
Enzymes synthétisées quelles que soient les conditions environnementales |
Enzymes de la glycolyse |
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Complexes multi-enzymatiques |
Enzymes intracellulaires combinées structurellement et fonctionnellement |
Enzymes de la chaîne respiratoire localisés sur la membrane cytoplasmique. |
Tableau 1.2.4. Enzymes spécifiques
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Enzymes |
Identification des bactéries |
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Superoxyde dismutase et catalase |
Tous les aérobies ou anaérobies facultatifs possèdent de la superoxyde dismutase et de la catalase - des enzymes qui protègent la cellule des produits toxiques du métabolisme de l'oxygène. Presque tous les anaérobies obligatoires ne synthétisent pas ces enzymes. Un seul groupe de bactéries aérobies - les bactéries lactiques sont catalase-négatives. |
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Peroxydase |
Les bactéries lactiques accumulent la peroxydase - une enzyme qui catalyse l'oxydation des composés organiques sous l'action de H2O2 (réduit en eau). |
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Arginine dihydrolase |
Une fonction de diagnostic qui vous permet de distinguer les espèces saprophytes de Pseudomonas des espèces phytopathogènes. |
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Parmi les cinq principaux groupes de la famille des Enterobacteriaceae, seuls deux - Escherichiae et Erwiniae - ne synthétisent pas d'uréase. |
Tableau 1.2.5. Application des enzymes bactériennes en microbiologie industrielle.
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Enzymes |
Application |
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Amylase, cellulase, protéase, lipase |
Pour améliorer la digestion, on utilise des préparations prêtes à l'emploi d'enzymes qui facilitent, respectivement, l'hydrolyse de l'amidon, de la cellulose, des protéines et des lipides. |
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Levure invertase |
Dans la fabrication de bonbons pour éviter la cristallisation du saccharose |
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pectinases |
Utilisé pour clarifier les jus de fruits |
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Collagénase de clostridium et streptokinase de streptocoques |
Hydrolyse les protéines, favorise la cicatrisation des plaies et des brûlures |
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Enzymes lytiques des bactéries |
Ils sont sécrétés dans l'environnement, agissent sur les parois cellulaires des microorganismes pathogènes et constituent un moyen efficace de lutte contre ces derniers, même s'ils présentent de multiples résistances aux antibiotiques. |
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Ribonucléases, désoxyribonucléases, polymérases, ADN ligases et autres enzymes qui modifient spécifiquement les acides nucléiques |
Utilisé comme boîte à outils en chimie bioorganique, génie génétique et thérapie génique |
Tableau 1.2.6. Classification des enzymes par localisation.
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Localisation | |||
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Endozymes |
Dans le cytoplasme Dans la membrane cytoplasmique Dans l'espace périplasmique |
Ils ne fonctionnent qu'à l'intérieur de la cellule. Ils catalysent les réactions de biosynthèse et de métabolisme énergétique. |
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Exozymes |
Sont rejetés dans l'environnement. |
Ils sont libérés par la cellule dans l'environnement et catalysent les réactions d'hydrolyse de composés organiques complexes en composés plus simples disponibles pour l'assimilation par la cellule microbienne. Il s'agit notamment des enzymes hydrolytiques, qui jouent un rôle extrêmement important dans la nutrition des micro-organismes. |
Tableau 1.2.7. Enzymes de microbes pathogènes (enzymes d'agression)
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Enzymes | |||
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Lécitovitellase Lécithinase |
Détruit les membranes cellulaires |
Semis du matériel d'essai sur le milieu nutritif du ZhSA Résultat : une zone nuageuse autour des colonies sur la JSA. |
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Hémolysine |
Détruit les globules rouges |
Semis du matériel à tester sur un milieu nutritif gélose au sang. Résultat : une zone d'hémolyse complète autour des colonies sur gélose au sang. |
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Cultures coagulase-positives |
Provoque la coagulation du plasma sanguin |
Inoculation du matériel à tester sur du plasma sanguin citraté stérile. Résultat : coagulation du plasma |
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Cultures coagulase négatives |
Production de mannitol |
Semis de mannitol sur milieu nutritif en conditions anaérobies. Résultat : L'apparition de colonies colorées (dans la couleur de l'indicateur) |
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Enzymes |
La formation de certaines enzymes en laboratoire |
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Hyaluronidase |
Hydrolyse l'acide hyaluronique - le composant principal du tissu conjonctif |
Semis du matériel à tester sur un milieu nutritif contenant de l'acide hyaluronique. Résultat : aucune formation de caillot ne se produit dans les tubes contenant de la hyaluronidase. |
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Neuraminidase |
Clive l'acide sialique (neuraminique) de diverses glycoprotéines, glycolipides, polysaccharides, augmentant la perméabilité de divers tissus. |
Détection : la réaction pour la détermination des anticorps contre la neuraminidase (RINA) et autres (méthodes immunodiffusion, immunoenzymatique et radio-immune). |
Tableau 1.2.8. Classification des enzymes par propriétés biochimiques.
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Enzymes |
Détection |
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Sugarolytique |
Décomposition des sucres |
Différentiel - environnements de diagnostic tels que l'environnement de Giss, l'environnement d'Olkénitsky, l'environnement d'Endo, l'environnement de Levin, l'environnement de Ploskirev. |
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protéolytique |
Dégradation des protéines |
Les microbes sont inoculés avec une injection dans une colonne de gélatine, et après 3 à 5 jours d'incubation à température ambiante, le caractère de liquéfaction de la gélatine est noté. L'activité protéolytique est également déterminée par la formation de produits de décomposition de protéines : indole, sulfure d'hydrogène, ammoniac. Pour les déterminer, des micro-organismes sont inoculés dans un bouillon de viande-peptone. |
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Enzymes du produit final |
Formation alcaline Formation d'acide Formation de sulfure d'hydrogène Formation d'ammoniac, etc. |
Pour distinguer certains types de bactéries des autres sur la base de leur activité enzymatique, ils sont utilisés environnements de diagnostic différentiel |
Schéma 1.2.8. Composition enzymatique.
COMPOSITION ENZYMIQUE DE TOUT MICRO-ORGANISME :
Défini par son génome
est un signe stable
Largement utilisé pour les identifier
Détermination des propriétés saccharolytiques, protéolytiques et autres.
Tableau 1.3. Pigments
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Pigments |
Synthèse de micro-organismes |
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Pigments caroténoïdes liposolubles en rouge, orange ou jaune |
Formez des sarcins, mycobacterium tuberculosis, certains actinomycètes. Ces pigments les protègent des rayons UV. |
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Pigments noirs ou bruns - mélanines |
Synthétisé par les anaérobies obligatoires Bacteroides niger et autres.Insoluble dans l'eau et même les acides forts |
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Pigment pyrrole rouge vif - prodigiosine |
Formé par quelques sérats |
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Pigment phénosine hydrosoluble - pyocyanine. |
Produit par la bactérie Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa). Dans ce cas, le milieu de culture à pH neutre ou alcalin vire au bleu-vert. |
Tableau 1.4. Micro-organismes lumineux et aromatiques
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État et caractéristique |
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Lueur (luminescence) |
Les bactéries provoquent la luminescence de ces substrats, par exemple les écailles de poisson, les champignons supérieurs, les arbres en décomposition, les produits alimentaires, à la surface desquels elles se multiplient. La plupart des bactéries luminescentes sont des espèces halophiles qui peuvent se multiplier à des concentrations élevées de sel. Ils vivent dans les mers et les océans et rarement dans les plans d'eau douce. Toutes les bactéries luminescentes sont aérobies. Le mécanisme de luminescence est associé à la libération d'énergie lors de l'oxydation biologique du substrat. |
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Formation d'arôme |
Certains micro-organismes produisent des arômes volatils, tels que l'acétate d'éthyle et l'acétate d'amyle, qui confèrent un arôme au vin, à la bière, à l'acide lactique et à d'autres produits alimentaires, et sont donc utilisés dans leur production. |
Tableau 2.1.1 Métabolisme
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Définition |
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Métabolisme |
Les processus biochimiques dans la cellule sont unis par un mot - métabolisme (métabole grec - transformation). Ce terme équivaut à la notion de « métabolisme et énergie ». Il existe deux aspects du métabolisme : l'anabolisme et le catabolisme. |
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L'anabolisme est un ensemble de réactions biochimiques qui synthétisent des composants cellulaires, c'est-à-dire ce côté du métabolisme, appelé métabolisme constructif. |
Le catabolisme est un ensemble de réactions qui fournissent à la cellule l'énergie nécessaire, notamment, aux réactions du métabolisme constructif. Par conséquent, le catabolisme est également défini comme le métabolisme énergétique de la cellule. |
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amphibolisme |
Le métabolisme intermédiaire, qui convertit des fragments de nutriments de faible poids moléculaire en un certain nombre d'acides organiques et d'esters phosphoriques, est appelé |
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Schéma 2.1.1. Métabolisme
MÉTABOLISME -
un ensemble de deux processus opposés mais en interaction : le catabolisme et l'anabolisme
Anabolisme= assimilation = métabolisme plastique = métabolisme constructif
catabolisme= dissimilation = métabolisme énergétique = décomposition = fournir de l'énergie à la cellule
Synthèse (des composants cellulaires)
Réactions cataboliques enzymatiques entraînant libération d'énergie, qui s'est accumulé dans les molécules d'ATP.
Biosynthèse des monomères :
acides aminés nucléotides monosaccharides d'acides gras
Biosynthèse des polymères :
protéines acides nucléiques polysaccharides lipides
À la suite d'une réaction anabolique enzymatique, l'énergie libérée au cours du processus de catabolisme est dépensée pour la synthèse de macromolécules de composés organiques, à partir desquelles sont ensuite assemblés les biopolymères - les éléments constitutifs de la cellule microbienne.
L'énergie est dépensée pour la synthèse des composants cellulaires
Tableau 2.1.3. Métabolisme et transformation de l'énergie cellulaire.
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Métabolisme |
Caractéristique |
Remarques (modifier) |
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Le métabolisme fournit un équilibre dynamique inhérent à un organisme vivant en tant que système, dans lequel la synthèse et la destruction, la reproduction et la mort sont mutuellement équilibrées. |
Le métabolisme est le signe principal de la vie |
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Échange de plastique Synthèse de protéines, lipides, glucides. |
Il s'agit d'un ensemble de réactions de synthèse biologique. |
À partir de substances entrant dans la cellule de l'extérieur, des molécules se forment, similaires aux composés cellulaires, c'est-à-dire qu'une assimilation se produit. |
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Échange d'énergie |
Le processus opposé à la synthèse. Il s'agit d'un ensemble de réactions de clivage. |
Lorsque les composés de haut poids moléculaire se décomposent, de l'énergie est libérée, ce qui est nécessaire à la réaction de biosynthèse, c'est-à-dire qu'une dissimilation se produit. Lorsque le glucose est décomposé, l'énergie est libérée par étapes avec la participation d'un certain nombre d'enzymes. |
Tableau 2.1.2. Différence de métabolisme pour l'identification.
Tableau 2.2 Anabolisme (métabolisme constructif)
Schéma 2.2.2. Biosynthèse des acides aminés chez les procaryotes.
Schéma 2.2.1. Biosynthèse des glucides dans les micro-organismes.
Graphique 2.2.3. Biosynthèse des lipides
Tableau 2.2.4. Étapes du métabolisme énergétique - Catabolisme.
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Étapes |
Caractéristique |
Noter |
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Préparatoire |
Molécules de disaccharides et de polysaccharides, les protéines se décomposent en petites molécules - glucose, glycérine et acides gras, acides aminés. Grosses molécules d'acide nucléique par nucléotide. |
A ce stade, une petite quantité d'énergie est libérée, qui est dissipée sous forme de chaleur. |
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Anoxique ou incomplète ou anaérobie ou fermentée ou dissipé. |
Les substances formées à ce stade avec la participation d'enzymes sont encore dégradées. Par exemple : le glucose se décompose en deux molécules d'acide lactique et deux molécules d'ATP. |
L'ATP et le H 3 PO 4 sont impliqués dans les réactions de clivage du glucose. Lors de la décomposition sans oxygène du glucose, 40 % de l'énergie est stockée dans la molécule d'ATP sous forme de liaison chimique, le reste est dissipée sous forme de chaleur. Dans tous les cas de dégradation d'une molécule de glucose, deux molécules d'ATP sont formées. |
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Le stade de la respiration aérobie ou de la dégradation de l'oxygène. |
Lorsque l'oxygène est disponible pour la cellule, les substances formées au cours de l'étape précédente sont oxydées (décomposées) en produits finaux CO 2 etH 2 ô. |
L'équation totale de la respiration aérobie :
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Schéma 2.2.4. Fermentation.
Métabolisme fermentaire - caractérisé par la formation d'ATP par phosphorylation de substrats.
Première (oxydation) = clivage
Deuxième (récupération)
Comprend la conversion du glucose en acide pyruvique.
Comprend la récupération d'hydrogène pour la récupération d'acide pyruvique.
Voies de formation de l'acide pyruvique à partir des glucides
Schéma 2.2.5. Acide pyruvique.
Voie glycolytique (voie Embden-Meyerhof-Parnassus)
Chemin Entner-Dudorov
Voie du pentose phosphate
Tableau 2.2.5. Fermentation.
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Type de fermentation |
Représentants |
Produit final |
Remarques (modifier) |
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Acide lactique |
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Forme de l'acide lactique à partir du pyruvate |
Dans certains cas (fermentation par homofermentation) seul l'acide lactique se forme, dans d'autres également des sous-produits. |
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L'acide formique |
Entérobactéries |
L'acide formique est l'un des produits finaux. (avec elle - côté) |
Certains types d'entérobactéries décomposent l'acide formique en H 2 et CO 2 / |
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Acide butyrique |
Acide butyrique et sous-produits |
Certains types de clostridies, avec les acides butyrique et autres, forment du butanol, de l'acétone, etc. (on parle alors de fermentation acétone-butyle). |
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L'acide propionique |
Propionobactérie |
Forme de l'acide propionique à partir du pyruvate |
De nombreuses bactéries fermentent les glucides avec d'autres aliments pour former de l'alcool éthylique. Cependant, ce n'est pas un produit principal. |
Tableau 2.3.1. Système de synthèse des protéines, échange d'ions.
