Bakterijų antigenai:
specifinė grupei (aptinkama skirtingose tos pačios genties ar šeimos rūšyse)
rūšiai būdingas (skirtinguose tos pačios rūšies atstovuose);
tipo specifinis (nustatykite serologinius variantus – serovarus, antigenovarus vienos rūšies viduje).
Priklausomai nuo lokalizacijos bakterijos ląstelėje, išskiriami K-, H-, O-antigenai (žymimi lotyniškos abėcėlės raidėmis).
O-AG yra gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės lipopolisacharidas. Susideda iš polisacharido grandinės (pačio O-Ar) ir lipido A.
Polisacharidas yra termostabilus (atlaiko virimą 1-2 val.), chemiškai stabilus (atlaiko apdorojimą formalinu ir etanoliu). Grynas O-AG yra silpnai imunogeniškas. Jis pasižymi struktūriniu kintamumu ir yra naudojamas daugeliui tos pačios rūšies bakterijų serovariantų atskirti. Pavyzdžiui, kiekvienai salmonelių grupei būdingas tam tikras O-AG (polisacharidas) - A grupėje.
Tai yra 2 koeficientas, B grupė turi 4 koeficientą ir tt Bakterijų R formose O-AG praranda šonines grandines
polisacharidas ir tipo specifiškumas.
Lipidas A – yra gliukozamino ir riebalų rūgščių. Jis pasižymi stipriu adjuvantu, nespecifiniu imunostimuliuojančiu aktyvumu ir toksiškumu. Apskritai LPS yra endotoksinas. Jau mažomis dozėmis sukelia karščiavimą dėl makrofagų aktyvavimo ir jų išsiskyrimo IL1, TNF ir kitų citokinų, granulocitų degranuliacijos, trombocitų agregacijos. Jis gali prisijungti prie bet kurios kūno ląstelės, bet ypač su makrofagais. Didelėmis dozėmis slopina fagocitozę, sukelia toksikozę, širdies ir kraujagyslių sistemos disfunkciją, trombozę, endotoksinį šoką. Kai kurių bakterijų LPS yra imunostimuliatorių (prodigiosan,
pirogeninis). Bakterijų ląstelės sienelės peptidoglikanai turi stiprų adjuvantinį poveikį SI ląstelėms.
N-AG yra bakterijų žvynelių dalis, jos pagrindas yra flagellino baltymas. Jis yra termolabiškas.
K-AG yra nevienalytė paviršinių, kapsulinių bakterijų AG grupė.
Jie yra kapsulėje. Juose daugiausia yra rūgščių polisacharidų, tarp kurių yra galakturono, gliukurono ir idurono rūgštys. Yra šių antigenų struktūros variacijų, kurių pagrindu, pavyzdžiui, išskiriami 75 pneumokokų tipai (serotipai), 80 Klebsiella rūšių ir kt. Kapsuliniai antigenai naudojami ruošiant vakcinas nuo meningokokų, pneumokokų ir klebsielių. Tačiau didelių polisacharidinių antigenų dozių vartojimas gali sukelti toleranciją.
Bakterijų antigenai taip pat yra jų toksinai, ribosomos ir fermentai.
Kai kuriuose mikroorganizmuose yra kryžmiškai reaguojančių antigeninių determinantų, randamų mikroorganizmuose ir žmonėms / gyvūnams.
Įvairių rūšių mikrobuose ir žmonėms yra bendrų, struktūriškai panašių AG. Šie reiškiniai vadinami antigenine mimika. Dažnai kryžmiškai reaktyvūs antigenai atspindi šių atstovų filogenetinį bendrumą, kartais jie yra atsitiktinio konformacijos ir krūvių panašumo rezultatas – AG molekulės.
Pavyzdžiui, Forsman's AG randama baracho eritrocituose, salmonelėse ir jūrų kiaulytėse.
Hemolizinių A grupės streptokokų sudėtyje yra kryžmiškai reaguojančių antigenų (ypač M-baltymo), būdingų endokardo ir žmogaus inkstų glomerulų antihipertenziniams vaistams. Tokie bakteriniai antigenai sukelia antikūnų, kryžmiškai reaguojančių su žmogaus ląstelėmis, susidarymą, todėl išsivysto reumatas ir postreptokokinis glomerulonefritas.
Sifilio sukėlėjas turi fosfolipidų, panašių į tuos, kurie randami gyvūnų ir žmonių širdyse. Todėl gyvūnų širdies antigenas kardiolipinas naudojamas antikūnams prieš spirochetą nustatyti sergančių žmonių organizme (Wasserman reakcija).
Antigenai yra didelės molekulinės masės junginiai. Nurijus, jie sukelia imuninę reakciją ir sąveikauja su šios reakcijos produktais: antikūnais ir aktyvuotais limfocitais.
Antigenų klasifikacija.
1. Pagal kilmę:
1) natūralūs (baltymai, angliavandeniai, nukleino rūgštys, bakterijų egzotoksinai ir endotoksinai, audinių ir kraujo ląstelių antigenai);
2) dirbtiniai (dinitrofenilinti baltymai ir angliavandeniai);
3) sintetinės (sintetinės poliaminorūgštys, polipeptidai).
2. Pagal cheminę prigimtį:
1) baltymai (hormonai, fermentai ir kt.);
2) angliavandeniai (dekstranas);
3) nukleorūgštys (DNR, RNR);
4) konjuguoti antigenai (dinitrofenilinti baltymai);
5) polipeptidai (a-aminorūgščių polimerai, glutamino ir alanino kopolimerai);
6) lipidai (cholesterolis, lecitinas, kurie gali veikti kaip haptenas, bet kartu su serumo baltymais įgyja antigeninių savybių).
3. Pagal genetinį ryšį:
1) autoantigenai (kilę iš jūsų paties kūno audinių);
2) izoantigenai (gautiniai iš genetiškai identiško donoro);
3) aloantigenai (kilę iš nesusijusio tos pačios rūšies donoro);
4) ksenoantigenai (gautiniai iš kitos rūšies donoro).
4. Pagal imuninio atsako pobūdį:
1) nuo užkrūčio liaukos priklausomi antigenai (imuninis atsakas priklauso nuo aktyvaus T-limfocitų dalyvavimo);
2) nuo užkrūčio liaukos nepriklausomi antigenai (sukelia imuninį atsaką ir B ląstelių, neturinčių T limfocitų, antikūnų sintezę).
Taip pat atskirkite:
1) išoriniai antigenai; patekti į kūną iš išorės. Tai mikroorganizmai, persodintos ląstelės ir pašalinės dalelės, kurios gali patekti į organizmą su maistu, įkvėpus ar parenteriniu būdu;
2) vidiniai antigenai; atsiranda dėl pažeistų kūno molekulių, kurios pripažįstamos svetimomis;
3) latentiniai antigenai – tam tikri antigenai (pavyzdžiui, nervinis audinys, lęšiuko baltymai ir sperma); embriogenezės metu yra anatomiškai atskirtos nuo imuninės sistemos histohematogeniniais barjerais; tolerancija šioms molekulėms neatsiranda; patekimas į kraują gali sukelti imuninį atsaką.
Imunologinis reaktyvumas prieš pakitusius ar latentinius savaiminius antigenus pasireiškia sergant kai kuriomis autoimuninėmis ligomis.
Antigeno savybės:
1) antigeniškumas – gebėjimas sukelti antikūnų susidarymą;
2) imunogeniškumas – gebėjimas sukurti imunitetą;
3) specifiškumas – antigeninės savybės, dėl kurių antigenai skiriasi vienas nuo kito.
Haptenai yra mažos molekulinės masės medžiagos, kurios normaliomis sąlygomis nesukelia imuninio atsako, tačiau prisijungusios prie didelės molekulinės masės molekulių tampa imunogeniškos. Haptenai apima vaistus ir daugumą cheminių medžiagų. Prisijungę prie kūno baltymų, jie gali sukelti imuninį atsaką.
Antigenai arba haptenai, kurie vėl patekę į organizmą sukelia alerginę reakciją, vadinami alergenais.
2. Mikroorganizmų antigenai
Infekciniai antigenai – tai bakterijų, virusų, grybelių, pirmuonių antigenai.
Yra šie bakterijų antigenų tipai:
1) grupei būdingas (aptinkamas skirtingose tos pačios genties ar šeimos rūšyse);
2) rūšiai būdingas (randamas įvairiuose tos pačios rūšies atstovuose);
3) tipo specifinis (nustatykite serologinius variantus – serovarus, antigenovarus – vienos rūšies viduje).
Atsižvelgiant į lokalizaciją bakterijų ląstelėje, išskiriami:
1) O - AG - polisacharidas; yra bakterijų ląstelės sienelės dalis. Nustato ląstelės sienelės lipopolisacharido antigeninį specifiškumą; pagal ją išskiriami tos pačios rūšies bakterijų serovariantai. O-AG yra silpnai imunogeniškas. Jis yra termiškai stabilus (atlaiko virimą 1–2 valandas), chemiškai stabilus (atlaiko apdorojimą formalinu ir etanoliu);
2) lipidas A yra heterodimeras; yra gliukozamino ir riebalų rūgščių. Jis pasižymi stipriu adjuvantu, nespecifiniu imunostimuliuojančiu aktyvumu ir toksiškumu;
3) H - AG; yra bakterijų žvynelių dalis, jos pagrindas yra flagellino baltymas. Jis yra termolabilis;
4) K - AG - nevienalytė bakterijų paviršinių, kapsulinių antigenų grupė. Jie yra kapsulėje ir yra susiję su ląstelės sienelės lipopolisacharido paviršiniu sluoksniu;
5) toksinai, nukleoproteinai, ribosomos ir bakteriniai fermentai.
Viruso antigenai:
1) superkapsidės antigenai – paviršiaus apvalkalas;
2) baltymų ir glikoproteinų antigenai;
3) kapsidas – membraninis;
4) nukleoproteinų (šerdies) antigenai.
Visi viruso antigenai priklauso nuo T.
Apsauginiai antigenai – tai stipriausią imuninį atsaką sukeliančių antigeninių determinantų (epitopų) rinkinys, kuris apsaugo organizmą nuo pakartotinio užsikrėtimo šiuo patogenu.
Infekcinių antigenų įsiskverbimo į organizmą būdai:
1) per pažeistą ir kartais nepažeistą odą;
2) per nosies, burnos, virškinamojo trakto, šlapimo takų gleivinę.
Heteroantigenai yra antigeniniai kompleksai, būdingi skirtingų rūšių atstovams arba bendri antigeniniai determinantai kompleksams, kurie skiriasi kitomis savybėmis. Dėl heteroantigenų gali atsirasti kryžminių imunologinių reakcijų.
Įvairių tipų mikrobuose ir žmonėms yra bendrų, struktūriškai panašių antigenų. Šie reiškiniai vadinami antigenine mimika.
Superantigenai yra speciali antigenų grupė, kuri labai mažomis dozėmis sukelia polikloninį aktyvavimą ir daugelio T limfocitų proliferaciją. Superantigenai yra bakteriniai enterotoksinai, stafilokokai, choleros toksinai ir kai kurie virusai (rotavirusai).
Mikroorganizmų išskyrimas iš įvairių medžiagų ir jų kultūrų gamyba plačiai taikomas laboratorinėje praktikoje infekcinių ligų mikrobiologinei diagnostikai, tiriamajame darbe bei mikrobiologinėje vakcinų, antibiotikų ir kitų biologiškai aktyvių mikrobų gyvybinės veiklos produktų gamyboje.
Auginimo sąlygos taip pat priklauso nuo atitinkamų mikroorganizmų savybių. Dauguma patogeninių mikrobų auginami maistinėse terpėse 37 °C temperatūroje 12 dienų. Tačiau kai kuriems iš jų reikia ilgesnio laiko. Pavyzdžiui, kokliušo bakterijos – per 2–3 dienas, o tuberkuliozės mikobakterijos – per 3–4 savaites.
Aerobinių mikrobų augimo ir dauginimosi procesams stimuliuoti, taip pat jų auginimo laikui sutrumpinti naudojamas povandeninio auginimo metodas, kurį sudaro nuolatinis maistinės terpės aeravimas ir maišymas. Gilus metodas buvo plačiai pritaikytas biotechnologijoje.
Anaerobų auginimui naudojami specialūs metodai, kurių esmė yra oro šalinimas arba pakeitimas inertinėmis dujomis sandariuose termostatuose – anaerostatuose. Anaerobai auginami maistinėse terpėse, kuriose yra redukuojančių medžiagų (gliukozės, natrio formiato ir kt.), kurios mažina redokso potencialą.
Diagnostinėje praktikoje ypatingą reikšmę turi grynosios bakterijų kultūros, kurios išskiriamos iš tiriamosios medžiagos, paimtos iš paciento ar aplinkos objektų. Tam naudojamos dirbtinės maistinės terpės, kurios skirstomos į pačios įvairiausios sudėties bazinę, diferencinę diagnostinę ir pasirenkamąją terpę. Bakteriologinei diagnostikai labai svarbu pasirinkti maistinę terpę grynajai kultūrai išskirti.
Daugeliu atvejų naudojamos kietos auginimo terpės, prieš tai supiltos į Petri lėkštes. Tiriamoji medžiaga dedama ant terpės paviršiaus kilpa ir sutrinta mentele, kad gautų izoliuotas kolonijas, išaugintas iš vienos ląstelės. Išskirtos kolonijos subkultūra mėgintuvėlyje ant pasvirusio agaro gaunama gryna kultūra.
Identifikavimui, t.y. nustatant pasirinktos kultūros bendrinį ir rūšinį priklausymą, dažniausiai tiriami fenotipiniai požymiai:
a) bakterijų ląstelių morfologija nudažytuose tepinėliuose arba natūraliuose preparatuose;
b) biocheminiai kultūros požymiai pagal gebėjimą fermentuoti angliavandenius (gliukozę, laktozę, sacharozę, maltozę, manitolį ir kt.), sudaryti indolą, amoniaką ir vandenilio sulfidą, kurie yra bakterijų proteolitinio aktyvumo produktai.
Norint atlikti išsamesnę analizę, naudojama dujų ir skysčių chromatografija ir kiti metodai.
Grynosioms kultūroms identifikuoti kartu su bakteriologiniais metodais plačiai taikomi imunologiniai tyrimo metodai, kuriais siekiama ištirti išskirtos kultūros antigeninę struktūrą. Tam naudojamos serologinės reakcijos: agliutinacija, imunofluorescencinis nusodinimas, komplemento surišimas, fermentinis imunologinis tyrimas, radioimuninės analizės metodai ir kt.
Grynosios kultūros išskyrimo metodai
Norint išskirti gryną mikroorganizmų kultūrą, būtina atskirti daugybę medžiagoje esančių bakterijų vieną nuo kitos. Tai galima pasiekti naudojant metodus, pagrįstus dviem principais: mechaninis ir biologinės bakterijų disociacija.
Grynųjų kultūrų išskyrimo mechaniniu principu metodai
Serijinio skiedimo metodas , kurį pasiūlė L. Pasteur, buvo vienas pirmųjų, kuris buvo panaudotas mechaniniam mikroorganizmų atskyrimui. Jį sudaro medžiagos, kurioje yra mikrobų, nuoseklus skiedimas steriliame inde skystis maistinė terpė. Šis metodas yra gana kruopštus ir netobulas, nes jis neleidžia kontroliuoti mikrobų ląstelių, patenkančių į mėgintuvėlius praskiedimo metu, skaičiaus.
Šio trūkumo jis neturi Koch metodas (plokštelės skiedimo metodas ). R. Kochas naudojo kietą maistinę terpę želatinos arba agaro-agaro pagrindu. Medžiaga su skirtingų tipų bakterijų asociacijomis buvo skiedžiama keliuose mėgintuvėliuose ištirpinta ir šiek tiek atvėsinta želatina, kurios turinys vėliau buvo supiltas ant sterilių stiklinių plokštelių. Po terpės geliavimo ji buvo auginama optimalioje temperatūroje. Jo storyje susidarė izoliuotos mikroorganizmų kolonijos, kurias būtų galima lengvai perkelti į šviežią maistinę terpę naudojant platinos kilpą, kad būtų gauta gryna bakterijų kultūra.
Drygalskio metodas yra pažangesnis metodas, plačiai naudojamas kasdienėje mikrobiologinėje praktikoje. Pirmiausia tiriamoji medžiaga pipete arba kilpa užtepama ant terpės paviršiaus Petri lėkštelėje. Naudodami metalinę arba stiklinę mentele, gerai įtrinkite ją į terpę. Sėjimo metu indas laikomas atidarytas ir švelniai pasukamas, kad medžiaga tolygiai pasiskirstytų. Nesterilizuodami mentelės, pasiskolintą medžiagą jie išneša į kitą Petri lėkštelę, jei reikia, į trečią. Tik tada mentele panardinama į dezinfekcinį tirpalą arba kepama degiklio liepsnoje. Terpės paviršiuje, pirmajame inde, paprastai stebime nuolatinį bakterijų augimą, antrajame - tankų augimą, o trečiame - augimą izoliuotų kolonijų pavidalu.
Drigalskio metodo kolonijos
Linijinės kultūros metodas šiandien jis dažniausiai naudojamas mikrobiologijos laboratorijose. Medžiaga, kurioje yra mikroorganizmų, surenkama bakteriologine kilpa ir uždedama ant auginimo terpės paviršiaus šalia lėkštelės krašto. Pašalinkite medžiagos perteklių ir lygiagrečiais judesiais nubrėžkite nuo puodelio krašto iki krašto. Po paros inkubacijos optimalioje temperatūroje ant lėkštelės paviršiaus išauga izoliuotos mikrobų kolonijos.
Insulto metodas
Norėdami gauti izoliuotas kolonijas, galite naudoti uždengtą tamponą, kuris buvo naudojamas tiriamajai medžiagai surinkti. Šiek tiek atidarykite Petri lėkštelę su maistine terpe, įkiškite ten tamponą ir atsargiais judesiais įtrinkite medžiagą į lėkštelės paviršių, palaipsniui grąžindami tamponą ir lėkštelę.
Taigi reikšmingas Koch, Drygalsky ir lėkštelinio skiedimo juostelių kultūros metodų pranašumas yra tas, kad sukuriamos izoliuotos mikroorganizmų kolonijos, kurios pasėjus į kitą maistinę terpę virsta gryna kultūra.
Biologiniai grynųjų kultūrų išskyrimo metodai
Biologinis bakterijų atskyrimo principas leidžia kryptingai ieškoti metodų, kurie atsižvelgtų į daugybę mikrobinių ląstelių savybių. Tarp labiausiai paplitusių metodų yra šie:
1. Pagal kvėpavimo tipą. Visi mikroorganizmai pagal kvėpavimo tipą skirstomi į dvi pagrindines grupes: aerobinis (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio сholeraeir tt) ir anaerobinis (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensir kt.)... Jei medžiaga, iš kurios turi būti izoliuoti anaerobiniai patogenai, yra iš anksto pašildyta ir tada kultivuojama anaerobinėmis sąlygomis, tada šios bakterijos augs.
2. Pagal sporuliacija . Yra žinoma, kad kai kurie mikrobai (bacilos ir klostridijos) gali būti vaisingi. Tarp jų Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus... Ginčai yra atsparūs aplinkos veiksnių veikimui. Vadinasi, tiriamoji medžiaga gali būti veikiama terminio faktoriaus, o po to sėjama į maistinę terpę. Po kurio laiko ant jo augs būtent tos bakterijos, kurios gali būti vaisingos.
3. Mikrobų atsparumas rūgštims ir šarmams. Kai kurie mikrobai (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis) dėl savo cheminės sandaros ypatumų jie yra atsparūs rūgščių poveikiui. Štai kodėl medžiaga, kurioje jų yra, pavyzdžiui, skrepliai sergant tuberkulioze, iš anksto apdorojama tokiu pat kiekiu 10% sieros rūgšties tirpalo, o po to sėjama į maistinę terpę. Pašalinė flora žūva, o mikobakterijos auga dėl jų atsparumo rūgštims.
