Baktēriju antigēni:
grupai raksturīgs (atrodams dažādās vienas ģints vai ģimenes sugās)
sugai raksturīgs (dažādiem vienas sugas pārstāvjiem);
tipam specifisks (noteikt seroloģiskos variantus - serovārus, antigenovārus vienas sugas ietvaros).
Atkarībā no lokalizācijas baktēriju šūnā tiek izdalīti K-, H-, O-antigēni (apzīmēti ar latīņu alfabēta burtiem).
O-AG ir gramnegatīvo baktēriju šūnu sienas lipopolisaharīds. Sastāv no polisaharīdu ķēdes (pats O-Ar) un lipīda A.
Polisaharīds ir termostabils (iztur vārīšanu 1-2 stundas), ķīmiski stabils (iztur apstrādi ar formalīnu un etanolu). Tīrs O-AG ir vāji imunogēns. Tam piemīt struktūras mainīgums, un to izmanto, lai atšķirtu daudzus vienas sugas baktēriju serovariantus. Piemēram, katrai salmonellu grupai ir raksturīga noteikta O-AG (polisaharīda) klātbūtne A grupā.
Tas ir 2. faktors, B grupai ir 4. faktors utt. Baktēriju R formās O-AG zaudē sānu ķēdes
polisaharīds un tipa specifika.
Lipīds A – satur glikozamīnu un taukskābes. Tam ir spēcīga adjuvanta, nespecifiska imūnstimulējoša aktivitāte un toksicitāte. Kopumā LPS ir endotoksīns. Jau mazās devās tas izraisa drudzi makrofāgu aktivizēšanās un to IL1, TNF un citu citokīnu izdalīšanās dēļ, granulocītu degranulāciju, trombocītu agregāciju. Tas var saistīties ar jebkuru ķermeņa šūnu, bet īpaši ar makrofāgiem. Lielās devās inhibē fagocitozi, izraisa toksikozi, sirds un asinsvadu sistēmas disfunkciju, trombozi, endotoksisku šoku. Dažu baktēriju LPS ir daļa no imūnstimulatoriem (prodigiozāns,
pirogenāls). Baktēriju šūnu sienas peptidoglikāniem ir spēcīga adjuvanta iedarbība uz SI šūnām.
N-AG ir daļa no baktēriju flagellas, tās pamatā ir flagellīna proteīns. Tas ir termolabils.
K-AG ir neviendabīga baktēriju virsmas kapsulāro AG grupa.
Tie ir kapsulā. Tie satur galvenokārt skābos polisaharīdus, kas ietver galakturonskābes, glikuronskābes un iduronskābes. Šo antigēnu struktūrā pastāv variācijas, uz kuru pamata tiek izdalīti, piemēram, 75 pneimokoku veidi (serotipi), 80 Klebsiella veidi u.c. Kapsulas antigēnus izmanto, lai sagatavotu vakcīnas pret meningokokiem, pneimokokiem un Klebsiella. Tomēr lielu polisaharīdu antigēnu devu ievadīšana var izraisīt toleranci.
Baktēriju antigēni ir arī to toksīni, ribosomas un fermenti.
Daži mikroorganismi satur krusteniski reaģējošus antigēnus determinantus, kas atrodami mikroorganismos un cilvēkos/dzīvniekos.
Dažādu sugu mikrobiem un cilvēkiem ir kopīgas, strukturāli līdzīgas AG. Šīs parādības sauc par antigēnu mīmiku. Bieži vien krusteniski reaģējošie antigēni atspoguļo šo pārstāvju filoģenētisko kopību, dažreiz tie ir nejaušas konformācijas un lādiņu līdzības rezultāts - AG molekulas.
Piemēram, Forsmana AG ir atrodams baraka eritrocītos, salmonellās un jūrascūciņās.