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Nom de l'article |
Caractéristique |
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Sous-unités ribosomiques 30S et 50S |
Dans le cas des ribosomes bactériens 70S, la sous-unité 50S contient de l'ARNr 23S (environ 3 000 nucléotides de longueur) et la sous-unité 30S contient de l'ARNr 16S (environ 1 500 nucléotides de longueur); la grande sous-unité ribosomique, en plus de l'ARNr "long", contient également un ou deux ARNr "courts" (ARNr 5S des sous-unités ribosomiques bactériennes 50S ou 5S et ARNr 5.8S des grandes sous-unités ribosomiques des eucaryotes). (Pour plus de détails, voir Fig. 2.3.1.) |
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|
ARN messager (ARNm) | ||
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Un ensemble complet de vingt aminoacyl-ARNt, pour la formation desquels les acides aminés correspondants sont nécessaires, aminoacyl-ARNt synthétases, ARNt et ATP |
C'est un acide aminé, chargé d'énergie et lié à l'ARNt, prêt à être transporté vers le ribosome et incorporé dans le polypeptide synthétisé sur celui-ci. |
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ARN de transport (ARNt) |
Acide ribonucléique, dont la fonction est de transporter les acides aminés vers le site de synthèse des protéines. |
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Facteurs d'initiation des protéines |
(chez les procaryotes - IF-1, IF-2, IF-3) Ils tirent leur nom du fait qu'ils sont impliqués dans l'organisation d'un complexe actif (complexe 708) de sous-unités 30S et 50S, d'ARNm et d'aminoacyl-ARNt initiateur (chez procaryotes - formylméthionyl -ARNt), qui "démarre" (initie) le travail des ribosomes - la traduction de l'ARNm. |
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Facteurs d'allongement des protéines |
(chez les procaryotes - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Participer à l'élongation (élongation) de la chaîne polypeptidique synthétisée (peptidil). Les facteurs de libération des protéines (RF) assurent la séparation spécifique du codon du polypeptide du ribosome et la fin de la synthèse des protéines. |
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Nom de l'article |
Caractéristique |
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Facteurs de terminaison des protéines |
(chez les procaryotes - RF-1, RF-2, RF-3) |
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Certains autres facteurs protéiques (associations, dissociation de sous-unités, libération, etc.). |
Facteurs de traduction des protéines nécessaires au fonctionnement du système |
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Guanosine triphosphate (GTP) |
Pour la diffusion, la participation de GTF est requise. Le besoin du système de synthèse de protéines pour le GTP est très spécifique : il ne peut être remplacé par aucun des autres triphosphates. La cellule dépense plus d'énergie pour la biosynthèse des protéines que pour la synthèse de tout autre biopolymère. La formation de chaque nouvelle liaison peptidique nécessite le clivage de quatre liaisons à haute énergie (ATP et GTP) : deux afin de charger la molécule d'ARNt avec un acide aminé, et deux autres pendant l'élongation - une pendant la liaison de l'aa-ARNt et la autre pendant la translocation. |
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Cations inorganiques à une certaine concentration. |
Maintenir le pH du système dans les limites physiologiques. Les ions ammonium sont utilisés par certaines bactéries pour synthétiser des acides aminés, les ions potassium sont utilisés pour lier l'ARNt aux ribosomes. Les ions fer et magnésium jouent le rôle de cofacteur dans un certain nombre de processus enzymatiques |
Graphique 2.3.1. Représentation schématique des structures des ribosomes procaryotes et eucaryotes.
Tableau 2.3.2. Caractéristiques de l'échange d'ions chez les bactéries.
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Particularité |
Caractérisé par: |
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Pression osmotique élevée |
En raison de la concentration intracellulaire importante d'ions potassium dans les bactéries, une pression osmotique élevée est maintenue. |
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Apport en fer |
Pour un certain nombre de bactéries pathogènes et opportunistes (Escherichia, Shigella, etc.), la consommation de fer dans l'organisme de l'hôte est difficile en raison de son insolubilité aux pH neutres et légèrement alcalins. |
Sidérophores - substances spéciales qui, en liant le fer, le rendent soluble et transportable. |
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Assimilation |
Les bactéries assimilent activement les anions SO2/ et PO34+ de l'environnement pour la synthèse de composés contenant ces éléments (acides aminés soufrés, phospholipides, etc.). |
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Pour la croissance et la reproduction des bactéries, des composés minéraux sont nécessaires - ions NH4 +, K +, Mg2 +, etc. (pour plus de détails, voir le tableau 2.3.1.) |
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Tableau 2.3.3. Échange d'ion
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Nom des composés minéraux |
Une fonction |
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NH 4 + (ions ammonium) |
Utilisé par certaines bactéries pour synthétiser des acides aminés |
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K + (ions potassium) |
Utilisé pour lier l'ARNt aux ribosomes Maintenir une pression osmotique élevée |
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Fe 2+ (ions fer) |
Jouer le rôle de cofacteurs dans un certain nombre de processus enzymatiques Font partie des cytochromes et autres hémoprotéines |
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Mg 2+ (ions magnésium) |
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SO 4 2 - (anion sulfate) |
Nécessaire à la synthèse de composés contenant ces éléments (acides aminés soufrés, phospholipides, etc.) |
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PO 4 3- (anion phosphate) |
Schéma 2.4.1. Le métabolisme énergétique.
Pour la synthèse, les bactéries ont besoin...
Nutriments
Tableau 2.4.1. Métabolisme énergétique (oxydation biologique).
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Traiter |
Nécessaire: |
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Synthèse des composants structurels des cellules microbiennes et maintien des processus vitaux |
Quantité d'énergie suffisante. Ce besoin est satisfait par l'oxydation biologique, à la suite de laquelle des molécules d'ATP sont synthétisées. |
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Énergie (ATP) |
Les bactéries du fer reçoivent l'énergie libérée lors de leur oxydation directe du fer (Fe2+ en Fe3+), qui sert à fixer le CO2, les bactéries métabolisant le soufre, se fournissent en énergie grâce à l'oxydation des composés soufrés. Cependant, la grande majorité des procaryotes obtiennent de l'énergie par déshydrogénation. De l'énergie est également reçue lors de la respiration (voir le tableau détaillé dans la section correspondante). |
Schéma 2.4. Oxydation biologique chez les procaryotes.
Décomposition des polymères en monomères
Les glucides
glycérine et acides gras
acides aminés
monosaccharides
Décomposition en conditions anoxiques
Formation de produits intermédiaires
Oxydation dans des conditions d'oxygène aux produits finaux
Tableau 2.4.2. Le métabolisme énergétique.
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Concept |
Caractéristique |
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Essence du métabolisme énergétique |
Fournir aux cellules l'énergie nécessaire à la manifestation de la vie. |
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La molécule d'ATP est synthétisée à la suite du transfert d'un électron de son donneur primaire à l'accepteur final. |
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La respiration est une oxydation biologique (dégradation). Selon quel est l'accepteur d'électrons final, il y a souffle: Aérobie - pendant la respiration aérobie, l'oxygène moléculaire O 2 sert d'accepteur d'électrons final. Anaérobies - les composés inorganiques servent d'accepteur final d'électrons : NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2- |
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Mobiliser l'énergie |
L'énergie est mobilisée dans les réactions d'oxydation et de réduction. |
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Réaction d'oxydation |
La capacité d'une substance à donner des électrons (oxyder) |
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Réaction de récupération |
La capacité d'une substance à attacher des électrons. |
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Potentiel redox |
Capacité d'une substance à donner (oxyder) ou à recevoir (récupérer) des électrons. (expression quantitative) |
Schéma 2.5. La synthèse.
les glucides
Tableau 2.5.1. La synthèse
Tableau 2.5.1. La synthèse
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Biosynthèse |
De quoi |
Remarques (modifier) |
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Biosynthèse des glucides |
Les autotrophes synthétisent le glucose à partir du CO 2. Les hétérotrophes synthétisent le glucose à partir de composés contenant du carbone. |
Cycle de Calvin (voir schéma 2.2.1.) |
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Biosynthèse des acides aminés |
La plupart des procaryotes sont capables de synthétiser tous les acides aminés à partir de : Pyruvate α-cétoglutarate fumorate |
La source d'énergie est l'ATP. Le pyruvate est formé dans le cycle glycolytique. Micro-organismes auxotrophes - consommés prêts à l'emploi dans le corps de l'hôte. |
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Biosynthèse des lipides |
Les lipides sont synthétisés à partir de composés plus simples - produits métaboliques des protéines et des glucides |
Les protéines de transfert d'acétyle jouent un rôle important. Micro-organismes auxotrophes - à consommer prêts à l'emploi dans le corps de l'hôte ou à partir de milieux nutritifs. |
Tableau 2.5.2. Les principales étapes de la biosynthèse des protéines.
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Étapes |
Caractéristique |
Remarques (modifier) |
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Transcription |
Le processus de synthèse d'ARN sur les gènes. C'est le processus de réécriture des informations de l'ADN - gène en ARNm - gène. |
Elle est réalisée à l'aide d'ADN - ARN - polymérase dépendante. Le transfert d'informations sur la structure des protéines aux ribosomes se fait à l'aide de l'ARNm. |
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Diffusion (transmission) |
Le processus de la propre biosynthèse des protéines. Processus de décodage du code génétique dans l'ARNm et de sa mise en œuvre sous la forme d'une chaîne polypeptidique. |
Puisque chaque codon contient trois nucléotides, le même texte génétique peut être lu de trois manières différentes (en commençant par les premier, deuxième et troisième nucléotides), c'est-à-dire dans trois cadres de lecture différents. |
Remarque concernant le tableau : la structure principale de chaque protéine est la séquence d'acides aminés qu'elle contient.
Schéma 2.5.2. Chaînes de transfert d'électrons du principal donneur d'hydrogène (électrons) à son accepteur final O2.
Matière organique
(donneur d'électrons primaire)
Flavoprotéine (- 0,20)
Quinone (- 0, 07)
Cytochrome (+0,01)
Cytochrome C (+0,22)
Cytochrome A (+0,34)
accepteur final
Tableau 3.1. Classification des organismes par types d'aliments.
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Élément organogène |
Types de nourriture |
Caractéristique |
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Carbone (C) |
Autotrophes |
Ils synthétisent eux-mêmes tous les composants carbonés de la cellule à partir du CO 2. |
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Hétérotrophes |
Ils ne peuvent pas satisfaire leurs besoins en CO 2 , ils utilisent des composés organiques prêts à l'emploi. |
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Saprophytes |
La source de nourriture est constituée de substrats organiques morts. |
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La source de nourriture est constituée de tissus vivants d'animaux et de plantes. |
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Prototrophes |
Satisfaire leurs besoins en azote atmosphérique et minéral |
||
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Auxotrophes |
Besoin de composés azotés organiques prêts à l'emploi. |
||
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Hydrogène (H) |
La source principale est H 2 O |
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Oxygène (O) |
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Tableau 3.1.2. Transformation de l'énergie
Tableau 3.1.3. Méthodes d'alimentation en carbone
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Source d'énergie |
Donneur d'électrons |
Méthode d'alimentation en carbone |
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L'énergie solaire |
Composés inorganiques |
Photolithohétérotrophes |
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Composés organiques |
Photoorganohétérotrophes |
||
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Réactions redox |
Composés inorganiques |
Chemolithohétérotrophes |
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Composés organiques |
Chimioorganohétérotrophes |
Tableau 3.2. Mécanismes de puissance :
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Mécanisme |
Conditions |
Le gradient de concentration |
Consommation d'énergie |
Spécificité du substrat |
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Diffusion passive |
La concentration de nutriments dans le milieu dépasse la concentration dans la cellule. |
Par gradient de concentration | |||
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Diffusion facilitée |
Les protéines de perméase sont impliquées. |
Par gradient de concentration | |||
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Transport actif |
Les protéines de perméase sont impliquées. | ||||
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Translocation de groupes chimiques |
Au cours du processus de transfert, une modification chimique des nutriments se produit. |
Contre le gradient de concentration |
Tableau 3.3. Transport des nutriments de la cellule bactérienne.
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Nom |
Caractéristique |
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Réaction de phosphotransférase |
Se produit lors de la phosphorylation de la molécule transférée. |
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Sécrétion translationnelle |
Dans ce cas, les molécules synthétisées doivent avoir une séquence d'acides aminés principale spéciale afin de se fixer à la membrane et de former un canal à travers lequel les molécules de protéines peuvent s'échapper dans l'environnement. Ainsi, les toxines du tétanos, de la diphtérie et d'autres molécules sont libérées des cellules des bactéries correspondantes. |
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bourgeonnement membranaire |
Les molécules formées dans la cellule sont entourées d'une vésicule membranaire, qui est lacée dans l'environnement. |
Tableau 4. Croissance.