Choleros vibrio (Vibrio сholerae) priešingai, tai halofilinė bakterija, todėl optimalioms augimo sąlygoms sudaryti sėjama į terpes, kuriose yra šarmų (1 % šarminio peptono vandens). Jau po 4-6 valandų terpės paviršiuje atsiranda būdingų augimo požymių švelnios melsvos plėvelės pavidalu.
4. Bakterijų mobilumas. Kai kurie mikrobai (Proteus vulgaris) turi polinkį šliaužti ir gali greitai pasiskirstyti ant ko nors drėgno paviršiaus. Norint išskirti tokius patogenus, jie pasėjami į kondensacinio skysčio lašelį, kuris susidaro aušinant agaro įstrižą. Po 16-18 metų jie išplinta po visą aplinkos paviršių. Jei paimsime medžiagą iš agaro viršaus, turėsime gryną patogenų kultūrą.
5. Mikrobų jautrumas cheminių medžiagų, antibiotikų ir kitų antimikrobinių medžiagų poveikiui. Dėl bakterijų metabolizmo ypatybių jos gali turėti skirtingą jautrumą tam tikriems cheminiams veiksniams. Yra žinoma, kad stafilokokai, aerobinės bacilos, formuojančios sporas, yra atsparios 7,5-10% natrio chlorido poveikiui. Štai kodėl šiems patogenams išskirti naudojamos pasirenkamos maistinės terpės (trynio-druskos agaras, bekono-druskos agaras), kuriose yra būtent šios medžiagos. Esant tokiai natrio chlorido koncentracijai, kitos bakterijos praktiškai neauga.
6. Kai kurių antibiotikų skyrimas (nistatinas) naudojamas siekiant slopinti grybų augimą medžiagoje, kuri yra labai jais užterštoje. Atvirkščiai, antibiotiko penicilino pridėjimas prie terpės skatina bakterinės floros augimą, jei norima išskirti grybus. Tam tikros koncentracijos furazolidono pridėjimas į maistinę terpę sukuria selektyvias sąlygas korinebakterijoms ir mikrokokams augti.
7. Mikroorganizmų gebėjimas prasiskverbti pro nepažeistą odą. Kai kurios patogeninės bakterijos (Yersinia pestis) dėl daugybės agresijos fermentų jie gali prasiskverbti per nepažeistą odą. Norėdami tai padaryti, laboratorinio gyvūno kūno plaukai nuskusti ir tiriamąja medžiaga įtrinama į šią vietą, kurioje yra patogenas ir didelis kiekis trečiosios šalies mikrofloros. Po kurio laiko gyvulys paskerdžiamas, iš kraujo ar vidaus organų išsiskiria mikrobai.
8. Laboratorinių gyvūnų jautrumas infekcinių ligų sukėlėjams. Kai kurie gyvūnai yra labai jautrūs įvairiems mikroorganizmams.
Pavyzdžiui, naudojant bet kokį vartojimo būdą Streptococcus pneumoniae baltosioms pelėms išsivysto generalizuota pneumokokinė infekcija. Panašus vaizdas stebimas, kai jūrų kiaulytės yra užsikrėtusios tuberkuliozės sukėlėjais. (Mycobacterium tuberculosis) .
Kasdienėje praktikoje bakteriologai vartoja tokias sąvokas kaip įtempti ir grynoji kultūra mikroorganizmai. Padermė suprantama kaip tos pačios rūšies mikrobai, išskirti iš skirtingų šaltinių arba iš to paties šaltinio, bet skirtingu laiku. Gryna bakterijų kultūra – tai tos pačios rūšies mikroorganizmai, vienos mikrobinės ląstelės palikuonys, išaugę ant maistinės terpės.
Grynosios kultūros izoliacija aerobny mikroorganizmai susideda iš kelių etapų.
Pirmoji diena (1 etapo tyrimas) patologinė medžiaga paimama į sterilų indą (mėgintuvėlį, kolbą, buteliuką). Jį tyrinėja – išvaizdą, tekstūrą, spalvą, kvapą ir kitus požymius, paruošia tepinėlį, dažo ir apžiūri mikroskopu. Kai kuriais atvejais (ūminė gonorėja, maras) šiame etape galima atlikti preliminarią diagnozę, be to, galima pasirinkti terpę, į kurią bus skiepijama medžiaga. Tada jie atlieka bakteriologinę kilpą (dažniausiai naudojamą), mentele - Drygalsky metodu, vatos marlės tamponu. Puodeliai uždaromi, apverčiami aukštyn kojomis, pasirašomi specialiu pieštuku ir dedami į optimalios temperatūros (37°C) termostatą 18-48 valandoms. Šio etapo tikslas – gauti izoliuotas mikroorganizmų kolonijas.
Tačiau kartais, norint sukrauti medžiagą, ji sėjama ant skystų maistinių medžiagų.
Antrą dieną (2 etapo tyrimas) tankios maistinės terpės paviršiuje mikroorganizmai sudaro nuolatines, tankiai augančias arba izoliuotas kolonijas. Kolonija– Tai plika akimi matomos bakterijų sankaupos ant maistinės terpės paviršiaus arba storio. Paprastai kiekviena kolonija susidaro iš vienos mikrobinės ląstelės palikuonių (klonų), todėl jų sudėtis yra gana vienalytė. Bakterijų augimo maistinėse terpėse ypatybės yra jų kultūrinių savybių pasireiškimas.
Plokštelės kruopščiai apžiūrimos ir tiriamos, ar nėra izoliuotų kolonijų, išaugusių ant agaro paviršiaus. Atkreipkite dėmesį į kolonijų dydį, formą, spalvą, kraštų ir paviršiaus pobūdį, konsistenciją ir kitas savybes. Jei reikia, apžiūrėkite kolonijas po padidinamuoju stiklu, mažu arba dideliu mikroskopu. Kolonijų struktūra tiriama praleidžiamoje šviesoje mažu mikroskopo padidinimu. Jie gali būti hialininiai, granuliuoti, siūliniai arba pluoštiniai, kuriems būdingas susipynusių siūlų buvimas kolonijų storyje.
Kolonijų apibūdinimas yra svarbi bakteriologo ir laboranto darbo dalis, nes kiekvienos rūšies mikroorganizmai turi savo ypatingas kolonijas.
Trečią dieną (3 etapo tyrimas) ištirti grynosios mikroorganizmų kultūros augimo pobūdį ir atlikti jos identifikavimą.
Pirmiausia jie atkreipia dėmesį į mikroorganizmų augimo terpėje ypatumus ir padaro tepinėlį, nudažydami jį Gramo metodu, kad patikrintų kultūros grynumą. Jei mikroskopu stebimos to paties tipo morfologijos, dydžio ir toncinių (gebėjimo dažyti) savybių bakterijos, daroma išvada, kad kultūra yra gryna. Kai kuriais atvejais jau pagal išvaizdą ir jų augimo ypatybes galima daryti išvadą apie išskirtų patogenų tipą. Bakterijų tipo nustatymas pagal jų morfologines savybes vadinamas morfologiniu identifikavimu. Patogenų tipo nustatymas pagal jų kultūrines ypatybes vadinamas kultūriniu identifikavimu.
Tačiau šių tyrimų nepakanka, kad būtų galima padaryti galutinę išvadą apie izoliuotų mikrobų tipą. Todėl jie tiria bakterijų biochemines savybes. Jie yra gana įvairūs.
Bakterijų identifikavimas.
Patogeno tipo nustatymas pagal jo biochemines savybes vadinamas biocheminis identifikavimas.
Norint nustatyti bakterijų rūšis, dažnai tiriama jų antigeninė struktūra, tai yra, jos nustatomos pagal antigenines savybes. Kiekviename mikroorganizme yra skirtingų antigeninių medžiagų. Visų pirma, enterobakterijų šeimos (Yesherichia, Salmoneli, Shigela) atstovai turi membraninį O-antigeną, žiuželinį H-antigeną ir kapsulinį K-antigeną. Jų cheminė sudėtis yra nevienalytė, todėl yra įvairių variantų. Juos galima nustatyti naudojant specifinius agliutininius serumus. Šis bakterijų tipo apibrėžimas vadinamas serologinis identifikavimas.
Kartais bakterijos nustatomos užkrečiant laboratorinius gyvūnus gryna kultūra ir stebint patogenų sukeliamus pokyčius organizme (tuberkuliozė, botulizmas, stabligė, salmoneliozė ir kt.). Šis metodas vadinamas identifikavimas pagal biologines savybes... Kaip objektai dažniausiai naudojami jūrų kiaulytės, baltosios pelės ir žiurkės.
PRIEDAI
(lentelės ir diagramos)
Bakterijų fiziologija
Schema 1. Bakterijų fiziologija.
veisimas
auga maistinėse terpėse
1 lentelė. Bendroji bakterijų fiziologijos lentelė.
|
Charakteristika |
||
|
Energijos ir medžiagų gavimo procesas. |
||
|
Biocheminių procesų visuma, kurios metu išsiskiria gyvybinei mikrobinių ląstelių veiklai reikalinga energija. |
||
|
Koordinuotas visų ląstelių komponentų ir struktūrų dauginimasis, dėl kurio galiausiai padidėja ląstelių masė |
||
|
Reprodukcija |
Ląstelių skaičiaus padidėjimas populiacijoje |
|
|
Auga maistinėse terpėse. |
Laboratorinėmis sąlygomis mikroorganizmai auginami maistinėse terpėse, kurios turi būti sterilios, skaidrios, drėgnos, turinčios tam tikrų maistinių medžiagų (baltymų, angliavandenių, vitaminų, mikroelementų ir kt.), turėti tam tikrą buferinį pajėgumą, turėti atitinkamą pH, redokso potencialą. |
1.1 lentelė. Elementų cheminė sudėtis ir fiziologinės funkcijos.
|
Kompozicijos elementas |
Charakteristikos ir vaidmuo ląstelių fiziologijoje. |
||
|
Pagrindinis bakterinės ląstelės komponentas, sudarantis apie 80% jos masės. Jis yra laisvoje arba surištoje būsenoje su ląstelės struktūriniais elementais. Ginčų metu vandens kiekis sumažinamas iki 18,20 proc. Vanduo yra daugelio medžiagų tirpiklis ir taip pat atlieka mechaninį vaidmenį užtikrindamas turgorą. Vykstant plazmolizei – ląstelei netenkant vandens hipertoniniame tirpale – protoplazma atsiskiria nuo ląstelės membranos. Vandens pašalinimas iš ląstelės, džiovinimas, medžiagų apykaitos procesų sustabdymas. Dauguma mikroorganizmų gerai toleruoja džiovinimą. Trūkstant vandens, mikroorganizmai nesidaugina. Vakuuminis džiovinimas iš užšaldytos būsenos (liofilizavimas) sustabdo dauginimąsi ir skatina ilgalaikį mikrobų mėginių išsaugojimą. |
|||
|
40-80% sausųjų medžiagų. Jie nustato svarbiausias bakterijų biologines savybes ir dažniausiai susideda iš 20 aminorūgščių derinių. Bakterijos apima diaminopimelio rūgštį (DAP), kurios nėra žmogaus ir gyvūnų ląstelėse. Bakterijose yra daugiau nei 2000 skirtingų baltymų, randamų struktūriniuose komponentuose ir dalyvaujančių medžiagų apykaitos procesuose. Dauguma baltymų turi fermentinį aktyvumą. Bakterijų ląstelės baltymai lemia bakterijų antigeniškumą ir imunogeniškumą, virulentiškumą ir rūšis. |
|||
|
Kompozicijos elementas |
Charakteristikos ir vaidmuo ląstelių fiziologijoje. |
||
|
Nukleino rūgštys |
Jos atlieka panašias funkcijas kaip eukariotinių ląstelių nukleorūgštys: chromosomos pavidalo DNR molekulė atsakinga už paveldimumą, ribonukleorūgštys (informacinė, arba matricinė, transportinė ir ribosominė) dalyvauja baltymų biosintezėje. |
||
|
Angliavandeniai |
Jas sudaro paprastos medžiagos (mono- ir disacharidai) ir sudėtingi junginiai. Polisacharidai dažnai randami kapsulėse. Kai kurie tarpląsteliniai polisacharidai (krakmolas, glikogenas ir kt.) yra rezervinės maistinės medžiagos. |
||
|
Jie yra citoplazminės membranos ir jos darinių dalis, taip pat bakterijų ląstelės sienelė, pavyzdžiui, išorinė membrana, kurioje, be biomolekulinio lipidų sluoksnio, yra ir LPS. Lipidai gali atlikti rezervinių maistinių medžiagų vaidmenį citoplazmoje. Bakterinius lipidus sudaro fosfolipidai, riebalų rūgštys ir gliceridai. Mycobacterium tuberculosis turi daugiausia lipidų (iki 40%). |
|||
|
Mineralai |
Jis randamas pelenuose po ląstelių sudeginimo. Dideliais kiekiais aptinkama fosforo, kalio, natrio, sieros, geležies, kalcio, magnio, taip pat mikroelementų (cinko, vario, kobalto, bario, mangano ir kt.), kurie dalyvauja reguliuojant osmosinį slėgį, pH. terpės redokso potencialas, aktyvina fermentus, yra fermentų, vitaminų ir mikrobinės ląstelės struktūrinių komponentų dalis. |
||
1.2 lentelė. Azoto bazės.
1.2.1 lentelė Fermentai
|
Charakteristika |
|||
|
Apibrėžimas |
Specifiniai ir veiksmingi baltymų katalizatoriai, esantys visose gyvose ląstelėse. |
||
|
Fermentai sumažina aktyvacijos energiją, sukeldami tokias chemines reakcijas, kurios be jų galėtų vykti tik esant aukštai temperatūrai, per dideliam slėgiui ir kitomis nefiziologinėmis sąlygomis, nepriimtinomis gyvai ląstelei. |
|||
|
Fermentai padidina reakcijos greitį maždaug 10 dydžių, o tai sumažina bet kokios reakcijos pusinės eliminacijos laiką nuo 300 metų iki vienos sekundės. |
|||
|
Fermentai „atpažįsta“ substratą pagal jo molekulės erdvinį išsidėstymą ir krūvių pasiskirstymą jame. Tam tikra fermentinio baltymo molekulės dalis – jos katalizinis centras – yra atsakinga už prisijungimą prie substrato. Tokiu atveju susidaro tarpinis fermento-substrato kompleksas, kuris vėliau suyra susidarant reakcijos produktui ir laisvam fermentui. |
|||
|
Veislės |
Reguliaciniai (allosteriniai) fermentai suvokia įvairius metabolinius signalus ir pagal juos keičia savo katalizinį aktyvumą. |
Efektoriniai fermentai – fermentai, katalizuojantys tam tikras reakcijas (plačiau žr. 1.2.2 lentelę). |
|
|
Funkcinė veikla |
Funkcinis fermentų aktyvumas ir fermentinių reakcijų greitis priklauso nuo mikroorganizmo buvimo sąlygų ir, visų pirma, nuo terpės temperatūros ir jos pH. Daugeliui patogeninių mikroorganizmų optimali temperatūra yra 37 ° C, o pH 7,2–7,4. |
||
FERMENTŲ KLASĖS:
mikroorganizmai sintetina įvairius fermentus, priklausančius visoms šešioms žinomoms klasėms.
1.2.2 lentelė. Efektorinių fermentų klasės
|
Fermentų klasė |
Katalizuoja: |
|
|
Oksidoreduktazė |
Elektronų perdavimas |
|
|
Transferazės |
Įvairių cheminių grupių perkėlimas |
|
|
Hidrolazės |
Funkcinių grupių perkėlimas į vandens molekulę |
|
|
Grupių prijungimas prie dvigubų ryšių ir atvirkštinės reakcijos |
||
|
Izomerazė |
Grupių perkėlimas molekulėje formuojant izomerines formas |
|
|
C-C, C-S, C-O, C-N jungčių susidarymas dėl kondensacijos reakcijų, susijusių su adenozino trifosfato (ATP) skilimu |
1.2.3 lentelė. Fermentų tipai susidarant bakterijų ląstelėje
|
Charakteristika |
Pastabos (redaguoti) |
||
|
Iiducible (pritaikomas) fermentai "Substrato indukcija" |
Fermentai, kurių koncentracija ląstelėje smarkiai padidėja, reaguojant į induktoriaus substrato atsiradimą terpėje. Juos bakterijos ląstelė sintetina tik tuo atveju, jei terpėje yra šio fermento substrato | ||
|
Represiniai fermentai |
Šių fermentų sintezė yra slopinama dėl pernelyg didelio šio fermento katalizuojamo reakcijos produkto kaupimosi. |
Fermentų slopinimo pavyzdys yra triptofano, kuris susidaro iš antranilo rūgšties, dalyvaujant antranilato sintetazei, sintezė. |
|
|
Konstituciniai fermentai |
Fermentai sintetinami nepriklausomai nuo aplinkos sąlygų |
Glikolizės fermentai |
|
|
Daugelio fermentų kompleksai |
Intraląsteliniai fermentai sujungti struktūriškai ir funkciškai |
Kvėpavimo grandinės fermentai lokalizuoti citoplazminėje membranoje. |
1.2.4 lentelė. Specifiniai fermentai
|
Fermentai |
Bakterijų identifikavimas |
|
|
Superoksido dismutazė ir katalazė |
Visi aerobai arba fakultatyviniai anaerobai turi superoksido dismutazę ir katalazę – fermentus, kurie apsaugo ląstelę nuo toksiškų deguonies apykaitos produktų. Beveik visi privalomi anaerobai šių fermentų nesintetina. Tik viena aerobinių bakterijų grupė – pieno rūgšties bakterijos yra katalazės neigiamos. |
|
|
peroksidazė |
Pieno rūgšties bakterijos kaupia peroksidazę – fermentą, katalizuojantį organinių junginių oksidaciją, veikiant H2O2 (redukuota iki vandens). |
|
|
Arginino dihidrolazė |
Diagnostinė funkcija, leidžianti atskirti saprofitines Pseudomonas rūšis nuo fitopatogeninių. |
|
|
Iš penkių pagrindinių Enterobacteriaceae šeimos grupių tik dvi – Escherichiae ir Erwiniae – nesintetina ureazės. |
1.2.5 lentelė. Bakterinių fermentų taikymas pramoninėje mikrobiologijoje.
|
Fermentai |
Taikymas |
|
|
Amilazė, celiuliazė, proteazė, lipazė |
Virškinimui pagerinti naudojami paruošti fermentų preparatai, kurie atitinkamai palengvina krakmolo, celiuliozės, baltymų ir lipidų hidrolizę. |
|
|
Mielių invertazė |
Gaminant saldainius, kad būtų išvengta sacharozės kristalizacijos |
|
|
Pektinazė |
Naudojamas vaisių sultims skaidrinti |
|
|
Klostridžio kolagenazė ir streptokokų streptokinazė |
Hidrolizuoja baltymus, skatina žaizdų ir nudegimų gijimą |
|
|
Litiniai bakterijų fermentai |
Jie išsiskiria į aplinką, veikia patogeninių mikroorganizmų ląstelių sieneles ir yra veiksminga priemonė kovojant su pastaraisiais, net jei jie turi daugybinį atsparumą antibiotikams. |
|
|
Ribonukleazės, dezoksiribonukleazės, polimerazės, DNR ligazės ir kiti fermentai, kurie specifiškai modifikuoja nukleino rūgštis |
Naudojamas kaip priemonių rinkinys bioorganinėje chemijoje, genų inžinerijoje ir genų terapijoje |
1.2.6 lentelė. Fermentų klasifikacija pagal lokalizaciją.