Hemolītiskās grupas A streptokoki satur krusteniski reaģējošus antigēnus (jo īpaši M-proteīnu), kas bieži sastopami ar cilvēka nieres endokarda un glomerulu antihipertensīviem līdzekļiem. Šādi baktēriju antigēni izraisa antivielu veidošanos, kas krusteniski reaģē ar cilvēka šūnām, kas izraisa reimatisma un poststreptokoku glomerulonefrīta attīstību.
Sifilisa izraisītājam ir fosfolipīdi, kas pēc struktūras ir līdzīgi tiem, kas atrodami dzīvnieku un cilvēku sirdīs. Tāpēc dzīvnieku sirds kardiolipīna antigēnu izmanto, lai atklātu antivielas pret spirohetu slimiem cilvēkiem (Vasermana reakcija).
Antigēni ir augstas molekulmasas savienojumi. Norijot, tie izraisa imūnreakciju un mijiedarbojas ar šīs reakcijas produktiem: antivielām un aktivizētajiem limfocītiem.
Antigēnu klasifikācija.
1. Pēc izcelsmes:
1) dabīgs (olbaltumvielas, ogļhidrāti, nukleīnskābes, baktēriju ekso- un endotoksīni, audu un asins šūnu antigēni);
2) mākslīgie (dinitrofenilētie proteīni un ogļhidrāti);
3) sintētiskā (sintezētas poliaminoskābes, polipeptīdi).
2. Pēc ķīmiskā rakstura:
1) olbaltumvielas (hormoni, fermenti utt.);
2) ogļhidrāti (dekstrāns);
3) nukleīnskābes (DNS, RNS);
4) konjugētie antigēni (dinitrofenilētie proteīni);
5) polipeptīdi (a-aminoskābju polimēri, glutamīna un alanīna kopolimēri);
6) lipīdi (holesterīns, lecitīns, kas var darboties kā haptēns, bet kombinācijā ar seruma proteīniem iegūst antigēnas īpašības).
3. Pēc ģenētiskās attiecības:
1) autoantigēni (izceļas no jūsu ķermeņa audiem);
2) izoantigēni (atvasināti no ģenētiski identiska donora);
3) alloantigēni (nāk no vienas un tās pašas sugas nesaistīta donora);
4) ksenoantigēni (kas iegūti no citas sugas donora).
4. Pēc imūnās atbildes rakstura:
1) no aizkrūts dziedzera atkarīgie antigēni (imūnās atbildes reakcija ir atkarīga no T-limfocītu aktīvās līdzdalības);
2) no aizkrūts dziedzera neatkarīgi antigēni (izraisa imūnreakciju un antivielu sintēzi ar B-šūnām bez T-limfocītiem).
Atšķiriet arī:
1) ārējie antigēni; iekļūt ķermenī no ārpuses. Tie ir mikroorganismi, transplantētas šūnas un svešas daļiņas, kas var iekļūt organismā ar pārtiku, ieelpojot vai parenterāli;
2) iekšējie antigēni; rodas no bojātām ķermeņa molekulām, kuras tiek atzītas par svešām;
3) latentie antigēni - noteikti antigēni (piemēram, nervu audi, lēcas proteīni un spermatozoīdi); embrioģenēzes laikā ir anatomiski atdalīti no imūnsistēmas ar histohematogēnām barjerām; nerodas tolerance pret šīm molekulām; iekļūšana asinsritē var izraisīt imūnreakciju.
Dažu autoimūnu slimību gadījumā rodas imunoloģiskā reaktivitāte pret izmainītiem vai latentiem pašantigēniem.
Antigēna īpašības:
1) antigenitāte - spēja izraisīt antivielu veidošanos;
2) imunogenitāte - spēja radīt imunitāti;
3) specifiskums - antigēnas pazīmes, kuru klātbūtnes dēļ antigēni atšķiras viens no otra.