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Concept |
Définition de la notion. |
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Augmentation irréversible de la quantité de matière vivante, le plus souvent due à la division cellulaire. Si, dans les organismes multicellulaires, une augmentation de la taille du corps est généralement observée, alors dans les organismes multicellulaires, le nombre de cellules augmente. Mais même chez les bactéries, il faut distinguer une augmentation du nombre de cellules et une augmentation de la masse cellulaire. |
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Facteurs affectant la croissance des bactéries in vitro. |
Médias culturels : Mycobacterium leprae n'est pas capable de Température (montée dans la fourchette) : Bactéries mésophiles (20-40 o C) Bactéries thermophiles (50-60 o C) Psychrophile (0-10 o C) |
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Évaluation de la croissance bactérienne |
La quantification de la croissance est généralement effectuée dans des milieux liquides où les bactéries en croissance forment une suspension homogène. Une augmentation du nombre de cellules est établie en déterminant la concentration de bactéries dans 1 ml, ou l'augmentation de la masse cellulaire est déterminée en unités de poids par unité de volume. |
Facteurs de croissance
Acides aminés
Vitamines
Bases azotées
Tableau 4.1. Facteurs de croissance
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Facteurs de croissance |
Caractéristique |
Une fonction |
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Acides aminés |
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De nombreux micro-organismes, en particulier les bactéries, ont besoin d'un ou plusieurs acides aminés (un ou plusieurs), car ils ne peuvent pas les synthétiser par eux-mêmes. Les micro-organismes de ce type sont appelés auxotrophes pour les acides aminés ou autres composés qu'ils sont incapables de synthétiser. |
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Bases puriques et leurs dérivés |
Nucléotides : |
Ce sont des facteurs de croissance pour les bactéries. Certains types de mycoplasmes ont besoin de nucléotides. Nécessaire à la construction d'acides nucléiques. |
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Bases pyrimidiques et leurs dérivés |
Nucléotides |
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Facteurs de croissance |
Caractéristique |
Une fonction |
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Lipides neutres |
Fait partie des lipides membranaires |
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Phospholipides |
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Acide gras |
Sont des composants des phospholipides |
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Glycolipides |
Dans les mycoplasmes, ils font partie de la membrane cytoplasmique |
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Vitamines (principalement groupe B) |
Thiamine (B1) |
Staphylococcus aureus, pneumocoque, Brucella |
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Acide nicotinique (B3) |
Tous les types de bactéries en forme de bâtonnets |
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Acide folique (B9) |
Bifidobactéries et acide propionique |
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Acide pantothénique (B5) |
Certains types de streptocoques, bacilles tétaniques |
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Biotine (B7) |
Levures et bactéries fixatrices d'azote Rhizobium |
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Hèmes - composants des cytochromes |
Bactéries hémophiles, mycobacterium tuberculosis |
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Tableau 5. Respiration.
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Nom |
Caractéristique |
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Oxydation biologique (réactions enzymatiques) |
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Base |
La respiration est basée sur des réactions redox qui conduisent à la formation d'ATP, un accumulateur universel d'énergie chimique. |
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Processus |
Lors de la respiration, les processus suivants ont lieu : L'oxydation est la libération d'hydrogène ou d'électrons par les donneurs. La réduction est l'attachement d'hydrogène ou d'électrons à un accepteur. |
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Respiration aérobie |
L'accepteur final d'hydrogène ou d'électrons est l'oxygène moléculaire. |
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Respiration anaérobie |
L'accepteur d'hydrogène ou d'électrons est un composé inorganique - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-. |
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Fermentation |
Les composés organiques sont des accepteurs d'hydrogène ou d'électrons. |
Tableau 5.1. Classement respiratoire.
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Bactéries |
Caractéristique |
Remarques (modifier) |
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Anaérobies stricts |
L'échange d'énergie a lieu sans la participation d'oxygène libre. La synthèse d'ATP lors de la consommation de glucose dans des conditions anaérobies (glycolyse) se produit en raison de la phosphorylation du substrat. L'oxygène pour les anaérobies ne sert pas d'accepteur d'électrons final. De plus, l'oxygène moléculaire a un effet toxique sur eux. |
les anaérobies stricts n'ont pas l'enzyme catalase, par conséquent, s'accumulant en présence d'oxygène, a un effet bactéricide sur eux; les anaérobies stricts n'ont pas de système de régulation du potentiel redox (potentiel redox). |
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Aérobies stricts |
Ils ne sont capables de recevoir de l'énergie que par la respiration et ont donc nécessairement besoin d'oxygène moléculaire. Organismes qui reçoivent de l'énergie et forment de l'ATP en utilisant uniquement la phosphorylation oxydative du substrat, où seul l'oxygène moléculaire peut agir comme oxydant. La croissance de la plupart des bactéries aérobies s'arrête à une concentration en oxygène de 40 à 50 % et plus. |
Les aérobies stricts comprennent, par exemple, les représentants du genre Pseudomonas |
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Bactéries |
Caractéristique |
Remarques (modifier) |
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Anaérobies facultatives |
Croître en présence et en l'absence d'oxygène moléculaire Les organismes aérobies contiennent le plus souvent trois cytochromes, les anaérobies facultatifs - un ou deux, les anaérobies obligatoires ne contiennent pas de cytochromes. |
Les anaérobies facultatifs comprennent les entérobactéries et de nombreuses levures qui peuvent passer de la respiration en présence de 0 2 à la fermentation en l'absence de 0 2. |
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Microaérophiles |
Un micro-organisme qui nécessite, contrairement aux anaérobies stricts, la présence d'oxygène dans l'atmosphère ou le milieu nutritif pour sa croissance, mais à des concentrations réduites par rapport à la teneur en oxygène de l'air ordinaire ou des tissus normaux du corps de l'hôte (contrairement aux aérobies , qui nécessitent une teneur normale en oxygène dans l'atmosphère ou le milieu nutritif). De nombreux microaérophiles sont également capnophiles, c'est-à-dire qu'ils nécessitent une concentration accrue de dioxyde de carbone. |
En laboratoire, de tels organismes sont facilement cultivés dans un "pot à bougie". Un « pot de bougie » est un récipient dans lequel une bougie allumée est introduite avant d'être scellée avec un couvercle hermétique. La flamme de la bougie brûlera jusqu'à ce qu'elle s'éteigne à cause d'un manque d'oxygène, à la suite de quoi une atmosphère saturée de dioxyde de carbone avec une teneur réduite en oxygène se forme dans la canette. |
Tableau 6. Caractéristiques de la reproduction.
Schéma 6. Dépendance de la durée de production de divers facteurs.
Durée de génération
Type de bactérie
Population
Température
La composition du milieu nutritif
Tableau 6.1. Phases de reproduction bactérienne.
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Phase |
Caractéristique |
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Phase stationnaire initiale |
Dure 1-2 heures. Pendant cette phase, le nombre de cellules bactériennes n'augmente pas. |
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Phase de latence (phase de retard de reproduction) |
Elle se caractérise par le début d'une croissance cellulaire intensive, mais le taux de division cellulaire reste faible. |
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Phase de log (logarithmique) |
Diffère dans le taux maximal de reproduction cellulaire et une augmentation exponentielle du nombre de population bactérienne |
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Phase d'accélération négative |
Elle se caractérise par une moindre activité des cellules bactériennes et un allongement de la période de génération. Cela se produit à la suite de l'épuisement du milieu nutritif, de l'accumulation de produits métaboliques dans celui-ci et d'un manque d'oxygène. |
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État stationnaire |
Elle se caractérise par un équilibre entre le nombre de cellules mortes, nouvellement formées et dormantes. |
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Phase catastrophique |
Il se produit à un taux constant et est remplacé par des phases UP-USH de diminution du taux de mort cellulaire. |
Schéma 7. Exigences pour les milieux de culture.
Exigences
Viscosité
Humidité
Stérilité
La valeur nutritionnelle 
Transparence
Isotonie
Tableau 7. Reproduction de bactéries sur milieu nutritif.
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Milieu nutritif |
Caractéristique |
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Milieux nutritifs denses |
Sur un milieu nutritif dense, les bactéries forment des colonies - des amas de cellules. |
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S- un type(lisse - lisse et brillant) Rond, avec un bord régulier, lisse, convexe. |
R- un type(rugueux - rugueux, inégal) De forme irrégulière avec des bords déchiquetés, rugueux, bosselé. |
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Milieux de culture liquides |
Croissance du fond (sédiment) Croissance superficielle (film) Croissance diffuse (voile uniforme) |
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Tableau 7.1. Classification des milieux de culture.
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Classification |
Types |
Exemples de |
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Par composition |
MPA - Viande Peptone Agar BCH - bouillon de viande-peptone PV - eau peptonée |
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Gélose au sang YSA - gélose au sel de jaune Giss mercredi |
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Sur rendez-vous |
Le principal | ||
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Électif |
Gélose alcaline Eau peptonée alcaline |
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Différentiel - diagnostic |
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Spécial |
Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Bouillon thioglycolique Le lait selon Toukaev |
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Par cohérence |
Gélose au sang Gélose alcaline |
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Semi liquide |
Gélose semi-liquide |
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Par origine |
Naturel | ||
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Semi-synthétique | |||
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Synthétique |
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Tableau 7.2. Principes d'isolement de la culture cellulaire pure.
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Principe mécanique |
Principe biologique |
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1. Dilutions fractionnaires de L. Pasteur 2. Dilutions de plaques R. Koch 3. Cultures de surface Drigalsky 4. Coups de surface |
Envisager: a - type de respiration (méthode de Fortner) ; b - mobilité (méthode de Shukevich); c - résistance aux acides; d - sporulation; d - température optimale; e - sensibilité sélective des animaux de laboratoire aux bactéries |
Tableau 7.2.1. Étapes d'isolement de la culture cellulaire pure.
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Étape |
Caractéristique |
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Recherche de l'étape 1 |
Enlevez le matériel pathologique. Ils l'étudient - apparence, texture, couleur, odeur et autres signes, préparent un frottis, le peignent et l'examinent au microscope. |
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Recherche de l'étape 2 |
A la surface d'un milieu nutritif dense, les micro-organismes forment une croissance continue et dense ou des colonies isolées. La colonie- Ce sont les accumulations de bactéries visibles à l'œil nu en surface ou dans l'épaisseur du milieu nutritif. En règle générale, chaque colonie est formée des descendants d'une cellule microbienne (clones), leur composition est donc assez homogène. Les caractéristiques de la croissance des bactéries sur les milieux nutritifs sont une manifestation de leurs propriétés culturelles. |
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Recherche de stade 3 |
La nature de la croissance d'une culture pure de microorganismes est étudiée et son identification est réalisée. |
Tableau 7.3. Identification des bactéries.
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Nom |
Caractéristique |
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Identification biochimique |
Détermination du type d'agent pathogène par ses propriétés biochimiques |
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Identification sérologique |
Afin d'établir les espèces de bactéries, leur structure antigénique est souvent étudiée, c'est-à-dire que l'identification est effectuée par les propriétés antigéniques |
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Identification par propriétés biologiques |
Parfois, les bactéries sont identifiées en infectant des animaux de laboratoire avec une culture pure et en observant les changements que les agents pathogènes provoquent dans le corps. |
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Identification culturelle |
Détermination du type d'agents pathogènes par leurs caractéristiques culturelles |
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Identification morphologique |
Détermination du type de bactéries par leurs caractéristiques morphologiques |
Lequel des processus n'est pas lié à la physiologie des bactéries ?
la reproduction
Quelles substances constituent 40 à 80 % de la masse sèche d'une cellule bactérienne ?
Les glucides
Acides nucléiques
Quelles classes d'enzymes sont synthétisées par les micro-organismes ?
Oxy réductase
Tous les cours
Transferts
Des enzymes dont la concentration dans la cellule augmente fortement en réponse à l'apparition d'un substrat inducteur dans le milieu ?
Iiductible
Constitutionnel
Répressif
Complexes multi-enzymatiques
Une enzyme de pathogénicité sécrétée par Staphylococcus aureus ?
Neuraminidase
Hyaluronidase
Lécithinase
Fibrinolysine
Les enzymes protéolytiques remplissent-elles une fonction ?
Dégradation des protéines
Briser les graisses
Décomposition des glucides
Formation alcaline
Fermentation des entérobactéries ?
Acide lactique
L'acide formique
L'acide propionique
Acide butyrique
Quels composés minéraux sont utilisés pour lier l'ARN-t aux ribosomes ?
L'oxydation biologique est...?
la reproduction
Mort cellulaire
Quelles substances elles-mêmes synthétisent tous les composants contenant du carbone de la cellule à partir du CO 2.
Prototrophes
Hétérotrophes
Autotrophes
Saprophytes
Les milieux de culture diffèrent :
Par composition
Par cohérence
Sur rendez-vous
Tout ce qui précède
La phase de reproduction, qui se caractérise par un équilibre entre le nombre de cellules mortes, nouvellement formées et dormantes ?
Phase d'accélération négative
État stationnaire
La durée de génération dépend de ?
Âge
Populations
Tout ce qui précède
Afin d'établir les espèces de bactéries, leur structure antigénique est souvent étudiée, c'est-à-dire qu'une identification est effectuée, laquelle ?
Biologique
Morphologique
Sérologique
Biochimique
La méthode de semis en surface de Drygalski est appelée ...?
Principes mécaniques d'isolement de la culture pure
Principes biologiques d'isolement de la culture pure
Bibliographie
1. Borisov LB Microbiologie médicale, virologie, immunologie : un manuel pour le miel. les universités. - M. : LLC « Agence d'information médicale », 2005.
2. Pozdeev OK Microbiologie médicale : un manuel pour le miel. les universités. - M. : GEOTAR-MED, 2005.
3. Korotyaev AI, Babichev SA Microbiologie médicale, immunologie et virologie / manuel pour le miel. les universités. - SPb. : SpetsLit, 2000.
4. Vorobiev A.A., Bykov A.S., Pashkov E.P., Rybakova A.M. Microbiologie : manuel. - M. : Médecine, 2003.
5. Microbiologie médicale, virologie et immunologie : manuel / éd. V.V. Zvereva, M.N. Boychenko. - M. : GEOTar-Média, 2014.
6. Guide de formation pratique en microbiologie médicale, virologie et immunologie / éd. V. V. Teza. - M. : Médecine, 2002.
Présentation 6
La composition des bactéries du point de vue de leur physiologie. sept
Métabolisme 14
Nutrition (transport des nutriments) 25
Souffle 31
Élevage 34
Communautés microbiennes 37
ANNEXES 49
Références 105
La structure antigénique des micro-organismes est très diverse. Dans les micro-organismes, on distingue les antigènes généraux ou de groupe et spécifiques ou typiques.
Les antigènes de groupe sont partagés par deux ou plusieurs types de microbes appartenant au même genre, et appartenant parfois à des genres différents. Ainsi, des antigènes de groupe communs se trouvent dans certains types du genre Salmonella ; les agents responsables de la fièvre typhoïde ont des antigènes de groupe communs avec les agents responsables de la paratyphoïde A et de la paratyphoïde B (0-1,12).
Les antigènes spécifiques ne sont présents que dans un type donné de microbe, ou même uniquement dans un certain type (variante) ou sous-type au sein d'une espèce. La détermination d'antigènes spécifiques permet de différencier les microbes au sein d'un genre, d'une espèce, d'une sous-espèce et même d'un type (sous-type). Ainsi, au sein du genre Salmonella, plus de 2000 types de Salmonella sont différenciés par la combinaison d'antigènes, et dans la sous-espèce Shigella Flexner - 5 sérotypes (sérovariants).