|
Lokalizacija | |||
|
Endozimai |
Citoplazmoje Citoplazminėje membranoje Periplazminėje erdvėje |
Jie veikia tik ląstelės viduje. Jie katalizuoja biosintezės ir energijos apykaitos reakcijas. |
|
|
Egzozimai |
Išleidžiami į aplinką. |
Jas ląstelė išskiria į aplinką ir katalizuoja sudėtingų organinių junginių hidrolizės reakcijas į paprastesnius, kuriuos mikrobų ląstelė gali pasisavinti. Tai apima hidrolizinius fermentus, kurie atlieka nepaprastai svarbų vaidmenį mikroorganizmų mityboje. |
1.2.7 lentelė. Patogeninių mikrobų fermentai (agresijos fermentai)
|
Fermentai | |||
|
Lecitovitellazė Lecitinazė |
Sunaikina ląstelių membranas |
Bandomosios medžiagos sėjimas ant ZhSA maistinės terpės Rezultatas: debesuota sritis aplink JSA kolonijas. |
|
|
Hemolizinas |
Sunaikina raudonuosius kraujo kūnelius |
Bandomosios medžiagos sėjimas ant kraujo agaro maistinės terpės. Rezultatas: pilna hemolizės zona aplink kolonijas ant kraujo agaro. |
|
|
Koagulazės teigiamos kultūros |
Sukelia kraujo plazmos krešėjimą |
Bandomosios medžiagos inokuliacija į sterilią citratinę kraujo plazmą. Rezultatas: plazmos krešėjimas |
|
|
Koagulazės neigiamos kultūros |
Manitolio gamyba |
Manitolio sėjimas ant maistinės terpės anaerobinėmis sąlygomis. Rezultatas: spalvotų kolonijų atsiradimas (indikatoriaus spalva) |
|
|
Fermentai |
Tam tikrų fermentų susidarymas laboratorijoje |
||
|
Hialuronidazė |
Hidrolizuoja hialurono rūgštį – pagrindinį jungiamojo audinio komponentą |
Bandomosios medžiagos sėjimas ant maistinės terpės, kurioje yra hialurono rūgšties. Rezultatas: mėgintuvėliuose, kuriuose yra hialuronidazės, nesusidaro krešuliai. |
|
|
Neuraminidazė |
Skaldo sialo (neuramino) rūgštį iš įvairių glikoproteinų, glikolipidų, polisacharidų, padidindamas įvairių audinių pralaidumą. |
Aptikimas: reakcija, skirta nustatyti antikūnus prieš neuraminidazę (RINA) ir kitus (imunodifuzija, imunofermentiniai ir radioimuniniai metodai). |
1.2.8 lentelė. Fermentų klasifikavimas pagal biochemines savybes.
|
Fermentai |
Aptikimas |
||
|
Sugarolitinis |
Cukraus skaidymas |
Diferencinė – diagnostinės aplinkos, tokios kaip Gisso aplinka, Olkenitsky aplinka, Endo aplinka, Levino aplinka, Ploskirevo aplinka. |
|
|
Proteolitinis |
Baltymų skaidymas |
Mikrobai inokuliuojami injekcija į želatinos kolonėlę, o po 3-5 dienų inkubacijos kambario temperatūroje pastebimas želatinos suskystėjimo pobūdis. Proteolitinį aktyvumą lemia ir baltymų skilimo produktų susidarymas: indolas, vandenilio sulfidas, amoniakas. Norint juos nustatyti, mikroorganizmai pasėjami į mėsos-peptono sultinį. |
|
|
Galutiniai fermentai |
Šarmų susidarymas Rūgščių susidarymas Vandenilio sulfido susidarymas Amoniako susidarymas ir kt. |
Norint atskirti kai kurias bakterijų rūšis nuo kitų pagal jų fermentinį aktyvumą, jos naudojamos diferencinės diagnostikos aplinkos |
Schema 1.2.8. Fermentų sudėtis.
BET KOKIŲ MIKROORGANIZMŲ FERMENTINĖ SUDĖTIS:
Apibrėžiamas jo genomas
Yra stabilus ženklas
Plačiai naudojamas joms identifikuoti
Sacharolitinių, proteolitinių ir kitų savybių nustatymas.
1.3 lentelė. Pigmentai
|
Pigmentai |
Mikroorganizmų sintezė |
|
|
Riebaluose tirpūs karotinoidiniai pigmentai raudonos, oranžinės arba geltonos spalvos |
Suformuoja sarkinus, tuberkuliozės mikobakterijas, kai kuriuos aktinomicetus. Šie pigmentai apsaugo juos nuo UV spindulių. |
|
|
Juodi arba rudi pigmentai – melaninai |
Sintetina privalomi anaerobai Bacteroides niger ir kt.Netirpsta vandenyje ir net stipriose rūgštyse |
|
|
Ryškiai raudonas pirolio pigmentas – prodigiozinas |
Suformavo kai kurie seratai |
|
|
Vandenyje tirpus fenozino pigmentas – piocianinas. |
Gamina Pseudomonas aeruginosa bakterijos (Pseudomonas aeruginosa). Šiuo atveju neutralaus arba šarminio pH auginimo terpė nusidažo melsvai žaliai. |
1.4 lentelė. Šviečiantys ir aromatą formuojantys mikroorganizmai
|
Būklė ir charakteristika |
||
|
Švytėjimas (liuminescencija) |
Bakterijos sukelia tų substratų liuminescenciją, pavyzdžiui, žuvų žvynai, aukštesni grybai, pūvantys medžiai, maisto produktai, kurių paviršiuje dauginasi. Dauguma liuminescencinių bakterijų yra halofilinės rūšys, kurios gali daugintis esant didelei druskos koncentracijai. Jie gyvena jūrose ir vandenynuose, retai – gėlo vandens telkiniuose. Visos liuminescencinės bakterijos yra aerobinės. Liuminescencijos mechanizmas yra susijęs su energijos išsiskyrimu substrato biologinės oksidacijos metu. |
|
|
Aromato formavimas |
Kai kurie mikroorganizmai gamina lakiuosius aromatus, tokius kaip etilo acetatas ir amilo acetatas, kurie suteikia aromatą vynui, alui, pieno rūgščiai ir kitiems maisto produktams, todėl naudojami jų gamyboje. |
2.1.1 lentelė Metabolizmas
|
Apibrėžimas |
|||
|
Metabolizmas |
Biocheminius procesus ląstelėje vienija vienas žodis – metabolizmas (gr. metabole – transformacija). Šis terminas atitinka sąvoką „metabolizmas ir energija“. Yra dvi metabolizmo pusės: anabolizmas ir katabolizmas. |
||
|
Anabolizmas – tai visuma biocheminių reakcijų, kurios sintezuoja ląstelių komponentus, tai yra ta metabolizmo pusė, kuri vadinama konstruktyvia medžiagų apykaita. |
Katabolizmas yra visuma reakcijų, kurios suteikia ląstelei energijos, būtinos, ypač konstruktyvios metabolizmo reakcijoms. Todėl katabolizmas taip pat apibrėžiamas kaip ląstelės energijos apykaita. |
||
|
Amfibolizmas |
Tarpinis metabolizmas, paverčiantis mažos molekulinės masės maistinių medžiagų fragmentus į daugybę organinių rūgščių ir fosforo esterių, vadinamas |
||
Schema 2.1.1. Metabolizmas
MEDŽIAGA -
dviejų priešingų, bet sąveikaujančių procesų rinkinys: katabolizmas ir anabolizmas
Anabolizmas= asimiliacija = plastinė medžiagų apykaita = konstruktyvi medžiagų apykaita
Katabolizmas= disimiliacija = energijos apykaita = irimas = aprūpinimas ląstele energija
(ląstelių komponentų) sintezė
Fermentinės katabolinės reakcijos, dėl kurių atsiranda energijos išleidimas, kuris susikaupė ATP molekulėse.
Monomerų biosintezė:
aminorūgštys nukleotidai riebalų rūgščių monosacharidai
Polimero biosintezė:
baltymai nukleino rūgštys polisacharidai lipidai
Dėl fermentinės anabolinės reakcijos katabolizmo procese išsiskirianti energija išleidžiama organinių junginių makromolekulių sintezei, iš kurių vėliau surenkami biopolimerai - mikrobinės ląstelės sudedamosios dalys.
Energija eikvojama ląstelių komponentų sintezei
2.1.3 lentelė. Ląstelių energijos apykaita ir transformacija.
|
Metabolizmas |
Charakteristika |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Metabolizmas užtikrina dinamišką pusiausvyrą, būdingą gyvam organizmui kaip sistemai, kurioje sintezė ir naikinimas, dauginimasis ir mirtis yra tarpusavyje subalansuoti. |
Metabolizmas yra pagrindinis gyvybės ženklas |
||
|
Plastikiniai mainai Baltymų, riebalų, angliavandenių sintezė. |
Tai biologinės sintezės reakcijų rinkinys. |
Iš medžiagų, patenkančių į ląstelę iš išorės, susidaro molekulės, panašios į ląstelių junginius, tai yra, vyksta asimiliacija. |
|
|
Energijos mainai |
Priešingas sintezei procesas. Tai skilimo reakcijų rinkinys. |
Skilstant didelės molekulinės masės junginiams, išsiskiria energija, reikalinga biosintezės reakcijai, tai yra, vyksta disimiliacija. Kai gliukozė suskaidoma, energija išsiskiria etapais, dalyvaujant daugeliui fermentų. |
2.1.2 lentelė. Metabolizmo skirtumas nustatymui.
2.2 lentelė Anabolizmas (konstruktyvus metabolizmas)
Schema 2.2.2. Aminorūgščių biosintezė prokariotuose.
Schema 2.2.1. Angliavandenių biosintezė mikroorganizmuose.
2.2.3 pav. Lipidų biosintezė
2.2.4 lentelė. Energijos apykaitos etapai – katabolizmas.
|
Etapai |
Charakteristika |
Pastaba |
|
|
Parengiamasis |
Disacharidų ir polisacharidų molekulės, baltymai skyla į mažas molekules – gliukozę, gliceriną ir riebalų rūgštis, aminorūgštis. Didelės nukleorūgščių molekulės viename nukleotide. |
Šiame etape išsiskiria nedidelis energijos kiekis, kuris išsisklaido šilumos pavidalu. |
|
|
Anoksinis arba nepilnas arba anaerobinis arba fermentuotas arba disimiliuotas. |
Medžiagos, susidariusios šiame etape dalyvaujant fermentams, toliau skaidomos. Pavyzdžiui: gliukozė skyla į dvi pieno rūgšties molekules ir dvi ATP molekules. |
ATP ir H 3 PO 4 dalyvauja gliukozės skilimo reakcijose. Gliukozei skaidant be deguonies 40% energijos ATP molekulėje saugoma cheminio ryšio pavidalu, likusi dalis išsklaido šilumos pavidalu. Visais vienos gliukozės molekulės skilimo atvejais susidaro dvi ATP molekulės. |
|
|
Aerobinio kvėpavimo arba deguonies skilimo stadija. |
Kai ląstelė gauna deguonį, ankstesniame etape susidariusios medžiagos oksiduojamos (suskaidomos) iki galutinių produktų. CO 2 irH 2 O. |
Bendra aerobinio kvėpavimo lygtis:
|
2.2.4 schema. Fermentacija.
Fermentacijos metabolizmas - būdingas ATP susidarymas substratams fosforilinant.
Pirma (oksidacija) = skilimas
Antra (atstatymas)
Apima gliukozės pavertimą piruvo rūgštimi.
Apima vandenilio regeneravimą piruvinės rūgšties regeneravimui.
Piruvo rūgšties susidarymo iš angliavandenių keliai
Schema 2.2.5. Piruvo rūgštis.
Glikolitinis kelias (Embden-Meyerhof-Parnassus kelias)
Įvažiavimo-Dudorovo kelias
Pentozės fosfato kelias
2.2.5 lentelė. Fermentacija.
|
Fermentacijos tipas |
Atstovai |
Galutinis produktas |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Pieno rūgštis |
|
Iš piruvato susidaro pieno rūgštis |
Vienais atvejais (homofermentinė fermentacija) susidaro tik pieno rūgštis, kitais – ir šalutiniai produktai. |
|
|
Skruzdžių rūgštis |
Enterobakterijos |
Skruzdžių rūgštis yra vienas iš galutinių produktų. (kartu su ja - pusė) |
Kai kurios enterobakterijų rūšys skaido skruzdžių rūgštį iki H 2 ir CO 2 / |
|
|
Sviesto rūgštis |
Sviesto rūgštis ir šalutiniai produktai |
Kai kurios klostridijų rūšys kartu su sviesto ir kitomis rūgštimis sudaro butanolį, acetoną ir kt. (tada tai vadinama acetono-butilo fermentacija). |
||
|
Propiono rūgštis |
Propionobakterija |
Iš piruvato susidaro propiono rūgštis |
Daugelis bakterijų fermentuoja angliavandenius kartu su kitais maisto produktais, kad susidarytų etilo alkoholis. Tačiau tai nėra pagrindinis produktas. |
2.3.1 lentelė. Baltymų sintezės sistema, jonų mainai.
|
Daikto pavadinimas |
Charakteristika |
|
|
Ribosomų subvienetai 30S ir 50S |
Bakterijų 70S ribosomų atveju 50S subvienete yra 23S rRNR (~ 3000 nukleotidų ilgio), o 30S subvienete yra 16S rRNR (~ 1500 nukleotidų ilgio); dideliame ribosomų subvienete, be „ilgosios“ rRNR, taip pat yra viena ar dvi „trumposios“ rRNR (bakterijų ribosomų 50S arba 5S subvienetų 5S rRNR ir didelių eukariotų ribosomų subvienetų 5,8S rRNR). (Daugiau informacijos žr. 2.3.1 pav.) |
|
|
Messenger RNR (mRNR) | ||
|
Visas dvidešimties aminoacil-tRNR, kurioms susidaryti reikalingos atitinkamos aminorūgštys, aminoacil-tRNR sintetazės, tRNR ir ATP rinkinys. |
Tai aminorūgštis, pakrauta energija ir susieta su tRNR, paruošta transportuoti į ribosomą ir įtraukti į joje susintetintą polipeptidą. |
|
|
Transporto RNR (tRNR) |
Ribonukleino rūgštis, kurios funkcija yra transportuoti aminorūgštis į baltymų sintezės vietą. |
|
|
Baltymų iniciacijos veiksniai |
(prokariotuose - IF-1, IF-2, IF-3) Jie gavo savo vardą, nes dalyvauja aktyvaus komplekso (708 komplekso) iš 30S ir 50S subvienetų, mRNR ir iniciatoriaus aminoacil-tRNR (in) organizavime. prokariotų – formilmetionil –tRNR), kuris „pradeda“ (inicijuoja) ribosomų darbą – iRNR vertimą. |
|
|
Baltymų pailgėjimo faktoriai |
(prokariotuose - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Dalyvaukite susintetintos polipeptidinės grandinės (peptidilo) pailgėjimu (ilgėjimu). Baltymų atpalaidavimo faktoriai (RF) suteikia kodonui specifinį polipeptido atskyrimą nuo ribosomos ir baltymų sintezės pabaigą. |
|
|
Daikto pavadinimas |
Charakteristika |
|
|
Baltymų nutraukimo faktoriai |
(prokariotuose - RF-1, RF-2, RF-3) |
|
|
Kai kurie kiti baltyminiai veiksniai (asociacijos, subvienetų disociacija, išsiskyrimas ir kt.). |
Baltymų transliacijos faktoriai, reikalingi sistemos funkcionavimui |
|
|
Guanozino trifosfatas (GTP) |
Norint transliuoti, būtinas GTF dalyvavimas. Baltymų sintezės sistemos poreikis GTP yra labai specifinis: jo negalima pakeisti jokiais kitais trifosfatais. Ląstelė baltymų biosintezei sunaudoja daugiau energijos nei bet kurio kito biopolimero sintezei. Kiekvienai naujai peptidinei ryšiai susidaryti reikia nutraukti keturias didelės energijos jungtis (ATP ir GTP): dvi, kad tRNR molekulė būtų apkrauta aminorūgštimi, ir dar dvi pailgėjimo metu – viena jungiasi aa-tRNR ir kita perkėlimo metu. |
|
|
Neorganiniai katijonai tam tikroje koncentracijoje. |
Sistemos pH palaikyti fiziologinėse ribose. Amonio jonus kai kurios bakterijos naudoja amino rūgštims sintetinti, kalio jonus – tRNR surišimui su ribosomomis. Geležies ir magnio jonai atlieka kofaktoriaus vaidmenį daugelyje fermentinių procesų |
2.3.1 pav. Scheminis prokariotinių ir eukariotinių ribosomų struktūrų vaizdavimas.
2.3.2 lentelė. Jonų mainų bakterijose ypatumai.
|
Ypatingumas |
Būdinga: |
||
|
Aukštas osmosinis slėgis |
Dėl didelės tarpląstelinės kalio jonų koncentracijos bakterijose išlaikomas aukštas osmosinis slėgis. |
||
|
Geležies suvartojimas |
Daugeliui patogeninių ir oportunistinių bakterijų (Escherichia, Shigella ir kt.) geležies suvartojimas šeimininko organizme yra sunkus dėl jos netirpios esant neutralioms ir šiek tiek šarminėms pH vertėms. |
Sideroforai - specialios medžiagos, kurios, surišdamos geležį, daro ją tirpią ir transportuojamą. |
|
|
Asimiliacija |
Bakterijos aktyviai pasisavina SO2 / ir PO34 + anijonus iš aplinkos, kad galėtų sintezuoti junginius, turinčius šių elementų (sieros turinčių aminorūgščių, fosfolipidų ir kt.). |
||
|
Bakterijų augimui ir dauginimuisi reikalingi mineraliniai junginiai - jonai NH4 +, K +, Mg2 + ir kt. (plačiau žr. 2.3.1 lentelę). |
|||
2.3.3 lentelė. Jonų mainai
|
Mineralinių junginių pavadinimas |
Funkcija |
|
|
NH4 + (amonio jonai) |
Naudoja kai kurios bakterijos aminorūgštims sintetinti |
|
|
K + (kalio jonai) |
Naudojamas t-RNR surišimui su ribosomomis Palaikykite aukštą osmosinį slėgį |
|
|
Fe 2+ (geležies jonai) |
Atlikite kofaktorių vaidmenį daugelyje fermentinių procesų Yra citochromų ir kitų hemoproteinų dalis |
|
|
Mg 2+ (magnio jonai) |
||
|
SO 4 2 – (sulfato anijonas) |
Būtinas šių elementų turinčių junginių (sieros turinčių aminorūgščių, fosfolipidų ir kt.) sintezei. |
|
|
PO 4 3- (fosfato anijonas) |
Schema 2.4.1. Energijos apykaita.
Sintezei bakterijoms reikia...
Maistinių medžiagų
2.4.1 lentelė. Energijos apykaita (biologinė oksidacija).
|
Procesas |
Būtina: |
|
|
Mikrobinių ląstelių struktūrinių komponentų sintezė ir gyvybinių procesų palaikymas |
Pakankamas energijos kiekis. Šį poreikį patenkina biologinė oksidacija, kurios metu sintetinamos ATP molekulės. |
|
|
Energija (ATP) |
Geležies bakterijos gauna energiją, išsiskiriančią tiesioginio geležies oksidacijos metu (Fe2+ iki Fe3+), kuri naudojama CO2 fiksavimui, sierą metabolizuojančios bakterijos aprūpina save energija dėl sieros turinčių junginių oksidacijos. Tačiau didžioji dauguma prokariotų energiją gauna dehidrogenuodami. Energija gaunama ir kvėpuojant (žr. išsamią lentelę atitinkamame skyriuje). |
Schema 2.4. Biologinė oksidacija prokariotuose.