Haptēni ir zemas molekulmasas vielas, kas normālos apstākļos neizraisa imūnreakciju, bet, saistoties ar lielas molekulmasas molekulām, tās kļūst imunogēnas. Haptens ietver zāles un lielāko daļu ķīmisko vielu. Tie spēj izraisīt imūnreakciju pēc saistīšanās ar ķermeņa olbaltumvielām.
Antigēnus vai haptēnus, kas, atkārtoti nonākot organismā, izraisa alerģisku reakciju, sauc par alergēniem.
2. Mikroorganismu antigēni
Infekcijas antigēni ir baktēriju, vīrusu, sēnīšu, vienšūņu antigēni.
Ir šādi baktēriju antigēnu veidi:
1) grupai raksturīgs (konstatēts dažādās vienas ģints vai dzimtas sugās);
2) sugai raksturīgs (satopams dažādos vienas sugas pārstāvjos);
3) tipam raksturīgs (noteikt seroloģiskos variantus - serovārus, antigenovārus - vienas sugas ietvaros).
Atkarībā no lokalizācijas baktēriju šūnā izšķir:
1) O - AG - polisaharīds; ir daļa no baktēriju šūnu sienas. Nosaka šūnu sienas lipopolisaharīda antigēno specifiku; saskaņā ar to tiek izdalīti vienas sugas baktēriju serovarianti. O-AG ir vāji imunogēns. Tas ir termiski stabils (iztur vārīšanu 1–2 stundas), ķīmiski stabils (iztur apstrādi ar formalīnu un etanolu);
2) lipīds A ir heterodimērs; satur glikozamīnu un taukskābes. Tam ir spēcīga adjuvanta, nespecifiska imūnstimulējoša aktivitāte un toksicitāte;
3) H - AG; ir daļa no baktēriju flagellas, tās pamatā ir flagellīna proteīns. Tas ir termolabils;
4) K - AG - neviendabīga baktēriju virsmas, kapsulāro antigēnu grupa. Tie atrodas kapsulā un ir saistīti ar šūnu sienas lipopolisaharīda virsmas slāni;
5) toksīni, nukleoproteīni, ribosomas un baktēriju fermenti.
Vīrusu antigēni:
1) superkapsīdu antigēni - virsmas apvalks;
2) proteīnu un glikoproteīnu antigēni;
3) kapsīds - membranozs;
4) nukleoproteīnu (kodola) antigēni.
Visi vīrusu antigēni ir atkarīgi no T.
Aizsargājošie antigēni ir antigēnu determinantu (epitopu) kopums, kas izraisa spēcīgāko imūnreakciju, kas pasargā organismu no atkārtotas inficēšanās ar šo patogēnu.
Infekcijas antigēnu iekļūšanas veidi organismā:
1) caur bojātu un dažreiz neskartu ādu;
2) caur deguna, mutes, kuņģa-zarnu trakta, urīnceļu gļotādām.
Heteroantigēni ir antigēnu kompleksi, kas kopīgi dažādu sugu pārstāvjiem, vai kopīgi antigēnu determinanti kompleksiem, kas atšķiras pēc citām īpašībām. Heterantigēnu dēļ var rasties krusteniskas imunoloģiskas reakcijas.
Dažādu veidu mikrobiem un cilvēkiem ir kopīgi, strukturāli līdzīgi antigēni. Šīs parādības sauc par antigēnu mīmiku.
Superantigēni ir īpaša antigēnu grupa, kas ļoti mazās devās izraisa poliklonālu aktivāciju un liela skaita T-limfocītu proliferāciju. Superantigēni ir baktēriju enterotoksīni, stafilokoku, holēras toksīni un daži vīrusi (rotavīrusi).
Mikroorganismu izolēšana no dažādiem materiāliem un to kultūru iegūšana plaši tiek izmantota laboratorijas praksē infekcijas slimību mikrobioloģiskajā diagnostikā, pētnieciskajā darbā un vakcīnu, antibiotiku un citu bioloģiski aktīvo mikrobu vitālās aktivitātes produktu mikrobioloģiskajā ražošanā.