Selon la localisation des antigènes dans la cellule microbienne, on distingue les antigènes somatiques associés au corps de la cellule microbienne, les antigènes capsulaires - les antigènes de surface ou d'enveloppe et les antigènes flagellaires situés dans les flagelles.
Somatiques, O-antigènes(de l'allemand ohne Hauch - sans respiration), sont associés au corps de la cellule microbienne. Chez les bactéries à Gram négatif, l'antigène O est un complexe de nature lipide-polysaccharide-protéine. Il est hautement toxique et est l'endotoxine de ces bactéries. Dans les agents responsables des infections à coques, les vibrions cholériques, les agents responsables de la brucellose, de la tuberculose et de certains anaérobies, les antigènes polysaccharidiques sont isolés du corps des cellules microbiennes, qui déterminent la spécificité typique des bactéries. En tant qu'antigènes, ils peuvent être actifs sous forme pure et en association avec des lipides.
Flagellés, antigènes H(de l'allemand. Hauch - respiration), sont de nature protéique et sont situés dans les flagelles des microbes mobiles. Les antigènes flagellés sont rapidement détruits par la chaleur et le phénol. Ils sont bien conservés en présence de formol. Cette propriété est utilisée dans la fabrication de parrains morts diagnostiqués pour la réaction d'agglutination, lorsqu'il est nécessaire de conserver les flagelles.
Capsule, K - antigènes, - sont situés à la surface de la cellule microbienne et sont également appelés surface, ou coquille. Ils ont été étudiés en détail dans les microbes de la famille intestinale, dans lesquels on distingue les antigènes Vi, M, B, L et A. Parmi ceux-ci, l'antigène Vi est d'une grande importance. Il a été découvert pour la première fois dans des souches de bactéries de la fièvre typhoïde à haute virulence et a été appelé antigène de virulence. Lorsqu'une personne est immunisée avec un complexe d'antigènes O et Vi, un degré élevé de protection contre la fièvre typhoïde est observé. L'antigène Vi est détruit à 60°C et est moins toxique que l'antigène O. On le trouve également dans d'autres microbes intestinaux, tels que E. coli.
Protecteur(de Lat. protectio - patronage, protection), ou protecteur, l'antigène est formé par les microbes du charbon dans le corps des animaux et se trouve dans divers exsudats atteints de la maladie du charbon. L'antigène protecteur fait partie de l'exotoxine sécrétée par le microbe du charbon et est capable d'induire le développement de l'immunité. En réponse à l'introduction de cet antigène, des anticorps se liant au complément sont formés. Un antigène protecteur peut être obtenu en cultivant le microbe du charbon sur un milieu synthétique complexe. Un vaccin chimique hautement efficace contre l'anthrax a été préparé à partir de l'antigène protecteur. Des antigènes protecteurs protecteurs ont également été trouvés dans les agents responsables de la peste, de la brucellose, de la tularémie, de la coqueluche.
Antigènes complets provoquer la synthèse d'anticorps ou la sensibilisation des lymphocytes dans le corps et réagir avec eux à la fois in vivo et in vitro. Pour les antigènes de haut grade, une spécificité stricte est caractéristique, c'est-à-dire qu'ils amènent le corps à produire uniquement des anticorps spécifiques qui ne réagissent qu'avec cet antigène. Ces antigènes comprennent des protéines d'origine animale, végétale et bactérienne.
Antigènes défectueux (haptènes) sont des glucides complexes, des lipides et d'autres substances qui ne sont pas capables de provoquer la formation d'anticorps, mais qui entrent avec eux dans une réaction spécifique. Les haptènes n'acquièrent les propriétés d'antigènes à part entière que s'ils sont introduits dans le corps en combinaison avec une protéine.
Les représentants typiques des haptènes sont les lipides, les polysaccharides, les acides nucléiques, ainsi que des substances simples : peintures, amines, iode, brome, etc.
La vaccination comme méthode de prévention des maladies infectieuses. L'histoire du développement de la vaccination. Vaccins. Exigences pour les vaccins. Facteurs déterminant la possibilité de créer des vaccins.
Les vaccins sont des médicaments biologiquement actifs qui empêchent le développement de maladies infectieuses et d'autres manifestations de l'immunopathologie. Le principe de l'utilisation des vaccins est de faire progresser la création d'une immunité et, par conséquent, la résistance au développement de la maladie. La vaccination fait référence aux mesures visant à immuniser artificiellement la population en introduisant des vaccins pour augmenter la résistance à la maladie. Le but de la vaccination est de créer une mémoire immunologique contre un agent pathogène spécifique.
Faire la distinction entre immunisation passive et immunisation active. L'introduction d'immunoglobulines obtenues à partir d'autres organismes est une immunisation passive. Il est utilisé à des fins thérapeutiques et prophylactiques. L'administration de vaccins est une immunisation active. La principale différence entre l'immunisation active et passive est la formation de la mémoire immunologique.
La mémoire immunologique permet une élimination accélérée et plus efficace des agents étrangers lorsqu'ils réapparaissent dans le corps. La base de la mémoire immunologique est la mémoire des cellules T et B.
Le premier vaccin tire son nom du mot la vaccine(la variole) est une maladie virale des bovins. Le médecin anglais Edward Jenner a appliqué pour la première fois le vaccin contre la variole au garçon James Phipps, obtenu à partir des vésicules sur le bras d'un patient atteint de la vaccine, en 1796. Seulement près de 100 ans plus tard (1876-1881) Louis Pasteur a formulé le principe principal de la vaccination - l'utilisation de préparations affaiblies de micro-organismes pour la formation d'une immunité contre les souches virulentes.
Certains des vaccins vivants ont été créés par des scientifiques soviétiques, par exemple, P.F.Zdrodovsky a créé un vaccin contre le typhus en 1957-59. Le vaccin contre la grippe a été créé par un groupe de scientifiques : A. A. Smorodintsev, V. D. Soloviev, V. M. Zhdanov en 1960. P. A. Vershilova en 1947-51 a créé un vaccin vivant contre la brucellose.
Le vaccin doit répondre aux exigences suivantes :
● activer les cellules impliquées dans le traitement et la présentation de l'antigène ;
● contiennent des épitopes pour les cellules T et T, fournissant une réponse cellulaire et humorale ;
● facile à traiter avec présentation ultérieure efficace des antigènes d'histocompatibilité ;
● induire la formation de cellules T effectrices, de cellules productrices d'anticorps et de cellules mémoire correspondantes ;
● empêcher le développement de la maladie pendant longtemps ;
● être inoffensif, c'est-à-dire ne pas provoquer de maladie grave ni d'effets secondaires.
L'efficacité de la vaccination est en fait le pourcentage de vaccinés qui ont répondu à la vaccination par la formation d'une immunité spécifique. Ainsi, si l'efficacité d'un certain vaccin est de 95%, cela signifie que sur 100 vaccinés, 95 sont protégés de manière fiable et 5 sont toujours à risque de maladie. L'efficacité de la vaccination est déterminée par trois groupes de facteurs. Facteurs dépendant de la préparation vaccinale : les propriétés du vaccin lui-même, qui déterminent son immunogénicité (vivant, inactivé, corpusculaire, sous-unité, la quantité d'immunogène et d'adjuvants, etc.) ; la qualité de la préparation vaccinale, c'est-à-dire que l'immunogénicité n'est pas perdue en raison de l'expiration de la durée de conservation du vaccin ou du fait qu'il n'a pas été stocké ou transporté correctement. Facteurs dépendant des vaccinés : facteurs génétiques qui déterminent la possibilité fondamentale (ou l'impossibilité) de développer une immunité spécifique ; l'âge, car la réponse immunitaire est étroitement déterminée par le degré de maturité du système immunitaire ; état de santé « en général » (croissance, développement et malformations, nutrition, maladies aiguës ou chroniques, etc.) ; l'état de fond du système immunitaire est principalement la présence d'immunodéficiences congénitales ou acquises.
Agence fédérale pour l'éducation
Institut technologique de Biysk (branche)
établissement d'enseignement public
dans les cours "Biologie Générale et Microbiologie", "Microbiologie" pour les étudiants des spécialités 240901 "Biotechnologie",
260204 "Technologie de production de fermentation et de vinification"
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Kamenskaya, micro-organismes: lignes directrices pour le travail de laboratoire sur les cours "Biologie générale
et microbiologie "," Microbiologie "pour les étudiants des spécialités 240901" Biotechnologie ", 260204 " Technologie de production de fermentation et de vinification " de toutes les formes d'enseignement /,
.
Alt. Etat technologie. un-t, RTC. - Biysk :
Maison d'édition Alt. Etat technologie. Université, 2007. - 36 p.
Ces lignes directrices examinent les concepts, règles et principes de base de la classification et de l'identification des micro-organismes. Le travail de laboratoire sur l'étude des différentes propriétés des bactéries nécessaires à la description de la souche bactérienne et à son identification au niveau du genre est présenté.
Révisé et approuvé
à la réunion du département
"Biotechnologie".
Procès-verbal n°88 du 01.01.2001
Critique:
Docteur en Sciences Biologiques, Professeur, BPGU du nom
© BTI AltSTU, 2007
1 CONCEPTS DE BASE ET RÈGLES DE NOM
MICRO-ORGANISMES
Plusieurs milliers d'espèces de micro-organismes ont été décrites, mais on pense que c'est moins de 1 % des vrais. L'étude de la diversité des micro-organismes fait l'objet de la taxonomie. Sa tâche principale est de créer un système naturel qui reflète les relations phylogénétiques des micro-organismes. Jusqu'à récemment, la taxonomie des micro-organismes reposait principalement sur des caractères phénotypiques : morphologiques, physiologiques, biochimiques, etc., par conséquent, les systèmes de classification existants sont largement artificiels. Cependant, ils permettent d'identifier relativement facilement certaines souches de micro-organismes nouvellement isolées.
La taxonomie comprend des sections telles que classement, nomenclature et Eden tification . Classification détermine l'ordre de classement des individus présentant un certain degré d'homogénéité dans certains groupes (taxons). Nomenclature est un ensemble de règles pour nommer les taxons. Identification désigne la détermination de l'appartenance de l'organisme étudié à un taxon particulier.
Le terme « taxonomie » est souvent utilisé comme synonyme de taxonomie, mais il est parfois compris comme une branche de la taxonomie qui comprend la théorie de la classification, la doctrine du système de catégories taxonomiques, les limites et la subordination des taxons. La principale catégorie taxonomique en microbiologie, comme dans les autres sciences biologiques, est voir- un ensemble d'individus caractérisés par un certain nombre de caractéristiques morphologiques, physiologiques-biochimiques, moléculaires-génétiques communes.
Le terme « souche » s'entend comme une culture pure d'un micro-organisme isolé d'un habitat spécifique (eau, sol, organisme animal, etc.). Différentes souches du même type de micro-organismes peuvent différer sur certains traits, par exemple, la sensibilité aux antibiotiques, la capacité à synthétiser certains produits métaboliques, etc., mais ces différences sont moindres que celles de l'espèce. Le concept de « souche » en microbiologie et en génétique est quelque peu différent : en microbiologie, ce concept est plus large. Les types de micro-organismes sont regroupés en catégories taxonomiques d'un ordre supérieur : genres, familles, ordres, classes, divisions, règnes. Ces catégories sont dites obligatoires. Il existe également des catégories facultatives : sous-classe, sous-ordre, sous-famille, tribu, sous-tribu, sous-genre, sous-espèce. Cependant, en taxonomie, les catégories facultatives sont rarement utilisées.
La nomenclature des micro-organismes est soumise à des règles internationales. Il existe donc un Code international de nomenclature des bactéries. Pour les levures, le guide principal est « Les levures. Une étude taxonomique », pour les champignons filamenteux et les algues - Code international de nomenclature botanique.
Pour nommer des objets en microbiologie, comme en zoologie et en botanique, utilisez le binaire ou le binôme (de lat. bis- deux fois) le système de nomenclature, selon lequel chaque espèce a un nom composé de deux mots latins. Le premier mot signifie un genre, et le second définit une espèce spécifique de ce genre et s'appelle une épithète spécifique. Le nom générique est toujours écrit avec une majuscule, et le nom spécifique – avec une minuscule même si l'épithète spécifique est attribuée en l'honneur du scientifique, par exemple Clostridium pasteurianum. Dans le texte, en particulier avec les graphiques latins, la phrase entière est en italique. Lorsque le nom du micro-organisme est à nouveau mentionné, le nom générique peut être abrégé en une ou plusieurs lettres initiales, par exemple AVEC.pasteurianum. Si le texte contient les noms de deux micro-organismes commençant par la même lettre (par exemple, Clostridium pasteurianum et Citrobacterfreundii), alors les abréviations doivent être différentes (C. pasteurianum et Ct. freundi). Si le micro-organisme n'est identifié qu'au genre, le mot sp est écrit à la place de l'épithète spécifique. (espèce- vue), par exemple Pseudomonas sp. Dans ce cas, lors de la ré-évocation du nom du micro-organisme dans le texte, le nom générique doit toujours être écrit en toutes lettres.
Pour le nom d'une sous-espèce, une phrase est utilisée, comprenant le nom du genre, ainsi que les épithètes spécifiques et sous-espèces. Pour distinguer ces épithètes, une combinaison de lettres est écrite entre elles, qui est le mot abrégé sous-espèce - "subsp." ou (moins communément) "ss." Par exemple, Lactobacilles delbrueckii subsp. bulgare.
Pour chaque souche, ils indiquent également l'abréviation du nom de la collection de cultures de micro-organismes dans laquelle elle est stockée, et le numéro sous lequel elle y figure. Par exemple, Clostridium butyrique ATCC 19398 signifie que la souche est stockée dans l'American Type Culture Collection (ATCC) sous le numéro 19398. Pour une liste des collections microbiennes de renommée mondiale, voir Bergeys Manual of Systematic Bacteriology (1984-1989), dans les catalogues de cultures de micro-organismes et d'autres publications de référence.