Polimerų skilimas į monomerus
Angliavandeniai
glicerinas ir riebalų rūgštys
amino rūgštys
monosacharidai
Skilimas anoksinėmis sąlygomis
Tarpinių produktų formavimas
Oksidacija deguonies sąlygomis iki galutinių produktų
2.4.2 lentelė. Energijos apykaita.
|
Koncepcija |
Charakteristika |
|
|
Energijos apykaitos esmė |
Ląstelių aprūpinimas energija, reikalinga gyvybei pasireikšti. |
|
|
ATP molekulė sintetinama dėl elektrono perdavimo iš pirminio donoro į galutinį akceptorių. |
||
|
Kvėpavimas yra biologinė oksidacija (skilimas). Priklausomai nuo to, kas yra galutinis elektronų akceptorius, yra kvėpavimas: Aerobinis – aerobinio kvėpavimo metu molekulinis deguonis O 2 tarnauja kaip galutinis elektronų akceptorius. Anaerobiniai neorganiniai junginiai yra galutinis elektronų akceptorius: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2- |
||
|
Mobilizuojanti energiją |
Energija mobilizuojama oksidacijos ir redukcijos reakcijose. |
|
|
Oksidacijos reakcija |
Medžiagos gebėjimas atiduoti elektronus (oksiduoti) |
|
|
Atkūrimo reakcija |
Medžiagos gebėjimas prijungti elektronus. |
|
|
Redokso potencialas |
Medžiagos gebėjimas atiduoti (oksiduoti) arba priimti (atgauti) elektronus. (kiekybinė išraiška) |
2.5 schema. Sintezė.
angliavandenių
2.5.1 lentelė. Sintezė
2.5.1 lentelė. Sintezė
|
Biosintezė |
Iš ko |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Angliavandenių biosintezė |
Autotrofai sintezuoja gliukozę iš CO 2. Heterotrofai sintezuoja gliukozę iš anglies turinčių junginių. |
Kalvino ciklas (žr. 2.2.1 diagramą) |
|
|
Aminorūgščių biosintezė |
Dauguma prokariotų gali sintetinti visas aminorūgštis iš: Piruvatas α-ketoglutaratas fumorate |
Energijos šaltinis yra ATP. Piruvatas susidaro glikolitiniame cikle. Auksotrofiniai mikroorganizmai – suvartojami jau paruošti šeimininko organizme. |
|
|
Lipidų biosintezė |
Lipidai sintetinami iš paprastesnių junginių – baltymų ir angliavandenių apykaitos produktų |
Acetilą pernešantys baltymai atlieka svarbų vaidmenį. Auksotrofiniai mikroorganizmai – vartojami jau paruošti šeimininko organizme arba iš maistinių medžiagų. |
2.5.2 lentelė. Pagrindiniai baltymų biosintezės etapai.
|
Etapai |
Charakteristika |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Transkripcija |
RNR sintezės procesas genuose. Tai informacijos perrašymo iš DNR – geno į mRNR – geną procesas. |
Tai atliekama naudojant nuo DNR priklausomą RNR polimerazę. Informacijos apie baltymo struktūrą perdavimas į ribosomas vyksta iRNR pagalba. |
|
|
Transliacija (perdavimas) |
Savos baltymų biosintezės procesas. Genetinio kodo dekodavimas mRNR ir jo įgyvendinimas polipeptidinės grandinės pavidalu. |
Kadangi kiekviename kodone yra trys nukleotidai, tą patį genetinį tekstą galima skaityti trimis skirtingais būdais (pradedant nuo pirmojo, antrojo ir trečiojo nukleotidų), tai yra, trimis skirtingais skaitymo rėmais. |
Pastaba prie lentelės: Pirminė kiekvieno baltymo struktūra yra jame esančių aminorūgščių seka.
Schema 2.5.2. Elektronų perdavimo grandinės nuo pirminio vandenilio donoro (elektronų) iki galutinio akceptoriaus O 2.
Organinės medžiagos
(pirminis elektronų donoras)
Flavoproteinai (- 0,20)
chinonas (- 0, 07)
Citochromas (+0,01)
Citochromas C (+0,22)
Citochromas A (+0,34)
galutinis priėmėjas
3.1 lentelė. Organizmų klasifikavimas pagal maisto rūšis.
|
Organogeninis elementas |
Maisto rūšys |
Charakteristika |
|
|
Anglis (C) |
Autotrofai |
Jie patys sintetina visus anglies turinčius ląstelės komponentus iš CO 2. |
|
|
Heterotrofai |
Jie negali patenkinti savo poreikių su CO 2, jie naudoja paruoštus organinius junginius. |
||
|
Saprofitai |
Maisto šaltinis yra negyvi organiniai substratai. |
||
|
Maisto šaltinis yra gyvi gyvūnų ir augalų audiniai. |
|||
|
Prototrofai |
Patenkinkite jų poreikius atmosferiniu ir mineraliniu azotu |
||
|
Auksotrofai |
Reikia paruoštų organinių azoto junginių. |
||
|
Vandenilis (H) |
Pagrindinis šaltinis yra H2O |
||
|
Deguonis (O) |
|||
3.1.2 lentelė. Energijos transformacija
3.1.3 lentelė. Anglies padavimo būdai
|
Energijos šaltinis |
Elektronų donoras |
Anglies padavimo būdas |
|
|
Saulės šviesos energija |
Neorganiniai junginiai |
Fotolitoheterotrofai |
|
|
Organiniai junginiai |
Fotoorganoheterotrofai |
||
|
Redokso reakcijos |
Neorganiniai junginiai |
Chemolitoheterotrofai |
|
|
Organiniai junginiai |
Chemoorganoheterotrofai |
3.2 lentelė. Maitinimo mechanizmai:
|
Mechanizmas |
Sąlygos |
Koncentracijos gradientas |
Energijos suvartojimas |
Substrato specifiškumas |
|
|
Pasyvi difuzija |
Maistinių medžiagų koncentracija terpėje viršija koncentraciją ląstelėje. |
Pagal koncentracijos gradientą | |||
|
Palengvinta difuzija |
Dalyvauja permeazės baltymai. |
Pagal koncentracijos gradientą | |||
|
Aktyvus transportas |
Dalyvauja permeazės baltymai. | ||||
|
Cheminių grupių perkėlimas |
Pernešimo procese įvyksta maistinių medžiagų cheminė modifikacija. |
Prieš koncentracijos gradientą |
3.3 lentelė. Maistinių medžiagų transportavimas iš bakterijų ląstelės.
|
vardas |
Charakteristika |
|
|
Fosfotransferazės reakcija |
Atsiranda perneštos molekulės fosforilinimo metu. |
|
|
Vertimo sekrecija |
Tokiu atveju susintetintos molekulės turi turėti specialią pirmaujančią aminorūgščių seką, kad prisitvirtintų prie membranos ir susidarytų kanalas, kuriuo baltymų molekulės galėtų išeiti į aplinką. Taigi iš atitinkamų bakterijų ląstelių išsiskiria stabligės, difterijos ir kitų molekulių toksinai. |
|
|
Membranos pumpuravimas |
Ląstelėje susidariusias molekules gaubia membraninė pūslelė, kuri yra įsmeigta į aplinką. |
4 lentelė. Augimas.
|
Koncepcija |
Sąvokos apibrėžimas. |
|
|
Negrįžtamas gyvųjų medžiagų kiekio padidėjimas, dažniausiai dėl ląstelių dalijimosi. Jei daugialąsčiuose organizmuose paprastai stebimas kūno dydžio padidėjimas, tai daugialąsčiuose organizmuose ląstelių skaičius didėja. Bet net ir bakterijose reikėtų skirti ląstelių skaičiaus padidėjimą ir ląstelių masės padidėjimą. |
||
|
Veiksniai, turintys įtakos bakterijų augimui in vitro. |
Kultūros žiniasklaida: Mycobacterium leprae nesugeba in vitro Temperatūra (padidėjimas diapazone): Mezofilinės bakterijos (20-40 o C) Termofilinės bakterijos (50-60 o C) Psichofilinis (0–10 o C) |
|
|
Bakterijų augimo įvertinimas |
Augimo kiekybinis įvertinimas paprastai atliekamas skystoje terpėje, kur augančios bakterijos sudaro vienalytę suspensiją. Ląstelių skaičiaus padidėjimas nustatomas nustačius bakterijų koncentraciją 1 ml, arba ląstelių masės padidėjimas nustatomas masės vienetais tūrio vienete. |
Augimo veiksniai
Amino rūgštys
Vitaminai
Azoto bazės
4.1 lentelė. Augimo veiksniai
|
Augimo veiksniai |
Charakteristika |
Funkcija |
||
|
Amino rūgštys |
|
Daugeliui mikroorganizmų, ypač bakterijų, reikia vienos ar kelių aminorūgščių (vienos ar daugiau), nes jie negali jų susintetinti patys. Tokio tipo mikroorganizmai vadinami auksotrofiniais dėl tų aminorūgščių ar kitų junginių, kurių jie nepajėgūs susintetinti. |
||
|
Purino bazės ir jų dariniai |
Nukleotidai: |
Jie yra bakterijų augimo faktoriai. Kai kurioms mikoplazmų rūšims reikia nukleotidų. Reikalingas nukleorūgštims gaminti. |
||
|
Pirimidino bazės ir jų dariniai |
Nukleotidai |
|||
|
Augimo veiksniai |
Charakteristika |
Funkcija |
||
|
Neutralūs lipidai |
Membranos lipidų dalis |
|||
|
Fosfolipidai |
||||
|
Riebalų rūgštis |
Yra fosfolipidų sudedamosios dalys |
|||
|
Glikolipidai |
Mikoplazmose jie yra citoplazminės membranos dalis |
|||
|
Vitaminai (daugiausia B grupė) |
Tiaminas (B1) |
Staphylococcus aureus, pneumococcus, Brucella |
||
|
Nikotino rūgštis (B3) |
Visų rūšių lazdelės formos bakterijos |
|||
|
Folio rūgštis (B9) |
Bifidobakterijos ir propiono rūgštis |
|||
|
Pantoteno rūgštis (B5) |
Kai kurios streptokokų rūšys, stabligės bacilos |
|||
|
Biotinas (B7) |
Mielės ir azotą fiksuojančios bakterijos Rhizobium |
|||
|
Hemas – citochromų komponentai |
Hemofilinės bakterijos, mycobacterium tuberculosis |
|||
5 lentelė. Kvėpavimas.
|
vardas |
Charakteristika |
|
|
Biologinė oksidacija (fermentinės reakcijos) |
||
|
Bazė |
Kvėpavimas pagrįstas redokso reakcijomis, dėl kurių susidaro ATP – universalus cheminės energijos kaupiklis. |
|
|
Procesai |
Kvėpuojant vyksta šie procesai: Oksidacija – tai vandenilio arba elektronų išskyrimas iš donorų. Redukcija yra vandenilio arba elektronų prijungimas prie akceptoriaus. |
|
|
Aerobinis kvėpavimas |
Galutinis vandenilio arba elektronų akceptorius yra molekulinis deguonis. |
|
|
Anaerobinis kvėpavimas |
Vandenilio arba elektronų akceptorius yra neorganinis junginys - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-. |
|
|
Fermentacija |
Organiniai junginiai yra vandenilio arba elektronų akceptoriai. |
5.1 lentelė. Kvėpavimo klasifikacija.
|
Bakterijos |
Charakteristika |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Griežti anaerobai |
Energijos mainai vyksta nedalyvaujant laisvajam deguoniui. ATP sintezė vartojant gliukozę anaerobinėmis sąlygomis (glikolizė) vyksta dėl substrato fosforilinimo. Anaerobams skirtas deguonis nėra galutinis elektronų akceptorius. Be to, molekulinis deguonis daro jiems toksišką poveikį. |
griežtiems anaerobams trūksta fermento katalazės, todėl kaupiasi esant deguoniui, veikia juos baktericidiškai; griežtiems anaerobams trūksta redokso potencialo (redokso potencialo) reguliavimo sistemos. |
|
|
Griežti aerobai |
Jie gali gauti energiją tik kvėpuodami, todėl jiems būtinai reikia molekulinio deguonies. Organizmai, kurie gauna energiją ir sudaro ATP, naudodami tik oksidacinį substrato fosforilinimą, kur tik molekulinis deguonis gali veikti kaip oksidantas. Daugumos aerobinių bakterijų augimas sustoja, kai deguonies koncentracija yra 40-50% ir daugiau. |
Griežtiems aerobams priskiriami, pavyzdžiui, Pseudomonas genties atstovai |
|
|
Bakterijos |
Charakteristika |
Pastabos (redaguoti) |
|
|
Fakultatyviniai anaerobai |
Auga esant molekuliniam deguoniui ir jo nėra Aerobiniuose organizmuose dažniausiai yra trys citochromai, fakultatyviniai anaerobai – vienas arba du, obligaciniai anaerobai citochromų neturi. |
Fakultatyviniai anaerobai apima enterobakterijas ir daugybę mielių, kurios gali pereiti nuo kvėpavimo, kai yra 0 2, į fermentaciją, kai nėra 0 2. |
|
|
Mikroaerofilai |
Mikroorganizmas, kurio augimui, priešingai nei griežti anaerobai, reikalingas deguonies buvimas atmosferoje arba maistinių medžiagų terpėje, tačiau mažesnės koncentracijos, palyginti su deguonies kiekiu įprastame ore arba normaliuose šeimininko kūno audiniuose (priešingai nei aerobams). , kurioms augti normalus deguonies kiekis atmosferoje arba maistinių medžiagų terpėje). Daugelis mikroaerofilų taip pat yra kapnofilai, tai yra, jiems reikia didesnės anglies dioksido koncentracijos. |
Laboratorijoje tokie organizmai nesunkiai išauginami „žvakių indelyje“. „Žvakių stiklainis“ yra indas, į kurį įdedama deganti žvakė prieš užsandarinant sandariu dangteliu. Žvakės liepsna degs tol, kol užges dėl deguonies trūkumo, dėl to skardinėje susidaro atmosfera, prisotinta anglies dioksido su sumažintu deguonies kiekiu. |
6 lentelė. Dauginimosi charakteristikos.
6 schema. Generacijos trukmės priklausomybė nuo įvairių veiksnių.
Kartos trukmė
Bakterijų tipas
Gyventojų skaičius
Temperatūra
Maistinės terpės sudėtis
6.1 lentelė. Bakterijų dauginimosi fazės.
|
Fazė |
Charakteristika |
|
|
Pradinė stacionari fazė |
Trunka 1-2 valandas. Šios fazės metu bakterijų ląstelių skaičius nepadidėja. |
|
|
Vėlavimo fazė (reprodukcijos uždelsimo fazė) |
Jai būdingas intensyvus ląstelių augimas, tačiau ląstelių dalijimosi greitis išlieka mažas. |
|
|
Žurnalo fazė (logaritminė) |
Skiriasi maksimaliu ląstelių dauginimosi greičiu ir bakterijų populiacijos skaičiaus padidėjimu eksponentiškai |
|
|
Neigiamas pagreičio etapas |
Jam būdingas mažesnis bakterijų ląstelių aktyvumas ir pailgėjęs generavimo laikotarpis. Tai atsiranda dėl maistinės terpės išeikvojimo, medžiagų apykaitos produktų kaupimosi joje ir deguonies trūkumo. |
|
|
Stacionari fazė |
Jai būdinga pusiausvyra tarp negyvų, naujai susiformavusių ir miegančių ląstelių skaičiaus. |
|
|
Pražūties fazė |
Jis vyksta pastoviu greičiu ir pakeičiamas UP-USH fazėmis, mažinančiomis ląstelių žūties greitį. |
7 schema. Reikalavimai auginimo terpėms.
Reikalavimai
Klampumas
Drėgmė
Sterilumas
Maistinė vertė 
Skaidrumas
Izotoniškumas
7 lentelė. Bakterijų dauginimasis maistinėse terpėse.
|
Maistinė terpė |
Charakteristika |
||
|
Tankios maistinės terpės |
Tankiose maistinėse terpėse bakterijos sudaro kolonijas – ląstelių sankaupas. |
||
|
S- tipas(lygus - lygus ir blizgus) Apvalus, lygiu kraštu, lygus, išgaubtas. |
R- tipas(šiurkštus - grubus, nelygus) Netaisyklingos formos su dantytais kraštais, grubus, įdubęs. |
||
|
Skystos kultūros terpės |
Dugno augimas (nuosėdos) Paviršiaus augimas (plėvelė) Išsklaidytas augimas (vienodas migla) |
||
7.1 lentelė. Kultūrinių terpių klasifikacija.
|
klasifikacija |
Peržiūrėjo |
Pavyzdžiai |
|
|
Pagal kompoziciją |
MPA – mėsos peptono agaras BCH – mėsos-peptono sultinys PV – peptono vanduo |
||
|
Kraujo agaras YSA – trynio druskos agaras Giss Trečiadienis |
|||
|
Paskyrimu |
Pagrindinis | ||
|
Pasirenkamasis |
Šarminis agaras Šarminis peptono vanduo |
||
|
Diferencialinė – diagnostinė |
|
||
|
Specialusis |
Wilsonas-Bleiras Kitta-Tarozzi Tioglikolio sultinys Pienas pagal Tukajevą |
||
|
Pagal nuoseklumą |
Kraujo agaras Šarminis agaras |
||
|
Pusiau skystas |
Pusiau skystas agaras |
||
|
Pagal kilmę |
Natūralus | ||
|
Pusiau sintetinis | |||
|
Sintetinis |
|
7.2 lentelė. Grynos ląstelių kultūros išskyrimo principai.
|
Mechaninis principas |
Biologinis principas |
|
1. L. Pasteur trupmeniniai skiedimai 2. Plokštelių skiedimai R. Koch 3. Paviršiniai augalai Drigalsky 4. Paviršiaus potėpiai |
Apsvarstykite: a - kvėpavimo tipas (Fortnerio metodas); b - mobilumas (Šukevičiaus metodas); c - atsparumas rūgštims; d - sporuliacija; d - temperatūros optimalus; e – selektyvus laboratorinių gyvūnų jautrumas bakterijoms |
7.2.1 lentelė. Grynos ląstelių kultūros išskyrimo etapai.
|
Scena |
Charakteristika |
|
|
1 etapo tyrimas |
Pašalinkite patologinę medžiagą. Jį tyrinėja – išvaizdą, tekstūrą, spalvą, kvapą ir kitus požymius, paruošia tepinėlį, dažo ir apžiūri mikroskopu. |
|
|
2 etapo tyrimas |
Tankios maistinės terpės paviršiuje mikroorganizmai sudaro ištisines, tankiai augančias arba izoliuotas kolonijas. Kolonija– Tai plika akimi matomos bakterijų sankaupos ant maistinės terpės paviršiaus arba storio. Paprastai kiekviena kolonija susidaro iš vienos mikrobinės ląstelės palikuonių (klonų), todėl jų sudėtis yra gana vienalytė. Bakterijų augimo maistinėse terpėse ypatybės yra jų kultūrinių savybių pasireiškimas. |
|
|
3 etapo tyrimas |
Tiriamas grynos mikroorganizmų kultūros augimo pobūdis ir atliekamas jos identifikavimas. |
7.3 lentelė. Bakterijų identifikavimas.
|
vardas |
Charakteristika |
|
|
Biocheminis identifikavimas |
Patogeno tipo nustatymas pagal jo biochemines savybes |
|
|
Serologinis identifikavimas |
Norint nustatyti bakterijų rūšis, dažnai tiriama jų antigeninė struktūra, ty identifikavimas atliekamas pagal antigenines savybes. |
|
|
Identifikavimas pagal biologines savybes |
Kartais bakterijos nustatomos užkrečiant laboratorinius gyvūnus gryna kultūra ir stebint patogenų sukeliamus pokyčius organizme. |
|
|
Kultūrinis identifikavimas |
Patogenų tipo nustatymas pagal jų kultūrines savybes |
|
|
Morfologinis identifikavimas |
Bakterijų tipo nustatymas pagal jų morfologines savybes |
Kuris iš procesų nesusijęs su bakterijų fiziologija?
Reprodukcija
Kokios medžiagos sudaro 40–80% sausos bakterinės ląstelės masės?
Angliavandeniai
Nukleino rūgštys
Kokių klasių fermentus sintetina mikroorganizmai?
Deguonies reduktazė
Visos klasės
Transferazės
Fermentai, kurių koncentracija ląstelėje smarkiai padidėja, reaguojant į induktoriaus substrato atsiradimą terpėje?
Atpažįstamas
Konstitucinis
Represinis
Daugelio fermentų kompleksai
Staphylococcus aureus išskiriamas patogeniškumo fermentas?