La description de tout nouveau type de micro-organismes est basée sur une souche typique qui est stockée dans l'une des collections de micro-organismes et sur la base de la combinaison de propriétés dont cette espèce
caractérisé dans l'article ou le qualificatif d'origine. La souche type est le type de nomenclature de l'espèce, puisque le nom de l'espèce lui est attribué. Si des souches, initialement incluses dans la même espèce, sont plus tard reconnues comme méritant d'être séparées en espèces spéciales, elles doivent recevoir de nouveaux noms, et l'ancien nom d'espèce est conservé pour le type et les souches apparentées. Dans ce cas, le numéro de la souche renommée reste le même. Les souches authentiques sont celles qui coïncident complètement dans leurs propriétés.
Pour un genre, le type de nomenclature est une espèce type spécialement désignée, qui possède un ensemble de caractéristiques les plus caractéristiques des représentants de ce taxon. Par exemple, dans le genre Bacille le type est V.subtilis.
Dans certaines clés et catalogues, les anciens noms des micro-organismes renommés sont indiqués, ainsi que les noms des auteurs qui ont été les premiers à isoler ce micro-organisme, et l'année de publication au cours de laquelle cet organisme a été décrit pour la première fois. Par exemple, l'une des espèces de levure est indiquée dans le catalogue de la Collection panrusse de micro-organismes (VKM) comme Candidose magnoliae(Lodder et Kreger van Rij, 1952) Meyer et Yarrow 1978, BKM Y-1685. Cela signifie qu'elle a été décrite pour la première fois par Lodder et Kreger van Rij dans une publication de 1952, puis cette espèce a été nommée Torulopsis magnoliae. En 1978 g. Torulopsis magnoliae a été renommé par des explorateurs tels que Meyer et Yarrow, en Candidose magnoliae et est actuellement stocké dans le VKM sous le numéro VKM Y-1685. Le Y devant le numéro de la souche signifie « les levures » - levure.
En plus du concept de « souche » en microbiologie, les termes « variante », « type », « forme » sont utilisés. Ils sont généralement utilisés pour désigner des souches de micro-organismes qui diffèrent d'une certaine manière de la souche type. Une souche qui diffère de la souche typique par ses caractéristiques morphologiques est appelée morfovar(morphotype), caractéristiques physiologiques et biochimiques - biovar(biotype, type physiologique), selon la capacité à synthétiser certains composés chimiques - hémovar(chimioforme, chimiotype), conditions de culture - cultivar, par le type de réponse à l'introduction de bactériophage - phagovar(phage, lysotype), caractères antigéniques - sérovar(sérotype)
etc.
Dans les travaux sur la génétique des microorganismes, le terme est souvent utilisé "cloner", ce qui signifie une population de cellules génétiquement apparentées obtenues de manière asexuée à partir d'une cellule parentale. En biologie moléculaire, un clone est appelé multiple
des copies de séquences d'ADN identiques obtenues par leur insertion dans des vecteurs de clonage (par exemple, des plasmides). Le terme souches "génétiquement modifiées" ou "recombinantes" désigne des souches de micro-organismes obtenues à la suite de manipulations génétiquement modifiées. Souvent, de nouvelles souches de micro-organismes sont obtenues à l'aide de mutagènes.
Chaque nouvelle souche de micro-organismes isolée à partir de sources naturelles ou artificielles doit être caractérisée afin d'obtenir un ensemble complet de données sur les propriétés du micro-organisme.
en culture pure. Ces données peuvent être utilisées, par exemple, pour l'établissement d'un passeport de souches à valeur industrielle, ainsi que pour leur identification.
Objet de l'identification
- établir la position taxonomique de la souche étudiée sur la base de la comparaison de ses propriétés avec les espèces étudiées et acceptées (officiellement enregistrées). Par conséquent, le résultat de l'identification est généralement l'identification du micro-organisme étudié avec une sorte ou une affectation
à un certain genre. Si la souche étudiée ou le groupe de souches diffèrent dans leurs propriétés des représentants des taxons connus, alors ils peuvent être séparés en un nouveau taxon. Pour cela, une description du nouveau taxon est donnée, comprenant, par exemple, dans le cas des bactéries, les éléments suivants : une liste des souches incluses dans le taxon ; caractérisation de chaque souche; liste des propriétés considérées comme essentielles
dans un taxon; une liste de propriétés qui qualifient un taxon pour la représentation dans le prochain taxon supérieur ; une liste de caractéristiques diagnostiques qui différencient le taxon proposé des taxons étroitement apparentés ; une description séparée de la souche typique (pour l'espèce) ; photographie du micro-organisme.
Pour qu'un taxon nouvellement proposé soit officiellement accepté, sa description doit être publiée conformément à certaines règles. Par exemple, la publication effective ou légale d'un taxon de bactéries implique la publication d'un article le décrivant dans l'International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM). Si une publication apparaît dans une autre revue scientifique réputée (publication effective), alors une réimpression de l'article de cette revue est envoyée à l'IJSEM. Depuis 1980, l'IJSEM publie régulièrement les listes dites de noms légalisés de bactéries. Ils répertorient tous les noms de bactéries qui ont été publiés dans l'IJSEM (publication valide ou légale) ou qui ont été effectivement publiés auparavant dans n'importe quel
d'autres magazines réputés. Une fois qu'un nom de bactérie a été inscrit dans la liste des noms légalisés de l'IJSEM, le nom est valide, qu'il ait été précédemment publié dans l'IJSEM ou dans une autre revue. La date d'apparition de la publication du nom de ce taxon dans l'IJSEM ou dans la liste des dénominations légales de l'IJSEM est prioritaire pour le taxon.
La culture d'une souche typique d'un nouveau type de micro-organismes est transférée pour stockage dans l'une des collections de micro-organismes d'importance mondiale. En cas de perte de la souche type, elle peut être remplacée par la souche dite non type. Dans ce cas, il faut confirmer que les propriétés de la nouvelle souche sont en bon accord avec la description de la souche perdue. Pour indiquer que le taxon est proposé pour la première fois, l'abréviation « fam. nov. ", un nouveau genre -" gén. nov. ", et la nouvelle espèce -" sp. nov. ". Par exemple,
en 2000, avec des co-auteurs, une nouvelle famille de bactéries a été proposée - Oscillochloridacées,
fam. nov. L'expression "espèce insertac sedis" signifie que nous parlons d'une espèce qui n'a temporairement pas un certain statut taxonomique, car il n'est pas clair dans quel taxon d'ordre supérieur - un genre ou une famille - cette espèce doit être placée en raison au manque d'expérimentation nécessaire
Les données.
2 DESCRIPTION ET IDENTIFICATION
MICRO-ORGANISMES
Comme déjà noté, les principes de classification et d'identification des différents groupes de procaryotes et de micro-organismes eucaryotes présentent des différences significatives. Identification des champignons aux classes, commandes
et les familles est fondée sur les traits caractéristiques de la structure et des méthodes de formation, en premier lieu, des structures reproductrices. De plus, les caractéristiques de la sporulation asexuée, la structure et le degré de développement du mycélium (rudimentaire, bien développé, septique ou non septique), les signes culturels (colonie) et physiologiques sont utilisés. La différenciation des genres au sein des familles et l'identification des espèces sont réalisées à partir des caractères morphologiques obtenus
en utilisant la microscopie électronique, ainsi que des caractéristiques physiologiques et culturelles. Il n'y a pas d'identifiant unique pour identifier tous les champignons, par conséquent, la classe ou l'ordre du champignon identifié est d'abord déterminé, puis l'identifiant correspondant pour cette classe ou cet ordre est utilisé.
L'identification des champignons de la levure, qui font partie des objets largement utilisés de diverses études microbiologiques, est basée sur des caractéristiques culturelles (macromorphologiques), cytologiques, physiologiques et biochimiques, des caractéristiques des cycles de vie et du processus sexuel, des signes spécifiques associés à l'écologie, et est effectuée en utilisant des déterminants spéciaux pour la levure.
La taxonomie des formes microscopiques d'algues est basée sur la structure de leurs cellules et la composition des pigments. La détermination de la position systématique des protozoaires est effectuée à l'aide de caractéristiques morphologiques et de cycles de vie. Ainsi, l'identification des eucaryotes repose principalement sur les caractéristiques de leur morphologie et de leurs cycles de développement.
L'identification des procaryotes, morphologiquement moins diversifiés que les eucaryotes, repose sur l'utilisation d'un large éventail de traits phénotypiques et, dans de nombreux cas, génotypiques. Plus encore que l'identification des eucaryotes, elle repose sur des caractéristiques fonctionnelles, puisque la plupart des bactéries peuvent être identifiées non pas par leur apparence, mais uniquement en découvrant les processus qu'elles sont capables de mettre en œuvre.
Lors de la description et de l'identification des bactéries, de leurs propriétés culturelles, de leur morphologie, de leur organisation cellulaire, de leurs caractéristiques physiologiques et biochimiques, de leur composition chimique, de leur contenu
guanine et cytosine (GC) dans l'ADN, la séquence de nucléotides dans le gène codant pour la synthèse de l'ARNr 16S et d'autres traits phénotypiques et génotypiques. Dans ce cas, les règles suivantes doivent être respectées: travailler avec des cultures pures, appliquer des méthodes de recherche standard et également utiliser des cellules dans un état physiologique actif pour l'inoculation.
2.1 Biens culturels
Les propriétés culturelles, ou macromorphologiques, comprennent les caractéristiques de la croissance des micro-organismes sur des milieux nutritifs solides et liquides.
2.1.1 Croissance sur milieu nutritif solide
A la surface des milieux nutritifs solides, selon le semis, des micro-organismes peuvent se développer sous forme de colonie, de ligne ou de gazon solide. Colonie est appelé un groupe isolé de cellules de la même espèce, qui dans la plupart des cas s'est développée à partir d'une cellule. Selon l'endroit où les cellules se sont développées (à la surface d'un milieu nutritif dense, dans son épaisseur ou au fond du récipient), elles distinguent superficiel, profond et bas colonies.
Éducation surnostalgique colonies - la caractéristique la plus essentielle de la croissance de nombreux micro-organismes sur un substrat dense. Ces colonies sont très diverses. Lors de leur description, les caractéristiques suivantes sont prises en compte :
profil- plat, convexe, en forme de cratère, en forme de cône, etc. (Figure 1);
forme- arrondis, amibes, irréguliers, rhizoïdes, etc. (Figure 2) ;
taille (diamètre)- mesuré en millimètres ; si la taille de la colonie ne dépasse pas 1 mm, alors ils sont appelés point;
surface- lisses, rugueuses, striées, plissées, ridées, à cercles concentriques ou striées radialement ;
éclat et transparence- la colonie est luisante, terne, terne, farineuse, transparente ;
Couleur- incolore (les colonies blanc cassé sont dites incolores) ou pigmentées - blanc, jaune, doré, orange
ondulé, lilas, rouge, noir, etc.; mettre en évidence le
substrat pigmentaire; lors de la description des colonies d'actinomycètes, la pigmentation du mycélium de l'air et du substrat est notée, ainsi que la libération de pigments dans l'environnement;
bord- lisse, ondulé, dentelé, frangé, etc. (Figure 3) ;
structure- homogène, fin - ou à gros grains, strié, etc. (Figure 4) ; le bord et la structure de la colonie sont déterminés avec une loupe ou à faible grossissement d'un microscope. Pour cela, la boîte de Pétri est placée sur la platine du microscope avec le couvercle vers le bas ;
cohérence déterminé en touchant la surface de la colonie avec une boucle. La colonie peut facilement être retirée de la gélose, être dense, molle ou se développer dans la gélose, muqueuse (colle à l'anse), filandreuse, avoir l'aspect d'un film (entièrement enlevé), être fragile (se casser facilement au contact de la boucler).
1 - incurvé; 2 - en forme de cratère ; 3 - renflement;
4 - la croissance dans le substrat ; 5 - appartement; 6 - convexe ;
7 - en forme de goutte ; 8 - conique
Figure 1 - Profil de la colonie
Colonies profondes au contraire, ils sont assez monotones. Le plus souvent, elles ressemblent à des lentilles plus ou moins aplaties,
dans la projection ont la forme d'ovales avec des extrémités pointues. Seul
chez quelques bactéries, les colonies profondes ressemblent à des faisceaux de coton
avec des excroissances filamenteuses dans le milieu nutritif. La formation de colonies profondes s'accompagne souvent d'une rupture du milieu dense si les microorganismes libèrent du dioxyde de carbone ou d'autres gaz.
Colonies inférieures différents micro-organismes ont généralement la forme de minces films transparents rampant le long du fond.
La taille et de nombreuses autres caractéristiques de la colonie peuvent changer avec l'âge et dépendent de la composition de l'environnement. Par conséquent, lors de leur description, indiquer l'âge de la culture, la composition du milieu et la température de culture.
1
- tour; 2
- ronde avec un bord festonné ; 3
- arrondir avec un rouleau le long du bord ; 4, 5
- rhizoïde ; 6
- à bord rhizoïde ; 7 - amibe;
8
- filiforme ; 9
- plié; 10
- tort;
11 - concentriques ; 12 - complexe
Figure 2 - Forme de la colonie
/ - lisse; 2 - ondulé ; 3 - denté ; 4 - à lames ; 5 - tort; 6 - ciliés ; 7 - filamenteux ; 8 - villeux ; 9 - ramifié
Figure 3 - Le bord de la colonie
1 - homogène ; 2 - à grain fin ; 3 - à gros grains;
4 - striée ; 5 - fibreux
Figure 4 - Structure de la colonie
Lors de la description de la croissance des micro-organismes par coup notez les caractéristiques suivantes : rares, modérés ou abondants, solides
avec un bord lisse ou ondulé, perlé, ressemblant à des chaînes de colonies isolées, diffuses, plumeuses, arborescentes ou rhizoïdes (Figure 5). Ils caractérisent les propriétés optiques de la plaque, sa couleur, sa surface et sa consistance.