Neuraminidazė
Hialuronidazė
Lecitinazė
Fibrinolizinas
Ar proteolitiniai fermentai atlieka funkciją?
Baltymų skaidymas
Riebalų skaidymas
Angliavandenių skaidymas
Šarmų susidarymas
Enterobakterijų fermentacija?
Pieno rūgštis
Skruzdžių rūgštis
Propiono rūgštis
Sviesto rūgštis
Kokie mineraliniai junginiai naudojami t-RNR surišimui su ribosomomis?
Biologinė oksidacija yra ...?
Reprodukcija
Ląstelių mirtis
Kokios medžiagos pačios sintetina visus anglies turinčius ląstelės komponentus iš CO 2.
Prototrofai
Heterotrofai
Autotrofai
Saprofitai
Kultūros terpės skiriasi:
Pagal kompoziciją
Pagal nuoseklumą
Paskyrimu
Visa tai, kas paminėta aukščiau
Dauginimosi fazė, kuriai būdinga pusiausvyra tarp negyvų, naujai susiformavusių ir miegančių ląstelių skaičiaus?
Neigiamas pagreičio etapas
Stacionari fazė
Kartos trukmė priklauso nuo?
Amžius
Populiacijos
Visa tai, kas paminėta aukščiau
Norint nustatyti bakterijų rūšį, dažnai tiriama jų antigeninė struktūra, tai yra, identifikuojama, kuri iš jų?
Biologinis
Morfologinis
Serologinis
Biocheminis
Drygalskio paviršinės sėjos būdas vadinamas ...?
Mechaniniai grynosios kultūros išskyrimo principai
Biologiniai grynosios kultūros išskyrimo principai
Bibliografija
1. Borisovas LB Medicinos mikrobiologija, virusologija, imunologija: medaus vadovėlis. universitetai. - M .: LLC "Medicinos informacijos agentūra", 2005 m.
2. Pozdejevas OK Medicinos mikrobiologija: medaus vadovėlis. universitetai. - M .: GEOTAR-MED, 2005 m.
3. Korotyaev AI, Babichev SA Medicinos mikrobiologija, imunologija ir virusologija / medaus vadovėlis. universitetai. - SPb .: SpetsLit, 2000 m.
4. Vorobiev A.A., Bykov A.S., Pashkov E.P., Rybakova A.M. Mikrobiologija: vadovėlis. - M .: Medicina, 2003 m.
5. Medicinos mikrobiologija, virusologija ir imunologija: vadovėlis / red. V.V. Zvereva, M.N. Boychenko. - M .: GEOTar-Media, 2014 m.
6. Medicininės mikrobiologijos, virusologijos ir imunologijos praktinio mokymo vadovas / red. V. V. Teza. - M .: Medicina, 2002 m.
6 įvadas
Bakterijų sudėtis jų fiziologijos požiūriu. 7
Metabolizmas 14
Mityba (maistinių medžiagų transportavimas) 25
Kvėpavimas 31
Veisimas 34
Mikrobų bendruomenės 37
PRIEDAI 49
Literatūra 105
Antigeninė mikroorganizmų struktūra yra labai įvairi. Mikroorganizmuose išskiriami bendrieji, arba grupiniai, ir specifiniai, arba tipiniai, antigenai.
Grupės antigenus dalijasi dviejų ar daugiau tipų mikrobai, priklausantys tai pačiai genčiai, o kartais ir skirtingoms gentims. Taigi bendri grupės antigenai randami tam tikrose Salmonella genties rūšyse; vidurių šiltinės sukėlėjai turi bendrų grupės antigenų su paratifo A ir paratifo B sukėlėjais (0-1,12).
Specifinių antigenų yra tik tam tikro tipo mikrobuose arba net tik tam tikrame rūšies (varianto) ar potipyje. Konkrečių antigenų nustatymas leidžia atskirti mikrobus pagal gentį, rūšį, porūšį ir net tipą (potipį). Taigi, Salmonella gentyje daugiau nei 2000 Salmonella tipų skiriasi antigenų deriniu, o Shigella Flexner porūšyje - 5 serotipai (serovariantai).
Pagal antigenų lokalizaciją mikrobinėje ląstelėje išskiriami su mikrobinės ląstelės kūnu susiję somatiniai antigenai, kapsuliniai antigenai – paviršiaus arba apvalkalo antigenai ir žvyneliuose išsidėstę žvyneliniai antigenai.
Somatiniai, O-antigenai(iš vokiečių kalbos ohne Hauch – nekvėpuojant), yra siejami su mikrobinės ląstelės kūnu. Gramneigiamose bakterijose O-antigenas yra sudėtingas lipidų-polisacharidų-baltymų kompleksas. Jis yra labai toksiškas ir yra šių bakterijų endotoksinas. Kokokų infekcijų sukėlėjose, choleros virpesiuose, bruceliozės, tuberkuliozės ir kai kurių anaerobų sukėlėjams iš mikrobinių ląstelių organizmo išskiriami polisacharidiniai antigenai, kurie lemia tipinį bakterijų specifiškumą. Kaip antigenai, jie gali būti aktyvūs gryna forma ir kartu su lipidais.
Flagellate, H antigenai(iš vok. Hauch – kvėpavimas), yra baltyminio pobūdžio ir yra judrių mikrobų žvyneliuose. Flagellate antigenus greitai sunaikina karštis ir fenolis. Jie gerai išsilaiko esant formalinui. Ši savybė naudojama gaminant mirusius krikštatėvius, kuriems diagnozuota agliutinacijos reakcija, kai būtina išsaugoti žvynelius.
Kapsulė, K – antigenai, - yra mikrobinės ląstelės paviršiuje ir dar vadinami paviršiumi arba apvalkalu. Išsamiausiai jie ištirti žarnyno šeimos mikrobuose, kuriuose išskiriami Vi-, M-, B-, L- ir A-antigenai. Iš jų didelę reikšmę turi Vi antigenas. Pirmą kartą jis buvo aptiktas didelio virulentiškumo vidurių šiltinės bakterijų padermėse ir buvo vadinamas virulentiškumo antigenu. Kai žmogus imunizuojamas O ir Vi- antigenų kompleksu, stebimas aukštas apsaugos nuo vidurių šiltinės laipsnis. Vi-antigenas sunaikinamas 60 ° C temperatūroje ir yra mažiau toksiškas nei O-antigenas. Jo randama ir kituose žarnyno mikrobuose, pavyzdžiui, E. coli.
Apsauginis(iš lot. Protectio – globa, apsauga), arba apsauginis, antigeną sudaro juodligės mikrobai gyvūnų organizme ir randama įvairiuose eksudatuose sergant juodligės liga. Apsauginis antigenas yra juodligės mikrobo išskiriamo egzotoksino dalis ir gali paskatinti imuniteto susidarymą. Atsakant į šio antigeno įvedimą, susidaro komplementą surišantys antikūnai. Apsauginį antigeną galima gauti auginant juodligės mikrobą sudėtingoje sintetinėje terpėje. Iš apsauginio antigeno buvo paruošta labai efektyvi cheminė vakcina nuo juodligės. Apsauginių apsauginių antigenų rasta ir maro, bruceliozės, tuliaremijos, kokliušo sukėlėjų.
Pilni antigenai organizme sukelia antikūnų sintezę arba limfocitų jautrinimą ir su jais reaguoja tiek in vivo, tiek in vitro. Aukštos kokybės antigenams būdingas griežtas specifiškumas, tai yra, dėl jų organizmas gamina tik specifinius antikūnus, kurie reaguoja tik su šiuo antigenu. Šie antigenai apima gyvūninės, augalinės ir bakterinės kilmės baltymus.
Defektuoti antigenai (haptenai) yra sudėtiniai angliavandeniai, lipidai ir kitos medžiagos, kurios negali sukelti antikūnų susidarymo, tačiau su jais reaguoja į specifinę reakciją. Haptenai įgyja visaverčių antigenų savybes tik tada, kai jie patenka į organizmą kartu su baltymu.
Tipiški haptenų atstovai yra lipidai, polisacharidai, nukleorūgštys, taip pat paprastos medžiagos: dažai, aminai, jodas, bromas ir kt.
Vakcinacija kaip infekcinių ligų prevencijos būdas. Skiepijimo raidos istorija. Skiepai. Reikalavimai vakcinoms. Veiksniai, lemiantys galimybę sukurti vakcinas.
Vakcinos yra biologiškai aktyvūs vaistai, neleidžiantys vystytis infekcinėms ligoms ir kitoms imunopatologijos apraiškoms. Vakcinų naudojimo principas – paspartinti imuniteto susidarymą ir dėl to atsparumą ligos vystymuisi. Vakcinacija – tai priemonės, kuriomis siekiama dirbtinai imunizuoti gyventojus įvedant vakcinas, didinančias atsparumą ligai. Skiepijimo tikslas – sukurti imunologinę atmintį prieš konkretų patogeną.
Atskirkite pasyviąją ir aktyviąją imunizaciją. Imunoglobulinų, gautų iš kitų organizmų, įvedimas yra pasyvi imunizacija. Jis naudojamas tiek gydymo, tiek profilaktikos tikslais. Vakcinų skyrimas yra aktyvi imunizacija. Pagrindinis skirtumas tarp aktyvios ir pasyvios imunizacijos yra imunologinės atminties formavimas.
Imunologinė atmintis leidžia greičiau ir efektyviau pašalinti svetimkūnius, kai jie vėl atsiranda organizme. Imunologinės atminties pagrindas yra atminties T ir B ląstelės.
Pirmoji vakcina gavo savo pavadinimą iš žodžio vakcina(karvių raupai) yra virusinė galvijų liga. Anglų gydytojas Edwardas Jenneris 1796 m. berniukui Jamesui Phippsui pirmą kartą panaudojo raupų vakciną, gautą iš pūslelių ant paciento, sergančio vakcina, rankos. Tik po beveik 100 metų (1876–1881) Louisas Pasteuras suformulavo pagrindinį skiepijimo principą. - susilpnintų mikroorganizmų preparatų naudojimas imunitetui nuo virulentiškų padermių formuoti.
Dalį gyvų vakcinų sukūrė sovietų mokslininkai, pavyzdžiui, P.F.Zdrodovskis 1957–59 metais sukūrė vakciną nuo šiltinės. Gripo vakciną sukūrė grupė mokslininkų: A. A. Smorodincevas, V. D. Solovjovas, V. M. Ždanovas 1960 m. P. A. Vershilova 1947–1951 metais sukūrė gyvą vakciną nuo bruceliozės.
Vakcina turi atitikti šiuos reikalavimus:
● suaktyvinti ląsteles, dalyvaujančias antigeno apdorojime ir pateikime;
● turi T ir T ląstelių epitopų, užtikrinančių ląstelinį ir humoralinį atsaką;
● lengvai apdorojamas ir vėliau veiksmingai pateikiami histokompatibilumo antigenai;
● sukelti efektorinių T-ląstelių, antikūnus gaminančių ląstelių ir atitinkamų atminties ląstelių susidarymą;
● ilgą laiką užkirsti kelią ligos vystymuisi;
● būti nekenksmingas, tai yra, nesukelti rimtų ligų ir šalutinių poveikių.
Skiepijimo efektyvumas iš tikrųjų yra paskiepytų, kurie reagavo į vakcinaciją susiformavę specifinį imunitetą, procentas. Taigi, jei tam tikros vakcinos veiksmingumas yra 95%, tai reiškia, kad iš 100 paskiepytų 95 yra patikimai apsaugoti, o 5 vis dar rizikuoja susirgti. Skiepijimo efektyvumą lemia trys veiksnių grupės. Veiksniai, priklausantys nuo vakcinos preparato: pačios vakcinos savybės, lemiančios jos imunogeniškumą (gyvas, inaktyvuotas, korpuskulinis, subvienetas, imunogeno ir adjuvantų kiekis ir kt.); vakcinos preparato kokybė, t.y., imunogeniškumas neprarandamas dėl vakcinos tinkamumo vartoti termino pabaigos arba dėl to, kad ji buvo netinkamai sandėliuojama ar transportuojama. Veiksniai, priklausantys nuo paskiepytojo: genetiniai veiksniai, lemiantys esminę specifinio imuniteto susidarymo galimybę (arba negalėjimą); amžius, nes imuninį atsaką glaudžiai lemia imuninės sistemos brandos laipsnis; sveikatos būklė „bendrai“ (augimas, vystymasis ir apsigimimai, mityba, ūminės ar lėtinės ligos ir kt.); imuninės sistemos foninė būklė visų pirma yra įgimtų arba įgytų imunodeficitų buvimas.
Federalinė švietimo agentūra
Biysk technologijos institutas (filialas)
valstybinė švietimo įstaiga
kursuose „Bendroji biologija ir mikrobiologija“, „Mikrobiologija“ specialybių 240901 „Biotechnologija“ studentams,
260204 „Rauginimo gamybos ir vyno gamybos technologija“
visos švietimo formos
UDC 579,118: 579,22
Kamenskaya, mikroorganizmai: kursų „Bendroji biologija“ laboratorinių darbų gairės
ir mikrobiologija "," Mikrobiologija "specialybių studentams 240901" Biotechnologija ", 260204" Fermentacijos gamybos ir vyndarystės technologija "visų ugdymo formų /,
.
Alt. valstybė tech. un-t, PTI. – Biyskas:
Leidykla Alt. valstybė tech. Universitetas, 2007. - 36 p.
Šiose gairėse aptariamos pagrindinės mikroorganizmų klasifikavimo ir identifikavimo sąvokos, taisyklės ir principai. Pateikiamas laboratorinis darbas tiriant įvairias bakterijų savybes, reikalingas bakterijų padermei apibūdinti ir identifikuoti iki genties lygio.
Peržiūrėta ir patvirtinta
skyriaus posėdyje
"Biotechnologija".
2001-01-01 protokolu Nr.88
Recenzentas:
Biologijos mokslų daktaras, profesorius, BPGU pavadintas
© BTI AltSTU, 2007 m
1 PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR ĮVARDINIMO TAISYKLĖS
MIKROORGANIZMAI
Buvo aprašyti keli tūkstančiai mikroorganizmų rūšių, tačiau manoma, kad tai yra mažiau nei 1 % iš tikrų. Mikroorganizmų įvairovės tyrimas yra taksonomijos dalykas. Pagrindinis jos uždavinys – sukurti natūralią sistemą, atspindinčią mikroorganizmų filogenetinius ryšius. Dar visai neseniai mikroorganizmų taksonomija buvo grindžiama daugiausia fenotipiniais požymiais: morfologiniais, fiziologiniais, biocheminiais ir kt., todėl esamos klasifikavimo sistemos iš esmės yra dirbtinės. Tačiau dėl jų gana lengva nustatyti kai kurias naujai išskirtas mikroorganizmų padermes.
Taksonomija apima tokias dalis kaip klasifikacija, nomenklatūra ir edenas tifikavimas . klasifikacija nustato tam tikro homogeniškumo laipsnio individų išdėstymo į tam tikras grupes (taksus) tvarką. Nomenklatūra yra taksonų įvardijimo taisyklių rinkinys. Identifikavimas reiškia tiriamo organizmo priklausomybės konkrečiam taksonui nustatymą.
Terminas „taksonomija“ dažnai vartojamas kaip taksonomijos sinonimas, tačiau kartais jis suprantamas kaip taksonomijos šaka, apimanti klasifikavimo teoriją, taksonominių kategorijų sistemos doktriną, ribas ir taksonų pavaldumą. Pagrindinė taksonominė kategorija mikrobiologijoje, kaip ir kituose biologijos moksluose, yra peržiūrėti- individų rinkinys, pasižymintis daugybe bendrų morfologinių, fiziologinių-biocheminių, molekulinių-genetinių savybių.
Terminas „štamas“ suprantamas kaip gryna mikroorganizmo kultūra, išskirta iš konkrečios buveinės (vandens, dirvožemio, gyvūnų organizmo ir kt.). Skirtingos to paties tipo mikroorganizmų padermės gali skirtis kai kuriais požymiais, pavyzdžiui, jautrumu antibiotikams, gebėjimu sintetinti tam tikrus medžiagų apykaitos produktus ir pan., tačiau šie skirtumai yra mažesni nei rūšies. Mikrobiologijoje ir genetikoje „padermės“ sąvoka yra kiek kitokia: mikrobiologijoje ši sąvoka yra platesnė. Mikroorganizmų rūšys skirstomos į aukštesnės eilės taksonomines kategorijas: gentis, šeimas, būrius, klases, skyrius, karalystes. Šios kategorijos vadinamos privalomomis. Taip pat yra pasirenkamos kategorijos: poklasis, pogrupis, pošeimis, gentis, porūšis, porūšis, porūšis. Tačiau taksonomijoje pasirenkamos kategorijos naudojamos retai.
Mikroorganizmų nomenklatūrai taikomos tarptautinės taisyklės. Taigi, yra Tarptautinis bakterijų nomenklatūros kodeksas. Dėl mielių pagrindinis vadovas yra „Mielės. Taxonomic Study “, skirtas siūliniams grybams ir dumbliams – Tarptautinis botanikos nomenklatūros kodeksas.
Norėdami pavadinti objektus mikrobiologijoje, pavyzdžiui, zoologijoje ir botanikoje, naudokite dvejetainį arba dvinarį (iš lat. bis- du kartus) nomenklatūros sistema, pagal kurią kiekviena rūšis turi pavadinimą, susidedantį iš dviejų lotyniškų žodžių. Pirmasis žodis reiškia gentį, o antrasis apibrėžia konkrečią šios genties rūšį ir vadinamas specifiniu epitetu. Bendrinis pavadinimas visada rašomas didžiąja raide, o konkretus – su mažosiomis raidėmis, net jei konkretus epitetas priskirtas, pavyzdžiui, mokslininko garbei Clostridium pasteurianum. Tekste, ypač su lotyniška grafika, visa frazė yra kursyvu. Dar kartą paminėjus mikroorganizmo pavadinimą, bendrinis pavadinimas gali būti sutrumpintas iki vienos ar kelių pradinių raidžių, pvz. SU.pasteurianum. Jei tekste yra dviejų mikroorganizmų pavadinimai, prasidedantys ta pačia raide (pvz., Clostridium pasteurianum ir Citrobacterfreundii), tada santrumpos turi būti skirtingos (C. pasteurianum ir Ct. freundii). Jei mikroorganizmas identifikuojamas tik pagal gentį, vietoj konkretaus epiteto rašomas žodis sp. (rūšių- pavyzdžiui, vaizdas Pseudomonas sp. Tokiu atveju, tekste pakartotinai minint mikroorganizmo pavadinimą, bendrinis pavadinimas visada turi būti rašomas visą.
Porūšio pavadinimui naudojama frazė, susidedanti iš genties pavadinimo, taip pat specifinio ir porūšio epitetų. Norint atskirti šiuos epitetus, tarp jų rašomas raidžių derinys, kuris yra sutrumpintas žodžio porūšis – „subsp“. arba (rečiau) „ss“. Pavyzdžiui, Laktobacilos delbrueckii subsp. bulgaricus.
Kiekvienai padermei jie taip pat nurodo mikroorganizmų kultūrų kolekcijos, kurioje ji laikoma, pavadinimo santrumpa ir numerį, su kuriuo ji ten yra. Pavyzdžiui, Clostridium butyricum ATCC 19398 reiškia, kad padermė yra saugoma Amerikos tipo kultūrų kolekcijoje (ATCC) numeriu 19398. Pasaulyje žinomų mikrobų kolekcijų sąrašą žr. Bergeyso sisteminės bakteriologijos vadove (1984–1989), mikroorganizmų kultūrų kataloguose. ir kiti informaciniai leidiniai.
Bet kurio naujo tipo mikroorganizmų aprašymas grindžiamas tipine paderme, kuri yra saugoma viename iš mikroorganizmų kolekcijų, ir remiantis savybių deriniu, kurio ši rūšis yra
apibūdinta pirminiame straipsnyje arba žymėjime. Tipo štamas yra rūšies nomenklatūrinis tipas, nes jai priskiriamas rūšies pavadinimas. Jei vėliau pripažįstama, kad kuri nors padermė, iš pradžių priklausanti tai pačiai rūšiai, verta būti atskirta į specialias rūšis, joms turėtų būti suteikti nauji pavadinimai, o tipui ir susijusioms padermėms išsaugomas senasis rūšies pavadinimas. Šiuo atveju pervadintos padermės numeris išlieka toks pat. Autentiškos padermės yra tos, kurios visiškai sutampa savo savybėmis.
Genčiai nomenklatūrinis tipas yra specialiai paskirta tipo rūšis, turinti savybių rinkinį, būdingiausią šio taksono atstovams. Pavyzdžiui, gentyje Bacila tipas yra V.subtilis.
Kai kuriuose raktuose ir kataloguose nurodomi senieji pervadintų mikroorganizmų pavadinimai, taip pat autorių, kurie pirmieji išskyrė šį mikroorganizmą, vardai ir leidimo metai, kuriais šis organizmas pirmą kartą aprašytas. Pavyzdžiui, viena iš mielių rūšių yra nurodyta Visos Rusijos mikroorganizmų kolekcijos (VKM) kataloge kaip Candida magnolijos(Lodder ir Kreger van Rij, 1952) Meyer ir Yarrow 1978, BKM Y-1685. Tai reiškia, kad pirmą kartą ją aprašė Lodder ir Kreger van Rij 1952 m. publikacijoje, tada ši rūšis buvo pavadinta Torulopsis magnolijos. 1978 m. Torulopsis magnolijos buvo pervadintas tokių tyrinėtojų kaip Meyeris ir Yarrow į Candida magnolijos ir šiuo metu saugomas VKM numeriu VKM Y-1685. Y prieš padermės numerį reiškia „mielės“ – mielės.
Be „padermės“ sąvokos mikrobiologijoje, vartojami terminai „variantas“, „tipas“, „forma“. Paprastai jie naudojami mikroorganizmų padermėms, kurios kažkuo skiriasi nuo tipo padermės. Padermė, kuri skiriasi nuo tipinės morfologiniais požymiais, vadinama morfovar(morfotipas), fiziologinės ir biocheminės savybės – biovar(biotipas, fiziologinis tipas), pagal gebėjimą sintetinti tam tikrus cheminius junginius – hemovaras(chemoforma, chemotipas), auginimo sąlygos - kultivaras, pagal atsako į bakteriofago įvedimą tipą - fagovaras(fagas, lizotipas), antigeninės savybės - serovaras(serotipas)
ir tt
Darbuose apie mikroorganizmų genetiką šis terminas dažnai vartojamas "klonas", o tai reiškia genetiškai giminingų ląstelių populiaciją, gautą nelytiniu būdu iš vienos tėvinės ląstelės. Molekulinėje biologijoje klonas vadinamas daugybiniu
identiškų DNR sekų kopijos, gautos jas įterpus į klonavimo vektorius (pavyzdžiui, plazmides). Sąvoka „genetiškai modifikuota“ arba „rekombinantinė“ padermė reiškia mikroorganizmų padermes, gautas genetiškai modifikuotų manipuliacijų metu. Dažnai naujos mikroorganizmų padermės gaunamos naudojant mutagenus.
Kiekviena nauja mikroorganizmų padermė, išskirta iš natūralių ar žmogaus sukurtų šaltinių, turi būti apibūdinta, kad būtų gautas visas duomenų apie mikroorganizmo savybes rinkinys.
grynojoje kultūroje. Šie duomenys gali būti naudojami, pavyzdžiui, surašant pramoniniu požiūriu vertingų padermių pasą, taip pat joms identifikuoti.
Identifikavimo tikslas
- nustatyti tiriamos padermės taksonominę padėtį, palyginus jos savybes su tirtomis ir pripažintomis (oficialiai registruotomis) rūšimis. Todėl identifikavimo rezultatas dažniausiai yra tiriamo mikroorganizmo identifikavimas su kokia nors rūšimi ar paskyrimu
tam tikrai genčiai. Jeigu tiriamas kamienas ar štamų grupė savo savybėmis skiriasi nuo žinomų taksonų atstovų, tuomet juos galima išskirti į naują taksoną. Tam pateikiamas naujo taksono aprašymas, įskaitant, pavyzdžiui, bakterijų atveju: į taksoną įtrauktų padermių sąrašą; kiekvienos padermės apibūdinimas; būtinomis laikomų savybių sąrašas
taksone; savybių, kurios atitinka taksono atstovavimą kitame aukštesniame taksone, sąrašas; diagnostinių savybių, išskiriančių siūlomą taksoną nuo glaudžiai susijusių taksonų, sąrašas; atskiras tipinės (rūšiai) padermės aprašymas; mikroorganizmo nuotrauka.
Tam, kad naujai pasiūlytas taksonas būtų oficialiai priimtas, jo aprašymas turi būti paskelbtas laikantis tam tikrų taisyklių. Pavyzdžiui, faktinis ar teisėtas bakterijų taksono publikavimas apima jį aprašančio straipsnio paskelbimą Tarptautiniame sisteminės ir evoliucinės mikrobiologijos žurnale (IJSEM). Jei publikacija pasirodo kitame patikimame mokslo žurnale (veiksmingas leidinys), tada to žurnalo straipsnio pakartotinis leidimas siunčiamas IJSEM. Nuo 1980 m. IJSEM reguliariai skelbia vadinamuosius legalizuotų bakterijų pavadinimų sąrašus. Juose pateikiami visi bakterijų pavadinimai, kurie buvo paskelbti IJSEM (galiojančiame arba legaliame leidinyje) arba buvo veiksmingai paskelbti anksčiau
kitų žinomų žurnalų. Bakterijos pavadinimą įtraukus į legalizuotų IJSEM pavadinimų sąrašą, pavadinimas galioja, nepaisant to, ar jis anksčiau buvo paskelbtas IJSEM, ar kitame žurnale. Šio taksono pavadinimo paskelbimo IJSEM arba IJSEM legalių pavadinimų sąraše data yra prioritetinė taksonui.
Tipiškos naujo tipo mikroorganizmų padermės kultūra perkeliama saugoti į vieną iš pasaulinės svarbos mikroorganizmų kolekcijų. Praradus tipo štamą, jį galima pakeisti vadinamuoju netipu. Šiuo atveju turi būti patvirtinta, kad naujos padermės savybės gerai sutampa su prarasto aprašymu. Nurodant, kad taksonas siūlomas pirmą kartą, santrumpa „fam. lap.“, naujos rūšies –“ gen. lapkritis “, o nauja rūšis –“ sp. lapkritis“. Pavyzdžiui,
2000 m. kartu su bendraautoriais buvo pasiūlyta nauja bakterijų šeima - Oscilochloridaceae,
fam. lapkritis Posakis „species insertac sedis“ reiškia, kad kalbame apie rūšį, kuri laikinai neturi tam tikros taksonominės būklės, nes nėra aišku, į kurį aukštesnės eilės taksoną – gentį ar šeimą – reikėtų priskirti šiai rūšiai. dėl būtinų eksperimentų trūkumo
duomenis.
2 APRAŠYMAS IR IDENTIFIKACIJA
MIKROORGANIZMAI
Kaip jau minėta, skirtingų prokariotų ir eukariotinių mikroorganizmų grupių klasifikavimo ir identifikavimo principai turi didelių skirtumų. Grybų identifikavimas klasėms, užsakymams
o šeimos remiasi būdingomis struktūros ypatybėmis ir formavimo būdais, visų pirma reprodukcinių struktūrų. Be to, naudojamos nelytinės sporuliacijos ypatybės, grybienos sandara ir išsivystymo laipsnis (rudimentinis, gerai išsivystęs, septinis ar neseptinis), kultūriniai (kolonijos) ir fiziologiniai požymiai. Genčių diferencijavimas šeimų viduje ir rūšių identifikavimas atliekamas naudojant gautus morfologinius požymius
naudojant elektroninę mikroskopiją, taip pat fiziologinius ir kultūrinius ypatumus. Vieno identifikatoriaus visiems grybams identifikuoti nėra, todėl pirmiausia nustatoma identifikuoto grybo klasė ar eilė, o vėliau naudojamas atitinkamas šios klasės ar eilės identifikatorius.
Mielių grybų, kurie yra tarp plačiai naudojamų įvairių mikrobiologinių tyrimų objektų, identifikavimas grindžiamas kultūrinėmis (makromorfologinėmis), citologinėmis, fiziologinėmis ir biocheminėmis savybėmis, gyvenimo ciklų ir lytinio proceso ypatumais, specifiniais su ekologija susijusiais požymiais. naudojant specialius mielių determinantus.
Mikroskopinių dumblių formų taksonomija pagrįsta jų ląstelių struktūra ir pigmentų sudėtimi. Sisteminė pirmuonių padėtis nustatoma naudojant morfologines ypatybes ir gyvenimo ciklus. Taigi eukariotų identifikavimas daugiausia grindžiamas jų morfologijos ir vystymosi ciklų ypatumais.
Prokariotų, kurie yra morfologiškai mažiau įvairūs nei eukariotai, identifikavimas pagrįstas įvairių fenotipinių ir daugeliu atvejų genotipinių požymių naudojimu. Daugiau nei eukariotų identifikavimas yra pagrįstas funkcinėmis savybėmis, nes daugumą bakterijų galima atpažinti ne pagal išvaizdą, o tik išsiaiškinus, kokius procesus jos gali atlikti.
Apibūdinant ir identifikuojant bakterijas, jų kultūrines savybes, morfologiją, ląstelių struktūrą, fiziologines ir biochemines savybes, ląstelių cheminę sudėtį, turinį
guanino ir citozino (GC) DNR, nukleotidų seka gene, koduojančiame 16S rRNR sintezę ir kitus feno- ir genotipinius požymius. Tokiu atveju reikia laikytis šių taisyklių: dirbti su grynosiomis kultūromis, taikyti standartinius tyrimo metodus, taip pat inokuliuoti ląsteles, kurios yra aktyvios fiziologinės būklės.
2.1 Kultūros vertybės
Kultūrinės arba makromorfologinės savybės apima būdingus mikroorganizmų augimo ant kietų ir skystų maistinių medžiagų požymius.
2.1.1 Augimas kietose maistinėse terpėse
Kietų maistinių medžiagų paviršiuje, priklausomai nuo sėjos, mikroorganizmai gali augti kolonijos, linijos ar vientisos vejos pavidalu. Kolonija vadinamas izoliuotu tos pačios rūšies ląstelių spiečiu, kuris daugeliu atvejų išaugo iš vienos ląstelės. Priklausomai nuo to, kur ląstelės išsivystė (tankios maistinės terpės paviršiuje, jos storyje ar indo apačioje), jos išskiria paviršutiniškas, gilus ir apačioje kolonijų.
Išsilavinimas baigtanostaline kolonijos – svarbiausias daugelio mikroorganizmų augimo ant tankaus substrato požymis. Tokios kolonijos yra labai įvairios. Apibūdinant juos, atsižvelgiama į šias savybes:
profilis- plokščia, išgaubta, kraterio formos, kūgio formos ir kt. (1 pav.);
figūra- apvalios, amebinės, netaisyklingos, šakniastiebinės ir kt. (2 pav.);
dydis (skersmuo)- matuojamas milimetrais; jei kolonijos dydis neviršija 1 mm, tada jie vadinami tašku;
paviršius- lygi, šiurkšti, su grioveliais, sulankstyta, raukšlėta, su koncentriniais apskritimais arba radialiai ruožuota;
šviesti ir skaidrumas- kolonija blizga, blanki, blanki, miltuota, skaidri;
Spalva- bespalvės (baltos kolonijos vadinamos bespalvėmis) arba pigmentuotos - balta, geltona, auksinė, oranžinė
banguota, alyvinė, raudona, juoda ir kt.; paryškinti
pigmento substratas; aprašant aktinomicetų kolonijas, pastebima oro ir substrato grybienos pigmentacija, taip pat pigmentų išsiskyrimas į aplinką;
kraštas- lygūs, banguoti, dantyti, kutais ir pan. (3 pav.);
struktūra- vienalytis, smulkiagrūdis arba stambiagrūdis, dryžuotas ir pan. (4 pav.); kolonijos kraštas ir struktūra nustatoma padidinamuoju stiklu arba mažu mikroskopu. Tam Petri lėkštelė dedama ant mikroskopo scenos dangteliu žemyn;
nuoseklumas nustatomas palietus kolonijos paviršių kilpa. Koloniją galima lengvai pašalinti iš agaro, ji yra tanki, minkšta arba auga į agarą, gleivėta (prilipusi prie kilpos), dygliuota, plėvelės pavidalo (visiškai pašalinta), trapi (lengvai lūžta palietus). kilpa).
1 - išlenktas; 2 - kaip krateris; 3 - nelygus;
4 - auga į substratą; 5 - butas; 6 - išgaubtas;
7 - lašo formos; 8 - kūginis
1 paveikslas – kolonijos profilis
Gilios kolonijos priešingai – jie gana monotoniški. Dažniausiai jie atrodo kaip daugiau ar mažiau suploti lęšiai,
projekcijoje yra ovalo formos su smailiais galais. Tik
keliose bakterijose gilios kolonijos primena vatos ryšulius
su siūlinėmis ataugomis į maistinę terpę. Gilių kolonijų susidarymą dažnai lydi tankios terpės plyšimas, jei mikroorganizmai išskiria anglies dvideginį ar kitas dujas.
Apatinės kolonijos skirtingi mikroorganizmai paprastai turi plonų skaidrių plėvelių pavidalą, šliaužiančią išilgai dugno.
Kolonijos dydis ir daugelis kitų savybių gali keistis su amžiumi ir priklausyti nuo aplinkos sudėties. Todėl juos aprašydami nurodykite kultūros amžių, terpės sudėtį ir auginimo temperatūrą.
1
- apvalus; 2
- apvalus su nupjautu kraštu; 3
- apvalus su voleliu išilgai krašto; 4, 5
- rizoidinis; 6
- su šakniastiebiu kraštu; 7 - ameba;
8
- siūliškas; 9
- sulankstytas; 10
- negerai;
11 - koncentrinis; 12 - kompleksas
2 paveikslas – kolonijos forma
/ - lygus; 2 - banguotas; 3 - dantytas; 4 - ašmenimis; 5 - negerai; 6 - blakstienos; 7 - siūlinis; 8 - gaureliai; 9 - šakotas
3 paveikslas – kolonijos kraštas
1 - vienalytis; 2 - smulkiagrūdis; 3 - stambiagrūdis;
4 - dryžuotas; 5 - pluoštinis
4 pav. Kolonijos struktūra
Apibūdinant mikroorganizmų augimą insultu atkreipkite dėmesį į šiuos požymius: menkas, vidutinis arba gausus, tvirtas
lygiu arba banguotu kraštu, karoliukai, panašūs į izoliuotų kolonijų grandines, difuziniai, plunksniški, panašūs į medžius arba šakniastiebius (5 pav.). Jie apibūdina plokštelės optines savybes, spalvą, paviršių ir konsistenciją.
Norint apibūdinti kolonijas ir augimą insultu, daugelis mikroorganizmų dažnai auginami mezopatamijos agare. Taip pat naudojama mezopatamijos želatina. Norint geriau matyti gilias kolonijas, rekomenduojama terpę nuskaidrinti agaru arba želatina.
1 - tvirtas su lygiu kraštu; 2 - vientisas su banguotu kraštu; 3 - karoliukais; 4 - difuzinis; 5 - plunksninis; 6 - rizoidinis
5 pav. Bakterijų augimas išilgai insulto
2.1.2. Augimas skystose auginimo terpėse
Mikroorganizmų augimas skystose maistinėse terpėse yra tolygesnis ir kartu su terpės drumstumu, plėvelės ar nuosėdų susidarymu. Apibūdinant mikroorganizmų augimą skystoje terpėje, pastaba drumstumo laipsnis(silpnas, vidutinis arba stiprus), filmo ypatybės(plonas, tankus arba laisvas, lygus arba sulankstytas),
o susidarius nuosėdoms nurodoma, kad jos menkos arba gausios, tankios, birios, gleivingos ar sluoksniuotos.
Dažnai mikroorganizmų dauginimąsi lydi kvapo atsiradimas, aplinkos pigmentacija ir dujų išsiskyrimas. Pastarasis aptinkamas susidarant putoms, burbulams, o taip pat pasitelkus „plūdes“ – iš vieno galo sandarius mažus vamzdelius. Uždedama plūdė
į mėgintuvėlį sandariu galu į viršų prieš sterilizuodami terpę ir įsitikinkite, kad ji visiškai užpildyta terpe. Jei išsiskiria dujos, jos kaupiasi plūdėje burbulo pavidalu.
Norint apibūdinti mikroorganizmų augimo skystoje terpėje pobūdį, jie auginami mezopatamijos sultinyje (MPB) arba kitoje terpėje, kuri užtikrina gerą augimą.
2.2 Morfologinės savybės
Bakterijų ląstelių morfologinės charakteristikos ir struktūra apima tokias ypatybes kaip ląstelių forma ir dydis, jų mobilumas, žvynelių buvimas ir žvynelių tipas, gebėjimas sporuliuoti. Taip pat gali būti naudingas ląstelių aptikimas.
būdingos membranos sistemos (chlorosomos, karboksizomos, fikobilisomos, dujų vakuolės ir kt.), būdingos atskiroms bakterijų grupėms
ry, taip pat inkliuzai (parasporiniai kūnai, volutino granulės,
poli-β-hidroksibutiratas, polisacharidai ir kt.). Ląstelių dažymas gramais yra nepaprastai svarbus bakterijų taksonomijai.
ir jų ląstelių sienelių sandara.
2.3 Fiziologinės ir biocheminės savybės
Fiziologinių ir biocheminių savybių tyrimas visų pirma apima tiriamos bakterijos maitinimosi būdo (foto/chemo-, auto/heterotrofija) ir energijos apykaitos tipo (gebėjimas fermentuotis, aerobinis ar anaerobinis kvėpavimas ar fotosintezė) nustatymą. ). Svarbu nustatyti tokius požymius kaip bakterijų ir molekulinio deguonies santykis, temperatūra, aplinkos pH, druskingumas, apšvietimas ir kiti aplinkos veiksniai. Ši ženklų grupė
taip pat yra substratų, naudojamų kaip anglies, azoto ir sieros šaltiniai, sąrašas, vitaminų ir kitų augimo faktorių poreikis, būdingų medžiagų apykaitos produktų susidarymas, tam tikrų fermentų buvimas. Tam naudojami specialūs testai.
Daugelis testų, naudojamų šiems požymiams nustatyti (kartais vadinami įprastiniais tyrimais), yra svarbūs diagnozuojant ir plačiai naudojami medicinos mikrobiologijoje. Jų formulavimas reikalauja didelių laiko investicijų, daug sudėtingų terpių ir reagentų, standartinių sąlygų laikymosi ir tikslumo. Siekiant paspartinti ir palengvinti kai kurių mikroorganizmų, kurie yra daugiausia medicininės svarbos, identifikavimą, buvo sukurtos įvairios testavimo sistemos, pavyzdžiui, Hoffmann-La Roche (Šveicarija) Oxi / Ferm Tube, Mycotube ir Enterotube II sistemos ir kt. Pavyzdžiui, Enterotube II sistema, skirta enterobakterijų identifikavimui, tai plastikinė kamera su 12 ląstelių, kuriose yra spalvotos diagnostinės terpės. Visos terpės sėjamos sukamaisiais judesiais į priekį per spyglių kamerą su sėkla. Inkubavimas atliekamas 24 valandas 37 ºС temperatūroje. Teigiamas ar neigiamas tyrimo rezultatas vertinamas pagal terpės spalvos pasikeitimą, agaro plyšimą (dujų susidarymo bandymas) arba įvedus specialius reagentus (indolo susidarymo testas, Voges-Proskau-er reakcija). Kiekvienas požymis žymimas konkrečiu skaičiumi, todėl gautus duomenis galima suvesti į kompiuterį su atitinkama programa ir gauti atsakymą apie tiriamos padermės taksonominę padėtį.