Pour décrire les colonies et la croissance par accident vasculaire cérébral, de nombreux micro-organismes sont souvent cultivés sur gélose mésopatamique. La gélatine mésopatamique est également utilisée. Pour une meilleure vision des colonies profondes, il est recommandé de clarifier les milieux avec de la gélose ou de la gélatine.
1 - solide avec un bord lisse ; 2 - solide avec un bord ondulé ; 3 - perlé; 4 - diffuse ; 5 - plumeux; 6 - rhizoïde
Figure 5 - Croissance des bactéries le long de l'AVC
2.1.2. Croissance dans les milieux de culture liquides
La croissance des micro-organismes dans les milieux nutritifs liquides est plus uniforme et s'accompagne d'une turbidité du milieu, de la formation d'un film ou d'un sédiment. Caractérisation de la croissance des microorganismes en milieu liquide, note degré de turbidité(faible, modéré ou fort), longs métrages(fin, dense ou lâche, lisse ou plié),
et lorsqu'un sédiment se forme, il est indiqué qu'il est rare ou abondant, dense, lâche, visqueux ou floconneux.
Souvent, la croissance des micro-organismes s'accompagne de l'apparition d'odeurs, d'une pigmentation de l'environnement et d'un dégagement gazeux. Ce dernier est détecté par la formation de mousse, de bulles et également à l'aide de "flotteurs" - de petits tubes scellés à une extrémité. Le flotteur est placé
dans un tube à essai avec l'extrémité fermée vers le haut avant de stériliser le milieu et assurez-vous qu'il est complètement rempli de milieu. Si du gaz se dégage, il s'accumule dans le flotteur sous forme de bulle.
Pour décrire la nature de la croissance des micro-organismes en milieu liquide, ils sont cultivés en bouillon mésopatamique (MPB) ou sur un autre milieu qui permet une bonne croissance.
2.2 Caractéristiques morphologiques
Les caractéristiques morphologiques et l'organisation des cellules bactériennes comprennent des caractéristiques telles que la forme et la taille des cellules, leur mobilité, la présence de flagelles et le type de flagellation, la capacité de sporuler. La détection cellulaire peut également être utile.
systèmes membranaires caractéristiques (chlorosomes, carboxisomes, phycobilisomes, vacuoles gazeuses, etc.) inhérents à des groupes individuels de bactéries
ry, ainsi que des inclusions (corps parasporaux, granules de volutine,
poly-β-hydroxybutyrate, polysaccharides, etc.). La coloration de Gram des cellules est d'une importance primordiale pour la taxonomie des bactéries.
et la structure de leurs parois cellulaires.
2.3 Propriétés physiologiques et biochimiques
L'étude des propriétés physiologiques et biochimiques comprend tout d'abord l'établissement du mode de nutrition de la bactérie étudiée (photo/chimio-, auto/hétérotrophie) et le type de métabolisme énergétique (capacité à fermenter, respiration aérobie ou anaérobie ou photosynthèse). Il est important de déterminer des caractéristiques telles que le rapport entre les bactéries et l'oxygène moléculaire, la température, le pH de l'environnement, la salinité, l'éclairage et d'autres facteurs environnementaux. Ce groupe de signes
comprend également une liste de substrats utilisés comme sources de carbone, d'azote et de soufre, le besoin de vitamines et d'autres facteurs de croissance, la formation de produits métaboliques caractéristiques, la présence de certaines enzymes. Pour cela, des tests spéciaux sont utilisés.
De nombreux tests utilisés pour détecter ces signes (parfois appelés tests de routine) sont importants pour le diagnostic et sont largement utilisés en microbiologie médicale. Leur formulation nécessite un investissement en temps important, un grand nombre de milieux et de réactifs complexes, le respect des conditions standard et la précision. Pour accélérer et faciliter l'identification de certains micro-organismes, qui sont principalement d'importance médicale, différents systèmes de test ont été développés, par exemple, les systèmes Oxi/Ferm Tube, Mycotube et Enterotube II de Hoffmann-La Roche (Suisse), etc. Par exemple, le système Enterotube II, conçu pour l'identification des entérobactéries, c'est une chambre en plastique avec 12 cellules contenant des milieux de diagnostic colorés. Le semis de tous les supports est effectué par des mouvements de rotation vers l'avant à travers la chambre à aiguilles avec la graine. L'incubation est réalisée pendant 24 heures à une température de 37 ºС. Un résultat de test positif ou négatif est jugé par un changement de couleur du milieu, une rupture de gélose (test de formation de gaz) ou après l'introduction de réactifs spéciaux (test de formation d'indole, réaction de Voges-Proskau-er). Chaque caractère est désigné par un numéro spécifique, de sorte que les données obtenues peuvent être saisies dans un ordinateur avec le programme approprié et une réponse sur la position taxonomique de la souche à l'étude peut être obtenue.
La détermination de la composition des cellules bactériennes est également importante pour leur systématique (chimiosystématique). Les méthodes chimiotaxonomiques peuvent être importantes, en particulier, pour les groupes de bactéries dans lesquels les caractéristiques morphologiques et physiologiques varient considérablement et sont insuffisantes pour leur identification satisfaisante. Les parois cellulaires de différents procaryotes comprennent plusieurs classes d'hétéropolymères uniques : la muréine (ou pseudomuréine), les lipopolysaccharides, les acides mycolique et téichoïque. La composition de la paroi cellulaire détermine également les propriétés sérologiques des bactéries. C'est la base des méthodes immunochimiques pour leur identification.
La composition en lipides et en acides gras des cellules bactériennes est parfois également utilisée comme marqueur chimiotaxonomique. Une étude intensive des acides gras est devenue possible avec le développement de la méthode d'analyse par chromatographie en phase gazeuse. Les différences de composition lipidique sont utilisées pour identifier les bactéries au niveau du genre et même de l'espèce. Cette méthode présente cependant certaines limites, car la teneur en acides gras des cellules peut dépendre des conditions de culture et de l'âge de la culture.
La taxonomie de certaines bactéries prend en compte la composition des quinones
et d'autres porteurs d'électrons, ainsi que des pigments.
Des informations importantes sur la relation mutuelle des bactéries peuvent être obtenues en étudiant les protéines cellulaires - les produits de la traduction des gènes. Sur la base de l'étude des protéines membranaires, ribosomiques, cellulaires totales, ainsi que des enzymes individuelles, une nouvelle direction a été formée - la taxonomie des protéines. Les spectres de protéines ribosomiques sont parmi les plus stables et sont utilisés pour identifier les bactéries au niveau de la famille ou de l'ordre. Les spectres des protéines membranaires peuvent refléter des différences génériques, d'espèces et même intraspécifiques. Cependant, les caractéristiques des composés chimiques de la cellule ne peuvent pas être utilisées pour identifier les bactéries indépendamment d'autres données décrivant le phénotype, car il n'y a pas de critère pour évaluer l'importance des traits phénotypiques.
Parfois, une méthode est utilisée pour identifier des bactéries ou d'autres micro-organismes tels que la levure taxonomie numérique (ou adansonienne)... Elle s'appuie sur les idées du botaniste français M. Adanson, qui a proposé divers traits phénotypiques pouvant être pris en compte, à considérer comme équivalents, ce qui permet d'exprimer quantitativement les distances taxonomiques entre organismes sous la forme du rapport des nombre de traits positifs au nombre total étudié. La similitude entre les deux organismes étudiés est déterminée en quantifiant le plus grand nombre possible (généralement au moins une centaine) de traits phénotypiques, qui sont sélectionnés de manière à ce que leurs variantes soient alternatives et puissent être indiquées par les signes "moins" et "plus". Le degré de similitude est établi en fonction du nombre de caractéristiques correspondantes et est exprimé sous la forme d'un coefficient de correspondance S:
où une + ré- la somme des traits par lesquels les souches A et B coïncident ;
une- les deux souches avec des traits positifs ;
ré- les deux avec négatif;
b- la somme des signes selon lesquels la souche A est positive, B est négative ;
Avec- la somme des signes pour lesquels la souche A est négative, la souche B est positive.
La valeur du coefficient de conformité peut varier de 0 à 1. Le coefficient 1 signifie identité complète, 0 - dissemblance complète. Les combinaisons de caractéristiques sont évaluées à l'aide d'un ordinateur. Les résultats obtenus sont présentés sous forme de matrice de similarité et/ou sous forme de dendrogramme. La taxonomie numérique peut être utilisée pour évaluer la similitude entre les taxons de micro-organismes de faible rang (genres, espèces). Elle ne permet pas de tirer des conclusions directes sur la relation génétique des micro-organismes, cependant, dans une certaine mesure, elle reflète leurs propriétés phylogénétiques. Ainsi, il a été constaté que les traits phénotypiques des bactéries qui peuvent être étudiés à l'heure actuelle reflètent de 5 à 20 % des propriétés de leur génotype.
2.4 Etude du génotype
L'étude du génotype des micro-organismes est devenue possible grâce au développement réussi de la biologie moléculaire et a conduit à l'émergence de la génosystématique. L'étude du génotype basée sur l'analyse des acides nucléiques permet en principe de construire dans le temps un système naturel (phylogénétique) de micro-organismes. Les relations phylogénétiques des bactéries sont évaluées détermination du contenu molaire guanine et cytosine (HC) dans l'ADN, par des méthodes d'ADN–ADN et ADN–l'hybridation d'ARNr, à l'aide de sondes ADN, ainsi que l'étude de la séquence nucléotidique en 5S,
J6
Set
23
S ARNr.
2.4.1 Détermination du contenu molaire HZ
La détermination de la teneur molaire des GC à partir du nombre total de bases d'ADN chez les procaryotes, comme déjà indiqué, varie de 25 à 75 %. Chaque espèce bactérienne possède un ADN avec une teneur moyenne caractéristique en HC. Cependant, étant donné que le code génétique est dégénéré et que le codage génétique est basé non seulement sur le contenu des bases nucléotidiques dans les unités codantes (triplets), mais aussi sur l'arrangement mutuel, le même contenu moyen en GC dans l'ADN de deux espèces bactériennes peut être accompagnés de leur génotypage important
division. Si deux organismes ont une composition nucléotidique très proche, cela ne peut être la preuve de leur relation évolutive que s'ils ont un grand nombre de traits phénotypiques communs ou de similitudes génétiques confirmées par d'autres méthodes. Dans le même temps, l'écart (plus de 10 ... 15 %) dans la composition nucléotidique de l'ADN de deux souches de bactéries aux propriétés phénotypiques communes montre qu'elles appartiennent, au moins, à des espèces différentes.
2.4.2 Méthode ADN –Hybridation d'ADN
Cette méthode est plus importante pour évaluer la relation génétique des bactéries. Une expérimentation minutieuse peut fournir des informations précieuses sur le degré d'homologie génétique. Au sein d'une même espèce de bactéries, le degré d'homologie génétique des souches atteint de 70 à 100 %. Cependant, si, en raison d'une divergence évolutive, les séquences de bases nucléotidiques des génomes de deux bactéries diffèrent davantage, alors la réassociation spécifique ADN - ADN devient si faible qu'elle ne peut pas être mesurée. Dans ce cas, l'hybridation ADN - ARNr peut augmenter considérablement la gamme d'organismes dans lesquels le degré d'homologie génétique peut être déterminé en raison du fait que dans une région relativement petite du génome bactérien codant pour les ARN ribosomiques, la séquence de bases d'origine est beaucoup plus complète que dans d'autres régions du chromosome. En conséquence, la méthode d'hybridation ADN – ARNr révèle souvent une homologie assez élevée des génomes bactériens, dans laquelle la réassociation ADN – ADN ne révèle aucune homologie notable.
2.4.3 Méthode des sondes ADN (sondes géniques)
La méthode de la sonde ADN est une variante de la méthode d'hybridation moléculaire ADN-ADN. La réaction d'hybridation est réalisée dans ce cas non pas entre deux préparations d'ADN total, mais entre un fragment de la séquence nucléotidique de l'ADN (sonde), qui comprend un gène (marqueur génétique) responsable d'une fonction spécifique (par exemple, la résistance à certains antibiotiques) et l'ADN des bactéries à l'étude. La façon la plus courante de créer des sondes génétiques consiste à isoler des fragments spécifiques par clonage moléculaire. Pour ce faire, créez d'abord une banque de gènes de la bactérie étudiée en clivant son ADN avec des endonucléases
restriction, puis sélectionner le clone souhaité parmi la somme des fragments d'ADN par électrophorèse, suivi d'une vérification des propriétés génétiques de ces fragments par transformation. Ensuite, le fragment d'ADN sélectionné est ligaturé dans un plasmide approprié (vecteur),
et ce plasmide combiné est introduit dans une souche appropriée de bactéries (par exemple, Escherichia coli).
L'ADN plasmidique est isolé de la biomasse d'une bactérie portant une sonde ADN et marqué, par exemple, avec un marqueur radio-isotopique. Procéder ensuite à l'hybridation de la sonde ADN
avec de l'ADN bactérien. Les zones hybrides résultantes sont développées par autoradiographie. Selon la fréquence relative d'hybridation du marqueur génétique avec le chromosome d'une bactérie particulière,
conclusion sur la relation génétique de ces bactéries avec la souche étudiée.
2.4.4 Méthode d'analyse des séquences nucléotidiques
dans l'ARN ribosomique
Pour l'identification des bactéries et la création d'un système phylogénétique pour leur classification, la méthode d'analyse des séquences nucléotidiques dans les ARN ribosomiques est la plus répandue et la plus importante. Les molécules d'ARNr 5S, 16S et 23S contiennent des régions avec le plus haut degré de stabilité génétique. On pense qu'ils sont en dehors du mécanisme d'action de la sélection naturelle et qu'ils n'évoluent qu'à la suite de mutations spontanées se produisant à un rythme constant. L'accumulation de mutations ne dépend que du temps ; par conséquent, les informations sur la séquence nucléotidique de ces molécules sont considérées comme les plus objectives pour déterminer la relation phylogénétique des organismes au niveau de la sous-espèce au royaume. En cas d'analyse
L'ARNr 5S détermine généralement la séquence complète des nucléotides, qui dans cette molécule chez les procaryotes est de 120 nucléotides. Lors de l'étude des ARNr 16S et 23S contenant respectivement 1500 et 2500 nucléotides, l'analyse des oligonucléotides obtenus à partir de ces molécules à l'aide d'endonucléases de restriction spécifiques est souvent réalisée. L'étude la plus répandue est l'étude de la séquence nucléotidique dans l'ARNr 16S. L'étude de la structure de l'ARNr 16S de représentants de différents micro-organismes a conduit à l'identification d'un groupe d'archées parmi les procaryotes. Valeurs du taux de similarité SAB,
séparant l'ARNr I6S des bactéries et des archées, se situent à moins de 0,1, tandis que la valeur SAB,
égal à 1,0 correspond à une homologie complète des séquences nucléotidiques, et 0,02 au niveau de coïncidence aléatoire.
De plus en plus, des dendrogrammes sont proposés pour identifier les bactéries, montrant la relation entre les genres, espèces ou souches bactériens basés sur l'étude de la séquence de nucléotides (ou oligonucléotides) dans l'ARNr, ainsi que l'ADN-ADN
et l'hybridation ADN-ARNr. Cependant, l'identification des bactéries avant la parturition sur la base des seules méthodes génétiques, sans étude préalable de leurs caractéristiques phénotypiques, est souvent totalement impossible. Par conséquent, la meilleure approche dans les travaux sur la taxonomie des bactéries est considérée comme l'étude des propriétés génotypiques et phénotypiques. En cas de discordance entre les données phylogénétiques et phénotypiques, ces dernières sont provisoirement prioritaires.
Un problème particulier est l'identification de telles bactéries et archées, en particulier les espèces marines, qui ne sont pas capables de se développer sur des milieux de culture de laboratoire connus et pour lesquelles il était donc impossible d'obtenir une culture pure. Jusqu'à récemment, ce problème semblait insoluble. Cependant, il y a une quinzaine d'années, des méthodes ont été développées permettant d'extraire, de cloner, de séquencer
et comparer les ARN ribosomiques directement de l'environnement. Cela a permis de dénombrer et d'identifier avec précision les micro-organismes habitant ce biotope sans les isoler dans une culture pure. Le microorganisme « non cultivé » au laboratoire ainsi identifié peut même être décrit, mais avec l'ajout du mot « candidat » (candidat). Le mot "candidatus" accompagnera la nouvelle espèce jusqu'à ce que les scientifiques trouvent les conditions de la culture de cet organisme en laboratoire et que sa culture pure soit obtenue, ce qui permettra d'étudier toutes ses propriétés et de le publier comme légalisé.
Les bactéries sont généralement identifiées à l'aide du Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, publié pour la première fois en 1923 sous la direction du célèbre bactériologiste américain D. Bergey (DH Bergey, 1860-1937). Depuis lors, il est régulièrement réédité avec la participation d'éminents microbiologistes de le monde.
dans les noms de groupe. La position taxonomique des bactéries au sein des groupes est déterminée à l'aide de tableaux et de clés compilés sur la base d'un petit nombre de caractères phénotypiques. Tables de différenciation pour différencier les espèces de bactéries de certains genres, par exemple, le genre Bacille,
pas donné, mais le lecteur est renvoyé au Guide de Burgey sur la systématique des bactéries.
Le Manuel de bactériologie systématique de Bergey en quatre volumes (1984-1989) fournit des informations plus complètes sur la position taxonomique des bactéries.
et les espèces, y compris celles dont le statut taxonomique n'est pas clair. En plus d'une description phénotypique détaillée, comprenant la morphologie, l'organisation et la composition chimique des cellules, les propriétés antigéniques, le type de colonies, les caractéristiques du cycle de vie et l'écologie, les caractéristiques des genres fournissent également des informations sur le contenu de GC dans l'ADN, les résultats d'hybridation ADN – ADN et ADN – ARNr. Des clés et des tableaux permettent d'identifier les bactéries non seulement au genre, mais aussi à l'espèce.
La deuxième édition du Manuel de bactériologie systématique de Bergcy en quatre volumes a maintenant été publiée, et le premier volume a été publié en 2002. En outre, il existe un certain nombre d'articles et de livres qui offrent des indices originaux pour identifier des groupes individuels de bactéries, par exemple , bacilles, pseudomonades, actinomycètes, entérobactéries.
À l'heure actuelle, de nombreuses nouvelles données ont été accumulées, y compris celles obtenues à la suite de l'analyse des séquences nucléotidiques de l'ARN ribosomique, sur des espèces de bactéries précédemment étudiées et nouvellement isolées. Sur la base de ces informations, la composition en espèces de certains groupes de bactéries, par exemple, le genre Bacille, sera révisé : certaines espèces resteront dans le genre Bacille, et certains forment de nouveaux genres ou seront attribués à d'autres genres de bactéries déjà existants. Il convient également de noter que, en règle générale, plus de traits sont étudiés pour décrire de nouvelles souches de bactéries qu'il n'en est nécessaire pour leur identification, car les clés et les tableaux n'incluent pas tous les traits des bactéries identifiables, mais uniquement ceux qui diffèrent selon les espèces. (Tableau 1).
Tableau 1 - La liste minimale des données requises pour
descriptions de nouvelles souches de bactéries (d'après H. Truper, K. Schleifer, 1992)
Propriétés | Les principaux signes | Signes supplémentaires |
Morphologie cellulaire | Former; la taille; mobilité; à l'intérieur - et les structures extracellulaires; arrangement mutuel des cellules; différenciation cellulaire; type de division cellulaire; ultrastructure cellulaire | Couleur; la nature de la flagellation ; des disputes; gélules; couvertures; excroissances; cycle de la vie; hétérocystes; ultrastructure des flagelles, de la membrane et de la paroi cellulaire |
Suite du tableau 1
Patterne de croissance | Caractéristiques de croissance sur des milieux nutritifs solides et liquides ; morphologie de la colonie | Couleur colonie, suspension |
Résistance aux acides ; coloration des spores, flagelles |
||
Composition cellulaire | composition d'ADN; substances de rechange | Homologie d'acide nucléique; pigments cellulaires; composition de la paroi cellulaire; enzymes typiques |
Physiologie | Rapport à la température ; au pH du milieu ; type de métabolisme (phototrophe, chimiotrophe, lithotrophe, organotrophe); relation avec l'oxygène moléculaire; accepteurs d'électrons; sources de carbone; sources d'azote; sources de soufre | Le besoin de sels ou de facteurs osmotiques ; le besoin de facteurs de croissance ; produits métaboliques typiques (acides, pigments, antibiotiques, toxines); résistance aux antibiotiques |
Écologie | Conditions de l'habitat | Pathogénicité ; cercle de propriétaires; la formation d'antigènes ; sérologie; sensibilité aux phages; symbiose |
3 TRAVAUX DE LABORATOIRE "IDENTIFICATION
MICRO-ORGANISMES "
Objectif: connaissance des principes de base de la détermination des micro-organismes. Dans le cadre d'un travail de laboratoire, chaque étudiant étudie les propriétés des bactéries nécessaires pour décrire une souche bactérienne et l'identifier au niveau du genre.
Tâches
1. Déterminer la pureté de la bactérie identifiée et étudier la morphologie de ses cellules.
2. Décrivez les biens culturels.
3. Etudier les propriétés cytologiques des bactéries identifiées.
4. Etudier les propriétés physiologiques et biochimiques des bactéries identifiées.
5. Déterminer la sensibilité des bactéries aux antibiotiques.
6. Remplissez le tableau et résumez.
3.1 Détermination de la pureté de la bactérie à identifier
et l'étude de la morphologie de ses cellules
Pour réaliser le travail d'identification des micro-organismes, chaque étudiant reçoit une culture de bactéries (sur gélose inclinée dans une éprouvette), dont la pureté est ensuite contrôlée. Cela se fait de plusieurs manières : visuellement, par ensemencement sur milieux nutritifs et microscopie.
Patterne de croissance les bactéries résultantes sont visualisées par stries à la surface du milieu gélosé incliné. Si la croissance le long de la course est hétérogène, alors la culture est contaminée. Ensuite, la culture est ensemencée dans un tube à essai sur un milieu incliné (mésopatamie agar) pour une utilisation
dans des travaux ultérieurs, et également faire un tamisage à la surface d'un milieu solide dans une boîte de Pétri par la méthode des séquences d'épuisement pour vérifier la pureté (par l'homogénéité des colonies cultivées). Les éprouvettes et boîtes ensemencées sont placées dans un thermostat à une température de 30 ºС pendant une période de 2 à 3 jours. Le reste de la culture originale de bactéries en tube à essai est utilisé pour vérifier la pureté par microscopie (selon l'homogénéité morphologique de la population), ainsi que pour étudier la forme, la position relative, la mobilité des cellules et leur taille. Culture microscopique à l'aide de préparations "crushed drop" et d'une préparation de cellules fixées, colorées à la fuchsine. Les résultats sont inscrits dans un tableau établi sous la forme du tableau 2.
Tableau 2 – Propriétés de la bactérie à identifier
Propriétés | Panneaux | résultats |
Biens culturels | ||
Taille, mm | ||
Surface | ||
Structure | ||
Cohérence | ||
Morphologie cellulaire et | Forme et disposition des cellules | |
Mobilité | ||
La présence d'endospores | ||
Coloration de Gram | ||
Coloration pour la résistance aux acides | ||
Propriétés physiologiques et biochimiques | Relation à moléculaire oxygène | |
Croissance sur milieu glucose | ||
Croissance sur milieu avec de la gélatine | ||
Culture sur un support avec du lait | ||
Croissance sur milieu avec amidon | ||
Test de catalase | ||
Sensibilité aux antibiotiques |
3.2 Biens culturels
Dans la leçon suivante, une boîte de Pétri inoculée avec une suspension des bactéries identifiées est examinée. Le critère de pureté de la culture est l'homogénéité des colonies cultivées. Décrire les propriétés culturelles des colonies bactériennes conformément à la section
ferraille 2.1 et les résultats sont consignés dans le tableau 2.
3.3 Etude des propriétés cytologiques de bactéries identifiables
3.3.1 Présence d'endospores
Un petit nombre de cellules de milieux solides sont enroulées sur une lame de verre dans une goutte d'eau du robinet et un frottis est prélevé. Le frottis est séché à l'air, fixé dans une flamme de brûleur, et une solution à 5% d'acide chromique y est appliquée. Après 5 ... 10 minutes, il est lavé à l'eau. La préparation est recouverte d'une bande de papier filtre et le papier est abondamment humidifié avec de la fuchsine phénique de Tsil. Chauffer la préparation sur la flamme jusqu'à ce que des vapeurs apparaissent (ne pas bouillir), puis la prendre de côté et ajouter une nouvelle portion de colorant. Cette procédure est effectuée pendant 7 minutes. Il est important que la teinture s'évapore, mais que le papier ne sèche pas. Après refroidissement, il est retiré, la préparation est lavée à l'eau et soigneusement tamponnée avec du papier filtre.
Si toutes les opérations sont effectuées correctement, la couleur est contrastée et les spores rouge vif se détachent clairement sur le fond bleu du cytoplasme.
3.3.2 Coloration de Gram
3.3.2.1 Un frottis mince est réalisé sur une lame de verre dégraissée dans une goutte d'eau afin que les cellules soient uniformément réparties sur la surface du verre et ne forment pas de grumeaux.
3.3.2.2 La préparation est séchée à l'air, fixée sur la flamme d'un brûleur et colorée pendant 1 ... 2 min avec de la gentiane phénique ou du cristal violet.
3.3.2.3 Ensuite, le colorant est versé et les frottis sont traités pendant 1 ... 2 min avec la solution de Lugol jusqu'à ce qu'ils noircissent.
3.3.2.4 Égoutter la solution de Lugol, la préparation est décolorée pendant 0,5 ... 1,0 min avec de l'alcool éthylique à 96% et lavée rapidement à l'eau.
3.3.2.5 De plus, il est coloré pendant 1 ... 2 min avec de la fuchsine aqueuse.
3.3.2.6 Le colorant est versé, la préparation est lavée à l'eau et séchée.
3.3.2.7 Microscopie avec système d'immersion.
Lorsqu'elles sont correctement colorées, les bactéries gram-positives ont un bleu-violet, gram-négatif – couleur rose-rouge.
Pour obtenir des résultats fiables, il est nécessaire de préparer des frottis pour la coloration de Gram à partir de cultures jeunes en croissance active (généralement d'un jour), car les cellules de cultures anciennes donnent parfois une réaction de Gram instable. Les bactéries à Gram négatif peuvent ressembler à des bactéries à Gram positif si le film bactérien (frottis) est trop épais et que la décoloration à l'alcool n'est pas terminée. Les bactéries à Gram positif peuvent ressembler à des bactéries à Gram négatif si le frottis est décoloré avec de l'alcool.
3.3.3 Coloration pour la résistance aux acides
Un frottis de la bactérie étudiée est réalisé sur une lame de verre dégraissée dans une goutte d'eau. La préparation est séchée à l'air et fixée sur une flamme de brûleur. Un filtre bamaga est placé sur le frottis, la préparation est versée avec de la fuchsine phénile Tsilya et elle est chauffée 2-3 fois jusqu'à l'apparition de vapeurs, en tenant la lame avec une pince à épiler bien au-dessus de la flamme du brûleur. L'apparition de vapeurs est observée en regardant le frottis de côté, et lorsqu'elles apparaissent, elles sont immédiatement mises de côté.
médicament de côté. Laisser refroidir la préparation, retirer le papier filtre, jeter le colorant et laver le frottis à l'eau. Puis
les cellules sont décolorées avec une solution acide à 5% H https://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif "width =" 11 "height =" 23 src = ">. fois dans un verre d'acide sulfurique ,
sans le garder en elle. La préparation est à nouveau abondamment lavée à l'eau et colorée de 3 à 5 min au bleu de méthylène (d'après Leffler). La peinture est déversée, la préparation est lavée à l'eau, séchée et examinée avec un système d'immersion. Lorsqu'elles sont correctement colorées, les cellules des bactéries acido-résistantes sont rouges et non acido-résistantes – bleu.