Bakterijų ląstelių sudėties nustatymas svarbus ir jų sistematikai (chemosistematikai). Chemotaksonominiai metodai gali būti svarbūs, ypač toms bakterijų grupėms, kurių morfologinės ir fiziologinės charakteristikos labai skiriasi ir jų nepakanka patenkinamai identifikuoti. Įvairių prokariotų ląstelių sienelėse yra keletas unikalių heteropolimerų klasių: mureinas (arba pseudomureinas), lipopolisacharidai, mikolio ir teiko rūgštys. Ląstelės sienelės sudėtis taip pat lemia serologines bakterijų savybes. Tai yra jų identifikavimo imunocheminių metodų pagrindas.
Bakterijų ląstelių lipidų ir riebalų rūgščių sudėtis kartais taip pat naudojama kaip chemotaksonominis žymeklis. Sukūrus dujų chromatografinės analizės metodą, tapo įmanomas intensyvus riebalų rūgščių tyrimas. Lipidų sudėties skirtumai naudojami bakterijoms identifikuoti genties ir net rūšių lygiu. Tačiau šis metodas turi tam tikrų apribojimų, nes riebalų rūgščių kiekis ląstelėse gali priklausyti nuo auginimo sąlygų ir kultūros amžiaus.
Kai kurių bakterijų taksonomijoje atsižvelgiama į chinonų sudėtį
ir kiti elektronų nešėjai, taip pat pigmentai.
Svarbios informacijos apie bakterijų tarpusavio ryšį galima gauti tyrinėjant ląstelių baltymus – genų transliacijos produktus. Remiantis membraninių, ribosomų, bendrųjų ląstelių baltymų, taip pat atskirų fermentų tyrimais, susiformavo nauja kryptis – baltymų taksonomija. Ribosomų baltymų spektrai yra vieni stabiliausių ir naudojami bakterijoms identifikuoti šeimos ar eilės lygiu. Membraninių baltymų spektrai gali atspindėti bendrinius, rūšių ir net specifinius skirtumus. Tačiau ląstelės cheminių junginių charakteristikos negali būti naudojamos bakterijoms identifikuoti atskirai nuo kitų fenotipą apibūdinančių duomenų, nes nėra fenotipinių požymių reikšmingumo vertinimo kriterijaus.
Kartais naudojamas metodas bakterijoms ar kitiems mikroorganizmams, pvz., mielėms, identifikuoti skaitinė (arba Adansono) taksonomija... Jis pagrįstas prancūzų botaniko M. Adansono idėjomis, siūlančiomis įvairius fenotipinius požymius, į kuriuos galima atsižvelgti, laikyti lygiaverčiais, o tai leidžia kiekybiškai išreikšti taksonominius atstumus tarp organizmų santykio forma. teigiamų bruožų skaičius bendram tirtam skaičiui. Dviejų tirtų organizmų panašumas nustatomas kiekybiškai įvertinus kuo didesnį (dažniausiai ne mažiau kaip šimtą) fenotipinių požymių skaičių, kurie atrenkami taip, kad jų variantai būtų alternatyvūs ir galėtų būti pažymėti ženklais „minusas“ ir „pliusas“. Panašumo laipsnis nustatomas pagal atitikimo požymių skaičių ir išreiškiamas atitikimo koeficientu S:
kur a + d- požymių, pagal kuriuos A ir B padermės sutampa, suma;
a- abi atmainos su teigiamomis savybėmis;
d- abu su neigiamu;
b- ženklų, pagal kuriuos kamienas A teigiamas, B neigiamas, suma;
su- ženklų, kurių A padermė yra neigiama, o B padermė yra teigiama, suma.
Atitikties koeficiento reikšmė gali svyruoti nuo 0 iki 1. Koeficientas 1 reiškia visišką tapatumą, 0 – visišką nepanašumą. Funkcijų deriniai vertinami kompiuteriu. Gauti rezultatai pateikiami panašumo matricos ir (arba) dendrogramos pavidalu. Skaitmeninė taksonomija gali būti naudojama tik žemo rango mikroorganizmų (genčių, rūšių) taksonų panašumui įvertinti. Tai neleidžia daryti tiesioginių išvadų apie mikroorganizmų genetinį ryšį, tačiau tam tikru mastu atspindi jų filogenetines savybes. Taigi buvo nustatyta, kad šiuo metu galimų tirti bakterijų fenotipiniai bruožai atspindi nuo 5 iki 20% jų genotipo savybių.
2.4. Genotipo tyrimas
Mikroorganizmų genotipo tyrimas tapo įmanomas sėkmingai vystantis molekulinei biologijai ir paskatino genosistematikos atsiradimą. Genotipo tyrimas, pagrįstas nukleorūgščių analize, iš esmės leidžia laikui bėgant sukurti natūralią (filogenetinę) mikroorganizmų sistemą. Įvertinami bakterijų filogenetiniai ryšiai molinio kiekio nustatymas guaninas ir citozinas (HC) DNR, naudojant DNR metodus–DNR ir DNR–rRNR hibridizacija, naudojant DNR zondus, taip pat nukleotidų sekos tyrimas 5S,
J6
Sir
23
S rRNR.
2.4.1 HZ molinio kiekio nustatymas
GC molinio kiekio nustatymas iš bendro DNR bazių skaičiaus prokariotuose, kaip jau buvo nurodyta, svyruoja nuo 25 iki 75%. Kiekviena bakterijų rūšis turi DNR su būdingu vidutiniu HC kiekiu. Tačiau kadangi genetinis kodas yra išsigimęs, o genetinis kodavimas pagrįstas ne tik nukleotidų bazių kiekiu koduojančiuose vienetuose (tripletuose), bet ir tarpusavio išsidėstymu, dviejų bakterijų rūšių DNR gali būti toks pat vidutinis GC kiekis. kartu su reikšmingu jų genotipu
padalinys. Jei du organizmai yra labai artimi nukleotidų sudėtimi, tai gali būti jų evoliucinio ryšio įrodymas tik tuo atveju, jei jie turi daug bendrų fenotipinių bruožų arba genetinių panašumų, patvirtintų kitais metodais. Tuo pačiu metu dviejų bakterijų padermių, turinčių bendrų fenotipinių savybių, DNR nukleotidų sudėties neatitikimas (daugiau nei 10...15%) rodo, kad jos priklauso bent jau skirtingoms rūšims.
2.4.2 DNR metodas –DNR hibridizacija
Šis metodas svarbesnis vertinant bakterijų genetinį ryšį. Kruopštus eksperimentavimas gali suteikti vertingos informacijos apie genetinės homologijos laipsnį. Vienoje bakterijų rūšyje padermių genetinės homologijos laipsnis siekia nuo 70 iki 100%. Tačiau jei dėl evoliucinės divergencijos dviejų bakterijų genomų nukleotidų bazių sekos skiriasi labiau, tai specifinė DNR – DNR reasociacija tampa tokia silpna, kad jos neįmanoma išmatuoti. Šiuo atveju DNR – rRNR hibridizacija gali žymiai padidinti organizmų, kuriuose galima nustatyti genetinės homologijos laipsnį, spektrą dėl to, kad santykinai mažame bakterijų genomo, koduojančio ribosomų RNR, regione pradinė bazių seka yra daug didesnė. pilnesnis nei kituose chromosomos regionuose. Dėl to DNR – rRNR hibridizacijos metodas dažnai atskleidžia gana didelę bakterijų genomų homologiją, kurioje DNR – DNR reasociacija neatskleidžia jokios pastebimos homologijos.
2.4.3 DNR zondų (genų zondų) metodas
DNR zondo metodas yra DNR-DNR molekulinės hibridizacijos metodo variantas. Hibridizacijos reakcija šiuo atveju vykdoma ne tarp dviejų visos DNR preparatų, o tarp DNR nukleotidų sekos fragmento (zondo), kuriame yra genas (genetinis žymeklis), atsakingas už tam tikrą specifinę funkciją (pavyzdžiui, atsparumą kai kurie antibiotikai) ir tiriamų bakterijų DNR. Dažniausias būdas sukurti genų zondus yra išskirti specifinius fragmentus molekuliniu klonavimu. Norėdami tai padaryti, pirmiausia sukurkite tiriamos bakterijos genų banką, suskaidydami jos DNR endonukleazėmis
restrikcijos, o tada elektroforezės būdu iš DNR fragmentų sumos pasirinkite norimą kloną, o po to transformacijos būdu patikrinkite šių fragmentų genetines savybes. Tada pasirinktas DNR fragmentas surišamas į tinkamą plazmidę (vektorių),
ir ši kombinuota plazmidė įvedama į patogią bakterijų padermę (pvz. Escherichia coli).
Plazmidinė DNR išskiriama iš bakterijos, turinčios DNR zondą, biomasės ir paženklinama, pavyzdžiui, radioizotopine etikete. Tada atlikite DNR zondo hibridizaciją
su bakterine DNR. Gautos hibridinės sritys sukuriamos autoradiografijos būdu. Pagal santykinį genetinio žymens hibridizacijos su konkrečios bakterijos chromosoma dažnį,
išvada apie šių bakterijų genetinį ryšį su tiriama paderme.
2.4.4 Nukleotidų sekų analizės metodas
ribosomų RNR
Bakterijų identifikavimui ir filogenetinei jų klasifikavimo sistemai sukurti labiausiai paplitęs ir svarbiausias yra ribosomų RNR nukleotidų sekų analizės metodas. 5S, 16S ir 23S rRNR molekulėse yra regionų, turinčių didžiausią genetinio stabilumo laipsnį. Manoma, kad jie nepatenka į natūralios atrankos veikimo mechanizmą ir vystosi tik dėl spontaniškų mutacijų, vykstančių pastoviu greičiu. Mutacijų kaupimasis priklauso tik nuo laiko, todėl informacija apie šių molekulių nukleotidų seką laikoma objektyviausia nustatant organizmų filogenetinį ryšį nuo porūšio iki karalystės. Analizės atveju
5S rRNR dažniausiai nustato visą nukleotidų seką, kuri šioje molekulėje prokariotuose yra 120 nukleotidų. Tiriant 16S ir 23S rRNR, turinčias atitinkamai 1500 ir 2500 nukleotidų, dažnai atliekama iš šių molekulių gautų oligonukleotidų analizė naudojant specifines restrikcijos endonukleazes. Labiausiai paplitęs tyrimas yra 16S rRNR nukleotidų sekos tyrimas. Ištyrus skirtingų mikroorganizmų atstovų 16S rRNR struktūrą, tarp prokariotų buvo nustatyta archėjų grupė. Panašumo koeficiento reikšmės SAB,
Skiriantis bakterijų ir archejų I6S rRNR, yra 0,1 ribose, o vertė SAB,
lygus 1,0 atitinka visišką nukleotidų sekų homologiją, o 0,02 – atsitiktinio sutapimo lygį.
Vis dažniau bakterijoms identifikuoti siūlomos dendrogramos, parodančios ryšį tarp bakterijų genčių, rūšių ar padermių, remiantis rRNR nukleotidų (arba oligonukleotidų) sekos, taip pat DNR-DNR tyrimu.
ir DNR-rRNR hibridizacija. Tačiau identifikuoti bakterijas prieš atsivedimą remiantis tik genetiniais metodais, be išankstinio jų fenotipinių savybių tyrimo, dažnai visiškai neįmanoma. Todėl geriausiu metodu dirbant su bakterijų taksonomija laikomas genotipinių ir fenotipinių savybių tyrimas. Esant neatitikimams tarp filogenetinių ir fenotipinių duomenų, laikinai pirmenybė teikiama pastariesiems.
Ypatinga problema yra tokių bakterijų ir archėjų, ypač jūrinių rūšių, kurios negali augti žinomoje laboratorinėje auginimo terpėje ir dėl to nebuvo įmanoma gauti grynos kultūros, identifikavimas. Dar visai neseniai ši problema atrodė neišsprendžiama. Tačiau maždaug prieš 15 metų buvo sukurti metodai, kurie leido išgauti, klonuoti, sekti
ir lyginti ribosomų RNR tiesiogiai iš aplinkos. Tai leido tiksliai suskaičiuoti ir identifikuoti šiame biotope gyvenančius mikroorganizmus, neišskiriant jų į grynąją kultūrą. Taip identifikuotą laboratorijoje „nekultivuotą“ mikroorganizmą galima net apibūdinti, bet pridedant žodį „candidatus“ (kandidatas). Žodis „candidatus“ lydės naująją rūšį tol, kol mokslininkai suras sąlygas šio organizmo auginimui laboratorijoje ir bus gauta jo grynoji kultūra, kuri leis ištirti visas jo savybes ir paskelbti kaip įteisintą.
Bakterijos paprastai identifikuojamos naudojant Bergey's Determinative Bacteriology vadovą, kuris pirmą kartą buvo paskelbtas 1923 m., vadovaujant garsiam amerikiečių bakteriologui D. Bergey (DH Bergey, 1860-1937). Nuo to laiko jis reguliariai išleidžiamas dalyvaujant pirmiesiems mikrobiologams. pasaulis.
grupių pavadinimuose. Bakterijų taksonominė padėtis grupėse nustatoma naudojant lenteles ir raktus, sudarytus remiantis nedideliu fenotipinių simbolių skaičiumi. Kai kurių genčių, pavyzdžiui, genties, bakterijų rūšių diferencijavimo lentelės Bacila,
nepateikta, bet skaitytojas nukreipiamas į Burgey's Bakterijų sistematikos vadovą.
Bergey keturių tomų sisteminės bakteriologijos žinyne (1984–1989) pateikiama išsamesnė informacija apie bakterijų taksonominę padėtį.
ir rūšys, įskaitant tas, kurių taksonominė būklė neaiški. Be išsamaus fenotipinio aprašymo, įskaitant ląstelių morfologiją, organizaciją ir cheminę sudėtį, antigenines savybes, kolonijų tipą, gyvavimo ciklo ypatumus ir ekologiją, genčių charakteristikos taip pat suteikia informacijos apie GC kiekį DNR, rezultatus. DNR – DNR ir DNR – rRNR hibridizacijos. Raktai ir lentelės leidžia identifikuoti bakterijas ne tik pagal gentį, bet ir pagal rūšis.
Dabar išleistas antrasis Bergcy keturių tomų sisteminės bakteriologijos vadovo leidimas, o pirmasis tomas išleistas 2002 m. Be to, yra nemažai straipsnių ir knygų, kuriose pateikiami originalūs užuominos, kaip identifikuoti atskiras bakterijų grupes, pvz. , bacilos, pseudomonadai, aktinomicetai, enterobakterijos.
Šiuo metu sukaupta daug naujų duomenų, įskaitant gautus analizuojant ribosomų RNR nukleotidų sekas, apie anksčiau ištirtas ir naujai išskirtas bakterijų rūšis. Remiantis šia informacija, kai kurių bakterijų grupių, pavyzdžiui, genties, rūšių sudėtis Bacila, bus peržiūrėtas: kai kurios rūšys išliks gentyje Bacila, ir kai kurios sudaro naujas gentis arba bus priskirtos kitoms jau egzistuojančioms bakterijų gentims. Pažymėtina ir tai, kad paprastai naujoms bakterijų padermėms apibūdinti ištirta daugiau požymių, nei reikia joms identifikuoti, kadangi raktuose ir lentelėse pateikiami ne visi identifikuojamų bakterijų požymiai, o tik tie, kurie skiriasi skirtingose rūšyse. (1 lentelė).
1 lentelė – Minimalus duomenų sąrašas, reikalingas
naujų bakterijų padermių aprašymai (pagal H. Truper, K. Schleifer, 1992)
Savybės | Pagrindiniai ženklai | Papildomi ženklai |
Ląstelių morfologija | Forma; dydis; mobilumas; vidinės ir tarpląstelinės struktūros; tarpusavio ląstelių išsidėstymas; ląstelių diferenciacija; ląstelių dalijimosi tipas; ląstelių ultrastruktūra | Spalva; plakimo pobūdis; ginčai; kapsulės; dangteliai; ataugos; gyvenimo ciklas; heterocistos; žvynelių, membranos ir ląstelės sienelės ultrastruktūra |
1 lentelės tęsinys
Augimo modelis | Augimo ant kietų ir skystų maistinių medžiagų ypatumai; kolonijų morfologija | Kolonijos spalva, pakaba |
Atsparumas rūgštims; sporų dažymas, žvyneliai |
||
Ląstelių sudėtis | DNR sudėtis; atsarginės medžiagos | Nukleino rūgšties homologija; ląstelių pigmentai; ląstelės sienelės sudėtis; tipiški fermentai |
fiziologija | Santykis su temperatūra; iki terpės pH; metabolizmo tipas (fototrofas, chemotrofas, litotrofas, organotrofas); santykis su molekuliniu deguonimi; elektronų akceptoriai; anglies šaltiniai; azoto šaltiniai; sieros šaltiniai | Druskų ar osmosinių faktorių poreikis; augimo faktorių poreikis; tipiniai medžiagų apykaitos produktai (rūgštys, pigmentai, antibiotikai, toksinai); atsparumas antibiotikams |
Ekologija | Buveinių sąlygos | Patogeniškumas; savininkų ratas; antigenų susidarymas; serologija; jautrumas fagams; simbiozė |
3 LABORATORINIS DARBAS „IDENTIFIKACIJA
MIKROORGANIZMAI "
Darbo tikslas: supažindinimas su pagrindiniais mikroorganizmų nustatymo principais. Atlikdamas laboratorinius darbus, kiekvienas studentas tiria bakterijų savybes, būtinas bakterijų padermei apibūdinti ir identifikuoti ją iki genties lygio.
Užduotys
1. Nustatyti identifikuotų bakterijų grynumą ir ištirti jos ląstelių morfologiją.
2. Apibūdinkite kultūros vertybes.
3. Ištirti nustatytų bakterijų citologines savybes.
4. Ištirti nustatytų bakterijų fiziologines ir biochemines savybes.
5. Nustatyti bakterijų jautrumą antibiotikams.
6. Užpildykite lentelę ir apibendrinkite.
3.1. Nustatytinos bakterijos grynumo nustatymas
ir jo ląstelių morfologijos tyrimas
Mikroorganizmų identifikavimo darbui atlikti kiekvienas mokinys gauna vieną bakterijų kultūrą (ant agaro pasvirimo mėgintuvėlyje), kurios po to patikrinamas grynumas. Tai daroma keliais būdais: vizualiai, sėjant ant maistinių medžiagų ir mikroskopu.
Augimo modelis susidariusios bakterijos apžvelgiamos įstrižainės agaro terpės paviršiuje. Jei augimas išilgai insulto yra nevienalytis, kultūra yra užteršta. Tada kultūra pasėjama į mėgintuvėlį ant nuožulnios terpės (mezopatamijos agaro), kad būtų galima naudoti
tolimesniame darbe, taip pat sijojimas ant kietos terpės paviršiaus Petri lėkštelėje naudojant išeikvojimo juostos metodą, siekiant patikrinti grynumą (pagal išaugusių kolonijų homogeniškumą). Inokuliuoti mėgintuvėliai ir indai dedami į termostatą 30 ºС temperatūroje 2–3 dienoms. Likusi pirminės bakterijų kultūros dalis mėgintuvėlyje naudojama grynumui patikrinti mikroskopu (pagal populiacijos morfologinį homogeniškumą), taip pat tirti ląstelių formą, santykinę padėtį, mobilumą ir jų dydį. Mikroskopinė kultūra naudojant preparatus „smulkintas lašas“ ir fiksuotų, fuksinu nudažytų ląstelių preparatą. Rezultatai įrašomi į lentelę, sudarytą 2 lentelės forma.