3.3.4 Détermination de la mobilité
La culture d'essai est semée dans une colonne de gélose semi-liquide à 0,2 ... 0,5% par la méthode d'injection. Pour que les caractéristiques de croissance se manifestent le plus clairement, une ponction est pratiquée à proximité immédiate de la paroi du tube à essai. Le semis est placé dans un thermostat pendant 24 heures. Le semis ainsi réalisé permet d'identifier et de séparer les microorganismes mobiles des immobiles.
Des formes de bactéries immobiles se développent le long de la ligne de piqûre, formant de petites excroissances de forme cylindrique ou conique. Dans le même temps, l'environnement reste totalement transparent. Les microbes mobiles avec un tel ensemencement provoquent une turbidité prononcée, qui s'étend plus ou moins uniformément sur toute l'épaisseur du milieu.
3.4 Étude des propriétés physiologiques et biochimiques
bactéries identifiables
3.4.1 Relation avec l'oxygène moléculaire
En ce qui concerne l'oxygène moléculaire, les micro-organismes sont divisés en quatre groupes : aérobies obligatoires, microaérophiles, aérobies facultatifs (anaérobies) et anaérobies obligatoires... Juger
sur l'appartenance des micro-organismes à un groupe particulier, la suspension microbienne est ensemencée dans des tubes à essai avec un milieu nutritif fondu et gélosé refroidi à une température de 45 ºС. Le semis peut se faire par injection. Aérobies stricts se développer à la surface du milieu et dans la couche supérieure, microaérophiles- à une certaine distance de la surface. Anaérobies facultatives se développent généralement sur toute l'épaisseur du milieu. Anaérobies stricts ne poussent que dans les profondeurs du milieu, tout au fond de l'éprouvette (Figure 6).
|
1 - aérobies; 2 - les microaérophiles ; 3 - anaérobies en option ;
4 - anaérobies
Figure 6 - La croissance des micro-organismes lors du semis par injection ( une) et lorsqu'il est inoculé dans un milieu dense fondu ( b)
3.4.2 Croissance sur milieu avec glucose et peptone
La culture est introduite avec une anse stérile dans un milieu liquide contenant : 5,0 g/l de peptone, 1,0 g/l de K2HP04, 10,0 g/l de glucose, 2 ml de bleu de bromothymol (solution d'alcool à 1,6 %), de l'eau distillée versée dans des éprouvettes ( 8 ... 10 ml chacun) avec flotteurs. La durée de culture est de 7 jours dans un thermostat à une température de 30°C. La croissance de micro-organismes ou son absence est déterminée par la turbidité du milieu, la formation d'un film ou d'un sédiment. Un changement de couleur de l'indicateur (bleu de bromothymol) indique la formation de produits métaboliques acides (couleur jaune du milieu) ou alcalins (couleur bleue du milieu). La formation de gaz est mise en évidence par son accumulation dans le flotteur. Les résultats de l'observation sont comparés à un environnement stérile.
3.4.3 Croissance sur milieu avec de la gélatine
L'activité des enzymes protéolytiques extracellulaires dans les micro-organismes est déterminée en utilisant de la gélatine, de la caséine ou d'autres protéines comme substrat. Mercredi avec de la gélatine se compose de bouillon de mésopatamie (MPB) et de 10 ... 15% de gélatine (MPF). Le semis s'effectue par injection.
Avec une aiguille bactériologique, les cellules de micro-organismes sont sélectionnées stérilement dans le jambage et l'aiguille est insérée dans l'épaisseur de la colonne MPG jusqu'au fond du tube à essai.
La durée de culture est de 7 à 10 jours à température ambiante. La liquéfaction de la gélatine est observée visuellement. Si la gélatine se liquéfie, indiquez l'intensité et la forme de la liquéfaction - couche par couche, en forme d'entonnoir, sacculaire, en forme de cratère, en forme de rep, en forme de bulle.
3.4.4 Croissance sur milieu avec du lait
L'étalement sur de la « gélose au lait » dans des boîtes de Pétri est effectué pour déterminer la capacité des bactéries à décomposer la caséine du lait. Le milieu est constitué à parts égales de lait écrémé stérile et d'agar-agar aqueux stérile à 3 %. Les bactéries sont ensemencées en boucle en dessinant un trait le long du diamètre de la boîte ou au centre du secteur dans lequel la boîte est divisée. La durée de culture des bactéries dans un thermostat à une température de 30°C est de 7 jours. L'hydrolyse de la caséine est détectée par la zone de clarification du milieu autour des colonies ou la culture de micro-organismes développés le long de la strie. La zone est particulièrement bien visible après traitement du milieu avec les bactéries cultivées avec une solution d'acide trichloracétique à 5%. La zone d'hydrolyse de la caséine est mesurée en millimètres depuis le bord de la ligne ou de la colonie jusqu'au bord de la zone claire. Plus le diamètre de la zone claire est grand, plus l'activité caséinolytique des bactéries est élevée.
3.4.5 Croissance sur milieu avec amidon
Semis sur milieu gélosé à l'amidon (en boîtes de Pétri) contenant (g/l) : peptone – 10,0 ; KN2R04 – 5,0 ; amidon soluble – 2,0 ; gélose – 15,0 ; pH 6,8 – 7.0, produit pour déterminer la formation d'amylase par des micro-organismes. Les bactéries sont ensemencées en boucle en dessinant un trait le long du diamètre de la boîte ou au centre du secteur dans lequel la boîte est divisée. Les bactéries ont été cultivées pendant 7 jours dans un thermostat à une température de 30°C. L'hydrolyse de l'amidon est détectée après traitement du milieu avec les bactéries cultivées avec la solution de Lugol. Pour cela, de 3 à 5 ml de solution de Lugol sont versés à la surface du milieu. Le milieu contenant l'amidon devient bleu et la zone d'hydrolyse reste incolore ou devient rouge-brun si l'amidon est hydrolysé en dextrines. La zone d'hydrolyse de l'amidon est mesurée depuis le bord de la strie (colonie) jusqu'au bord de la zone claire (mm). Plus le diamètre de la zone lumineuse est grand, plus l'activité de l'amylase est élevée.
3.4.6 Test de catalase
Une partie de la culture cultivée est suspendue à l'aide d'une boucle bactériologique dans une goutte de peroxyde d'hydrogène à 3 % sur une lame de verre. La présence de catalase est mise en évidence par la formation de bulles de gaz observées 1 ... 5 minutes après l'introduction de bactéries à l'oeil nu ou sous un microscope à faible grossissement. Vous pouvez appliquer quelques gouttes de peroxyde d'hydrogène directement sur une colonie ou une culture cultivée sur gélose inclinée et observer l'évolution de l'oxygène moléculaire.
3.4.7 Détermination de la sensibilité des bactéries
aux antibiotiques
Il est pratique de déterminer la sensibilité des micro-organismes aux antibiotiques à l'aide de disques de papier prêts à l'emploi imprégnés de certains antibiotiques. Les micro-organismes étudiés sont cultivés sur un milieu nutritif solide approprié. Une suspension épaisse du micro-organisme étudié est préparée dans de l'eau du robinet stérile en lavant les cellules avec de l'eau de la surface d'un milieu nutritif solide. En travaillant près de la flamme du brûleur, ajouter 1 ml de la suspension obtenue
dans un tube à essai avec 20 ml de milieu gélosé, fondu et refroidi à une température de 50 ºС, par exemple, avec de la gélose mésopatamique (MPA). Si les micro-organismes ont été cultivés dans un milieu nutritif liquide, le volume de culture approprié est ajouté à la gélose. Le contenu du tube est rapidement et soigneusement mélangé et versé dans une boîte de Pétri stérile.
Lorsque le support durcit, le papier est placé sur sa surface.
disques à égale distance les uns des autres et à distance
1,5 ... 2,0 cm du bord de la tasse. Les boîtes de Pétri sont conservées 2 heures à température ambiante pour une meilleure diffusion des antibiotiques dans le milieu gélosé, puis, sans retournement, sont placées dans un thermostat pendant 24 heures à une température de 30 ºС. Au bout d'une journée, on constate la formation de zones de suppression de la croissance des microorganismes étudiés autour des disques. Si la bactérie à l'étude est sensible à certains antibiotiques, alors des zones de non croissance en culture se trouvent autour des disques. Le diamètre de la zone d'inhibition de croissance est mesuré avec une règle millimétrique et les résultats sont enregistrés dans le tableau 3. Une zone de plus de 30 mm indique
sur la haute sensibilité des micro-organismes à l'antibiotique, et moins de 12 mm - sur la faible sensibilité.
Quand l'expérimentateur a des solutions
substances antibiotiques ou fluide de culture contenant
antibiotique, utilisez la méthode utilisant des trous dans l'épaisseur de la gélose.
Dans ce cas, des trous sont pratiqués à une distance de 1,5 ... 2,0 cm du bord de la coupelle dans un milieu gélosé congelé inoculé avec le micro-organisme à tester avec un foret en liège stérile (diamètre de 6 à 8 mm).
Des solutions d'antibiotiques ou de fluide de culture sont ajoutées aux puits. Cette méthode permet également de révéler la capacité de microorganismes cultivés en milieu liquide à former des substances antibiotiques.
Tableau 3 – L'effet des antibiotiques sur la croissance bactérienne
Antibiotique | Diamètre des zones d'inhibition de croissance, mm |
Disque de pénicilline | |
Disque avec chloramphénicol |
4 QUESTIONS DE CONTRLE
1. Définissez les termes suivants :
- souche; souche authentique; type souche;
- la colonie;
- les biens culturels ;
- taxonomie ;
- classification;
- nomenclature;
- plasmide ;
- lyophilisation.
2. Quelles sections comprend la taxonomie des micro-organismes ? Donnez leurs caractéristiques.
3. Pourquoi les systèmes existants de classification des micro-organismes sont-ils artificiels ?
5. Quelles sont les caractéristiques des différentes souches du même type de micro-organisme ?
6. Quelles catégories taxonomiques de micro-organismes sont obligatoires et lesquelles sont facultatives ?
7. Énumérer les règles de base de la nomenclature des micro-organismes.
8. Quel est le but principal de l'identification des micro-organismes ?
9. Quelle est la différence entre les principes de classification et d'identification des différents groupes de procaryotes et d'eucaryotes ?
10. Quelles propriétés sont étudiées pour décrire et identifier les bactéries ?
11. Quels signes sont pris en compte pour décrire les colonies de micro-organismes en surface, en profondeur et au fond ?
12. Quelles caractéristiques sont notées lors de la description de la croissance des micro-organismes par accident vasculaire cérébral ?
13. Que faut-il noter lors de la caractérisation de la croissance des micro-organismes dans un milieu nutritif liquide ?
14. Quels signes incluent les caractéristiques morphologiques et l'organisation des cellules bactériennes ?
15. Quelles propriétés physiologiques et biochimiques sont étudiées lors de l'identification des bactéries ?
16. Quand est-il nécessaire d'utiliser des méthodes chimiotaxonomiques ?
17. Quels sont quelques exemples de substances utilisées comme marqueurs chimio-taxonomiques ?
18. Quelles sont les caractéristiques de la taxonomie des protéines ?
19. Décrivez la méthode de taxonomie numérique, quelles limites a-t-elle ?
20. Quelles méthodes sont utilisées pour évaluer les relations phylogénétiques des bactéries ?
21. Quelle est l'essence de la méthode de la sonde ADN et sa différence avec la méthode
ADN – hybridation ADN ?
22. Quelles sont les caractéristiques de la méthode d'analyse des séquences nucléotidiques dans l'ARN ribosomique ?
23. Quels signes servent de base à la classification des bactéries dans le « Bergey's Identifier of Bacteria » ?
24. Quelles propriétés et signes sont étudiés pour décrire de nouvelles souches de bactéries ?
25. Quelles méthodes sont utilisées pour déterminer la pureté des bactéries identifiées ?
26. Quelles sont les règles de base pour la mise en œuvre de la technique de coloration de Gram ?
27. En quels groupes les micro-organismes sont-ils divisés par rapport à l'oxygène moléculaire ?
28. Qu'est-ce qui est utilisé comme substrat pour déterminer l'activité des enzymes protolytiques extracellulaires chez les micro-organismes ?
29. Quelles méthodes de détermination de la sensibilité des micro-organismes aux antibiotiques connaissez-vous, donnez leurs caractéristiques.
30. Quelle méthode est utilisée pour déterminer la formation d'amylase par des micro-organismes ?
31. Comment le semis effectué permet-il d'identifier et de séparer les microorganismes mobiles des immobiles ?
5 RECETTES DE COLORANTS ET MILIEUX NUTRITIONNELS
5.1 Fuchsine basique carbolique (fuchsine Tsilya)
- Solution aqueuse à 5% de phénol fraîchement distillé - 100 ml;
- solution alcoolique saturée de fuchsine basique - 10 ml;
Le mélange préparé est filtré après 48 heures.
5.2 Bleu de méthylène (selon Leffler)
- solution alcoolique saturée de bleu de méthylène - 30 ml;
- eau distillée - 100 ml;
- Solution aqueuse à 1% de KOH - 1 ml.
5.3 Bouillon de viande peptoné (BCH)
500 g de viande hachée sans gras ni tendons sont versés dans 1 litre d'eau du robinet et extraits à température ambiante pendant 12 heures ou dans un thermostat à 37 ºС pendant 2 heures, et à 50 ºС pendant une heure. Ensuite, la viande est pressée à travers une étamine et l'infusion résultante est bouillie pendant 30 minutes. Dans ce cas, les protéines sont coagulées. La masse refroidie est filtrée à travers un filtre en coton et ajoutée avec de l'eau au volume d'origine. Ensuite, 5 à 10 g de peptone et 5 g de chlorure de sodium sont ajoutés à 1 litre de bouillon de viande. Le milieu est chauffé jusqu'à dissolution de la peptone en agitant constamment. Le BCH est stérilisé à une pression de 2 atm pendant 20 minutes.
5.4 Gélose à la peptone à la viande (MPA)
A 1 l de MPB ajouter 20 g d'agar. Le milieu est chauffé jusqu'à dissolution de la gélose, puis une réaction légèrement alcaline du milieu s'établit
Solution NaCO64 à 20% "height =" 52 "bgcolor =" white "style =" vertical-align: top; background: white ">
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