2 lentelė – Nustatytinos bakterijos savybės
Savybės | Ženklai | rezultatus |
Kultūros vertybės | ||
Dydis, mm | ||
Paviršius | ||
Struktūra | ||
Nuoseklumas | ||
Ląstelių morfologija ir | Ląstelių forma ir išdėstymas | |
Mobilumas | ||
Endosporų buvimas | ||
Gramo dėmė | ||
Dažymas atsparumui rūgštims | ||
Fiziologinės ir biocheminės savybės | Ryšys su molekuline deguonies | |
Augimas gliukozės terpėje | ||
Auginimas terpėje su želatina | ||
Auga terpėje su pienu | ||
Auga terpėje su krakmolu | ||
Katalazės testas | ||
Jautrumas antibiotikams |
3.2 Kultūros vertybės
Kitoje pamokoje apžiūrima Petri lėkštelė, užtepta identifikuotų bakterijų suspensija. Kultūros grynumo kriterijus yra išaugintų kolonijų vienalytiškumas. Apibūdinkite bakterijų kolonijų kultūrines savybes pagal skyrių
laužas 2.1, o rezultatai įrašomi į 2 lentelę.
3.3 Identifikuojamų bakterijų citologinių savybių tyrimas
3.3.1 Endosporų buvimas
Nedidelis skaičius ląstelių iš kietos terpės uždedamos ant stiklelio, įlašintos vandens iš čiaupo, ir paimamas tepinėlis. Tepinėlis džiovinamas ore, fiksuojamas degiklio liepsnoje ir užtepamas 5% chromo rūgšties tirpalu. Po 5 ... 10 minučių jis nuplaunamas vandeniu. Preparatas padengiamas filtravimo popieriaus juostele ir popierius gausiai sudrėkintas Tsil karboliniu fuksinu. Kaitinkite preparatą ant liepsnos, kol atsiras garų (neužvirtų), tada atidėkite į šalį ir įpilkite naujos dalies dažų. Ši procedūra atliekama 7 minutes. Svarbu, kad dažai išgaruotų, bet popierius neišdžiūtų. Po aušinimo jis pašalinamas, preparatas nuplaunamas vandeniu ir kruopščiai nuvalomas filtravimo popieriumi.
Jei visos operacijos atliekamos teisingai, spalva yra kontrastinga, o ryškiai raudonos sporos aiškiai išsiskiria mėlyname citoplazmos fone.
3.3.2 Gramo beicas
3.3.2.1 Ant nuriebalintos stiklinės stiklelio vandens lašelyje padaromas plonas tepinėlis, kad ląstelės tolygiai pasiskirstytų ant stiklo paviršiaus ir nesusidarytų gumulėlių.
3.3.2.2 Preparatas džiovinamas ore, fiksuojamas virš degiklio liepsnos ir 1...2 min. nudažomas karboliniu gencijonu arba krištoliniu violetiniu.
3.3.2.3 Tada dažai nupilami ir tepinėliai 1...2 min apdorojami Lugolio tirpalu, kol pajuoduoja.
3.3.2.4 Nupilkite Lugolio tirpalą, preparatas 0,5...1,0 min nuspalvinamas 96% etilo alkoholiu ir greitai nuplaunamas vandeniu.
3.3.2.5 Be to, 1 ... 2 min. dažomas vandeniniu fuksinu.
3.3.2.6. Dažai nupilami, preparatas nuplaunamas vandeniu ir išdžiovinamas.
3.3.2.7 Mikroskopija su panardinimo sistema.
Teisingai nudažytos gramteigiamos bakterijos turi mėlynai violetinę, gramneigiamą – rožinė-raudona spalva.
Norint gauti patikimus rezultatus, būtina paruošti jaunų, aktyviai augančių (dažniausiai vienadienių) kultūrų gramų dažymo tepinėlius, nes senų kultūrų ląstelės kartais sukelia nestabilią Gramo reakciją. Gramneigiamos bakterijos gali atrodyti kaip gramteigiamos bakterijos, jei bakterijų plėvelė (tepinėlis) yra per stora ir alkoholio spalvos išblukimas nėra baigtas. Gramteigiamos bakterijos gali atrodyti kaip gramneigiamos bakterijos, jei tepinėlis pakeičiamas alkoholiu.
3.3.3 Dažymas atsparumui rūgštims
Tiriamos bakterijos tepinėlis paruošiamas ant nuriebalinto stiklelio vandens laše. Preparatas džiovinamas ore ir tvirtinamas ant degiklio liepsnos. Ant tepinėlio uždedamas filtro bamaga, preparatas užpilamas Tsilya karboliniu fuksinu ir kaitinamas 2-3 kartus, kol atsiranda garų, stiklelį pincetu laikant aukštai virš degiklio liepsnos. Garų atsiradimas stebimas žiūrint į tepinėlį iš šono, o jiems atsiradus iškart atidedami į šalį.
nuo narkotikų. Leiskite preparatui atvėsti, nuimkite filtravimo popierių, išmeskite dažus ir nuplaukite tepinėlį vandeniu. Tada
ląstelės pakeičia spalvą 5 % rūgšties tirpalu H https://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif "width =" 11 "height =" 23 src = ">. kartus stiklinėje sieros rūgšties ,
nelaikydamas jo savyje. Preparatas vėl kruopščiai nuplaunamas vandeniu ir 3–5 min. nudažomas metileno mėlynu (pagal Leffler). Dažai nupilami, preparatas nuplaunamas vandeniu, išdžiovinamas ir tiriamas panardinimo sistema. Tinkamai nudažytos, rūgštims atsparių bakterijų ląstelės yra raudonos ir netvarios – mėlyna.
3.3.4 Mobilumo nustatymas
Bandomoji kultūra sėjama į 0,2 ... 0,5 % pusiau skysto agaro kolonėlę injekcijos būdu. Kad augimo ypatybės pasireikštų aiškiausiai, punkcija atliekama prie pat mėgintuvėlio sienelės. Sėjama 24 valandoms į termostatą. Taip atlikta sėja leidžia atpažinti ir atskirti judrius mikroorganizmus nuo nejudrių.
Nejudrios bakterijų formos auga išilgai dūrio linijos, sudarydamos mažas cilindro arba kūgio formos ataugas. Tuo pačiu aplinka išlieka visiškai skaidri. Mobilūs mikrobai su tokia sėja sukelia ryškų drumstumą, kuris daugmaž tolygiai plinta per visą terpės storį.
3.4 Fiziologinių ir biocheminių savybių tyrimas
identifikuojamos bakterijos
3.4.1 Ryšys su molekuliniu deguonimi
Kalbant apie molekulinį deguonį, mikroorganizmai skirstomi į keturias grupes: privalomieji aerobai, mikroaerofilai, fakultatyviniai aerobai (anaerobai) ir privalomieji anaerobai... Teisti
apie mikroorganizmų priklausomybę vienai ar kitai grupei, mikrobų suspensija pasėjama į mėgintuvėlius su išlydyta agaro maistine terpe, atšaldyta iki 45 ºС temperatūros. Sėti galima su injekcija. Griežti aerobai auga terpės paviršiuje ir viršutiniame sluoksnyje, mikroaerofilai- tam tikru atstumu nuo paviršiaus. Fakultatyviniai anaerobai paprastai vystosi per visą terpės storį. Griežti anaerobai auga tik terpės gilumoje, pačiame mėgintuvėlio apačioje (6 pav.).
|
1 - aerobai; 2 - mikroaerofilai; 3 - pasirenkami anaerobai;
4 - anaerobai
6 pav. Mikroorganizmų augimas sėjant su injekcija ( a) ir kai pasėjama į išlydytą tankią terpę ( b)
3.4.2 Auginimas terpėje su gliukoze ir peptonu
Kultūra sterilia kilpa įvedama į skystą terpę, kurioje yra: 5,0 g/l peptono, 1,0 g/l K2HP04, 10,0 g/l gliukozės, 2 ml bromtimolio mėlynojo (1,6 % alkoholio tirpalo), į mėgintuvėlius pilamas distiliuotas vanduo ( po 8 ... 10 ml) su plūdėmis. Auginimo trukmė yra 7 dienos termostate 30 ° C temperatūroje. Mikroorganizmų augimą ar jo nebuvimą lemia terpės drumstumas, plėvelės ar nuosėdų susidarymas. Indikatoriaus spalvos pasikeitimas (bromtimolio mėlynas) rodo rūgščių (terpės geltona spalva) arba šarminių (terpės mėlyna spalva) apykaitos produktų susidarymą. Dujų susidarymą liudija jų susikaupimas plūdėje. Stebėjimo rezultatai lyginami su sterilia aplinka.
3.4.3 Auginimas terpėje su želatina
Tarpląstelinių proteolitinių fermentų aktyvumas mikroorganizmuose nustatomas naudojant kaip substratą želatiną, kazeiną ar kitus baltymus. Trečiadienis su želatina susideda iš mezopatamijos sultinio (MPB) ir 10...15% želatinos (MPF). Sėjama su injekcija.
Bakteriologine adata iš kamštelio steriliai paimamos mikroorganizmų ląstelės ir adata įkišama į MPG kolonėlės storį iki mėgintuvėlio dugno.
Auginimo trukmė yra nuo 7 iki 10 dienų kambario temperatūroje. Želatinos suskystėjimas stebimas vizualiai. Jei želatina suskystėja, nurodykite skystinimo intensyvumą ir formą – sluoksnį, piltuvo formos, maišelio, kraterio, repo formos, burbulo formos.
3.4.4 Auginimas terpėje su pienu
„Pieno agaras“ Petri lėkštelėse atliekamas siekiant nustatyti bakterijų gebėjimą skaidyti pieno kazeiną. Terpė susideda iš lygių dalių sterilaus nugriebto pieno ir sterilaus 3 % vandeninio agaro. Bakterijos pasėjamos kilpa, brėžiant brūkšnį išilgai lėkštelės skersmens arba sektoriaus, į kurį padalinamas indas, centre. Bakterijų auginimo termostate 30 ° C temperatūroje trukmė yra 7 dienos. Kazeino hidrolizė aptinkama pagal terpės skaidrinimo zoną aplink kolonijas arba mikroorganizmų kultūrą, išaugintą palei juostą. Zona ypač aiškiai matoma apdorojus terpę išaugusiomis bakterijomis 5% trichloracto rūgšties tirpalu. Kazeino hidrolizės zona matuojama milimetrais nuo linijos arba kolonijos krašto iki šviesios zonos ribos. Kuo didesnis šviesios zonos skersmuo, tuo didesnis kazeinolizinis bakterijų aktyvumas.
3.4.5 Auginimas terpėje su krakmolu
Sėjama ant agaro terpės su krakmolu (Petri lėkštelėse), kurios sudėtyje yra (g/l): peptono – 10,0; KN2R04 – 5,0; tirpus krakmolas – 2,0; agaras – 15,0; pH 6,8 – 7.0, gaminamas siekiant nustatyti mikroorganizmų sukeliamą amilazės susidarymą. Bakterijos pasėjamos kilpa, brėžiant brūkšnį išilgai lėkštelės skersmens arba sektoriaus, į kurį padalinamas indas, centre. Bakterijos buvo auginamos 7 dienas termostate 30 ° C temperatūroje. Krakmolo hidrolizė nustatoma po terpės su išaugintomis bakterijomis apdorojimo Lugolio tirpalu. Tam ant terpės paviršiaus užpilama nuo 3 iki 5 ml Lugolio tirpalo. Terpė, kurioje yra krakmolo, pasidaro mėlyna, o hidrolizės zona išlieka bespalvė arba tampa raudonai rudos spalvos, jei krakmolas hidrolizuojamas iki dekstrinų. Krakmolo hidrolizės zona matuojama nuo ruožo (kolonijos) krašto iki šviesios zonos ribos (mm). Kuo didesnis šviesios zonos skersmuo, tuo didesnis amilazės aktyvumas.
3.4.6 Katalazės testas
Dalis užaugintos kultūros suspenduojama naudojant bakteriologinę kilpą 3% vandenilio peroksido laše ant stiklelio. Katalazės buvimą liudija dujų burbuliukų susidarymas, stebimas praėjus 1...5 minutėms po bakterijų įvedimo plika akimi arba mikroskopu, esant mažam padidinimui. Galite užlašinti kelis lašus vandenilio peroksido tiesiai į koloniją ar kultūrą, užaugintą ant agaro nuolydžio, ir stebėti molekulinio deguonies evoliuciją.
3.4.7 Bakterijų jautrumo nustatymas
į antibiotikus
Mikroorganizmų jautrumą antibiotikams patogu nustatyti naudojant jau paruoštus popierinius diskus, impregnuotus tam tikrais antibiotikais. Tirti mikroorganizmai auginami tinkamoje kietoje maistinėje terpėje. Tiršta mikroorganizmo suspensija ruošiama steriliame vandentiekio vandenyje, plaunant ląsteles vandeniu nuo kietos maistinės terpės paviršiaus. Dirbdami šalia degiklio liepsnos, įpilkite 1 ml gautos suspensijos
į mėgintuvėlį su 20 ml agaro terpės, išlydoma ir atšaldoma iki 50 ºС temperatūros, pavyzdžiui, su mezopatamijos agaru (MPA). Jei mikroorganizmai buvo auginami skystoje maistinėje terpėje, į agarą įpilamas atitinkamas kultūros kiekis. Mėgintuvėlio turinys greitai ir kruopščiai sumaišomas ir supilamas į sterilų Petri lėkštelę.
Kai terpė sukietėja, ant jos paviršiaus dedamas popierius.
diskai vienodu atstumu vienas nuo kito ir atstumu
1,5 ... 2,0 cm nuo puodelio krašto. Petri lėkštelės 2 valandas laikomos kambario temperatūroje, kad antibiotikai geriau sklistųsi į agaro terpę, o po to, neapverčiant, 24 valandoms dedamos į termostatą 30 ºС temperatūroje. Po dienos pastebimas tiriamų mikroorganizmų augimo slopinimo zonų susidarymas aplink diskus. Jei tiriama bakterija yra jautri tam tikriems antibiotikams, aplink diskus randamos kultūros neaugimo zonos. Augimo slopinimo zonos skersmuo matuojamas milimetrine liniuote, o rezultatai įrašomi į 3 lentelę. Didesnė nei 30 mm zona rodo
apie didelį mikroorganizmų jautrumą antibiotikams, o mažiau nei 12 mm – apie silpną jautrumą.
Kai eksperimentatorius turi sprendimus
antibiotikų medžiagų arba kultūros skysčio, kuriame yra
antibiotikų, naudokite metodą naudodami agaro storio skylutes.
Šiuo atveju šaldytoje agaro terpėje, užkrėstoje tiriamu mikroorganizmu, steriliu kamštiniu grąžtu (skersmuo nuo 6 iki 8 mm) 1,5 ... 2,0 cm atstumu nuo lėkštelės krašto padaromos skylės.
Į duobutes pilami antibiotikų arba kultūrinio skysčio tirpalai. Šis metodas taip pat leidžia atskleisti skystoje terpėje auginamų mikroorganizmų gebėjimą formuoti antibiotines medžiagas.
3 lentelė – Antibiotikų poveikis bakterijų augimui
Antibiotikas | Augimo slopinimo zonų skersmuo, mm |
Penicilino diskas | |
Diskas su chloramfenikoliu |
4 KONTROLINIAI KLAUSIMAI
1. Apibrėžkite šiuos terminus:
- padermė; autentiška padermė; tipo štamas;
- kolonija;
- kultūros vertybės;
- taksonomija;
- klasifikacija;
- nomenklatūra;
- plazmidė;
- fagų tipavimas.
2. Kokius skyrius apima mikroorganizmų taksonomija? Pateikite jų savybes.
3. Kodėl esamos mikroorganizmų klasifikavimo sistemos yra dirbtinės?
5. Kokios yra skirtingų to paties tipo mikroorganizmų padermių savybės?
6. Kokios taksonominės mikroorganizmų kategorijos yra privalomos ir kurios neprivalomos?
7. Išvardykite pagrindines mikroorganizmų nomenklatūros taisykles.
8. Koks pagrindinis mikroorganizmų nustatymo tikslas?
9. Kuo skiriasi skirtingų prokariotų ir eukariotų grupių klasifikavimo ir identifikavimo principai?
10. Kokios savybės tiriamos apibūdinant ir identifikuojant bakterijas?
11. Į kokius požymius atsižvelgiama apibūdinant paviršines, giliąsias ir dugno mikroorganizmų kolonijas?
12. Kokie požymiai pastebimi apibūdinant mikroorganizmų augimą insulto būdu?
13. Kas pažymima apibūdinant mikroorganizmų augimą skystoje maistinėje terpėje?
14. Kokie požymiai apima bakterijų ląstelių morfologines charakteristikas ir organizaciją?
15. Kokios fiziologinės ir biocheminės savybės tiriamos identifikuojant bakterijas?
16. Kada būtina taikyti chemotaksonominius metodus?
17. Kokie yra medžiagų, naudojamų kaip chemoterapiniai taksonominiai žymenys, pavyzdžiai?
18. Kokie yra baltymų taksonomijos ypatumai?
19. Apibūdinkite skaitmeninės taksonomijos metodą, kokius apribojimus jis turi?
20. Kokie metodai naudojami bakterijų filogenetiniams ryšiams įvertinti?
21. Kokia yra DNR zondo metodo esmė ir jo skirtumas nuo metodo
DNR – DNR hibridizacija?
22. Kokie yra ribosomų RNR nukleotidų sekų analizės metodo ypatumai?
23. Kokie ženklai remiasi bakterijų klasifikavimui „Bergey bakterijų identifikatoriuje“?
24. Kokios savybės ir požymiai tiriami aprašant naujas bakterijų padermes?
25. Kokiais metodais nustatomas nustatytų bakterijų grynumas?
26. Kokios yra pagrindinės Gramo dažymo technikos įgyvendinimo taisyklės?
27. Į kokias grupes molekulinio deguonies atžvilgiu skirstomi mikroorganizmai?
28. Kas naudojamas kaip substratas tarpląstelinių protolizinių fermentų aktyvumui mikroorganizmuose nustatyti?
29. Kokius žinote mikroorganizmų jautrumo antibiotikams nustatymo metodus, pateikite jų charakteristikas.
30. Kokiu metodu nustatomas mikroorganizmų amilazės susidarymas?
31. Kaip atlikta sėja leidžia atpažinti ir atskirti judrius mikroorganizmus nuo nejudrių?
5 DAŽIKLIŲ IR MAISTO MEDŽIAGŲ RECEPTAI
5.1 Fuksino bazinis karbolis (fuksinas Tsilya)
- 5% vandeninis šviežiai distiliuoto fenolio tirpalas - 100 ml;
- sotus alkoholinis bazinio fuksino tirpalas - 10 ml;
Po 48 valandų paruoštas mišinys filtruojamas.
5.2 Metileno mėlynasis (pagal Leffler)
- prisotintas alkoholinis metileno mėlynojo tirpalas - 30 ml;
- distiliuotas vanduo - 100 ml;
- 1% vandeninis KOH tirpalas - 1 ml.
5.3 Mėsos peptono sultinys (BCH)
500 g maltos mėsos be riebalų ir sausgyslių užpilama 1 litru vandens iš čiaupo ir 12 valandų ekstrahuojama kambario temperatūroje arba 2 valandas termostate 37 ºС ir 1 valandą 50 ºС. Tada mėsa išspaudžiama per marlę, o gautas antpilas virinamas 30 minučių. Šiuo atveju baltymai koaguliuojami. Atvėsusi masė filtruojama per vatos filtrą ir įpilama vandens iki pradinio tūrio. Tada į 1 litrą mėsos sultinio įpilama 5–10 g peptono ir 5 g natrio chlorido. Terpė kaitinama, kol peptonas ištirps, nuolat maišant. BCH sterilizuojamas 2 atm slėgyje 20 minučių.
5.4 Mėsos peptono agaras (MPA)
Į 1 l MPB įpilkite 20 g agaro. Terpė kaitinama, kol agaras ištirps, tada susidaro šiek tiek šarminė terpės reakcija
20 % NaCO64 tirpalas "height =" 52 "bgcolor =" white "style =" vertical-align: top; background: white ">
Įkeliama...