Audzēšanas apstākļi ir atkarīgi arī no attiecīgo mikroorganismu īpašībām. Lielākā daļa patogēno mikrobu tiek audzēti barotnēs 37 ° C temperatūrā 12 dienas. Tomēr dažiem no tiem nepieciešams ilgāks izpildes laiks. Piemēram, garā klepus baktērijas - pēc 2-3 dienām, bet mikobaktērija tuberculosis - pēc 3-4 nedēļām.
Lai stimulētu aerobo mikrobu augšanas un vairošanās procesus, kā arī samazinātu to audzēšanas laiku, tiek izmantota zemūdens kultivēšanas metode, kas sastāv no nepārtrauktas barības barotnes aerācijas un maisīšanas. Dziļā metode ir atradusi plašu pielietojumu biotehnoloģijā.
Anaerobu audzēšanai tiek izmantotas īpašas metodes, kuru būtība ir gaisa izvadīšana vai aizstāšana ar inertām gāzēm noslēgtos termostatos - anaerostatos. Anaerobus audzē uz barības vielu barotnēm, kas satur reducējošās vielas (glikozi, nātrija formiātu utt.), kas samazina redokspotenciālu.
Diagnostikas praksē īpaša nozīme ir baktēriju tīrkultūrām, kuras izolē no pacienta vai vides objektiem paņemtā testa materiāla. Šim nolūkam tiek izmantotas mākslīgās barotnes, kuras iedala visdažādākā sastāva pamata, diferenciāldiagnostikas un izvēles barotnēs. Barības barotnes izvēle tīrkultūras izolēšanai ir būtiska bakterioloģiskajai diagnostikai.
Vairumā gadījumu izmanto cieto barotni, kas iepriekš ielej Petri trauciņos. Pārbaudāmo materiālu novieto uz barotnes virsmas cilpā un triturē ar lāpstiņu, lai iegūtu izolētas kolonijas, kas audzētas no vienas šūnas. Izolētas kolonijas subkultūra uz agara slīpuma mēģenē rada tīrkultūru.
Identifikācijai, t.i. nosakot izvēlētās kultūras vispārīgo un sugu piederību, visbiežāk tiek pētītas fenotipiskās pazīmes:
a) baktēriju šūnu morfoloģija iekrāsotās uztriepes vai natīvajos preparātos;
b) kultūras bioķīmiskās pazīmes atbilstoši tās spējai raudzēt ogļhidrātus (glikozi, laktozi, saharozi, maltozi, mannītu u.c.), veidot indolu, amonjaku un sērūdeņradi, kas ir baktēriju proteolītiskās aktivitātes produkti.
Pilnīgākai analīzei tiek izmantota gāzes-šķidruma hromatogrāfija un citas metodes.
Līdzās bakterioloģiskajām metodēm tīrkultūru identificēšanai plaši tiek izmantotas imunoloģiskās izpētes metodes, kuru mērķis ir izolētās kultūras antigēnās struktūras izpēte. Šim nolūkam tiek izmantotas seroloģiskās reakcijas: aglutinācija, imunofluorescences izgulsnēšana, komplementa saistīšanās, enzīmu imūntests, radioimūnās metodes utt.
Tīras kultūras izolēšanas metodes
Lai izolētu mikroorganismu tīrkultūru, ir nepieciešams atdalīt daudzās materiālā esošās baktērijas vienu no otras. To var panākt, izmantojot metodes, kuru pamatā ir divi principi: mehānisks un bioloģiskā baktēriju disociācija.
Metodes tīrkultūru izolēšanai, pamatojoties uz mehānisku principu
Sērijas atšķaidīšanas metode , ko ierosināja L. Pastērs, bija viens no pašiem pirmajiem, kas tika izmantots mikroorganismu mehāniskai atdalīšanai. Tas sastāv no materiāla, kas satur mikrobus, sērijveida atšķaidīšanas veikšana sterilā traukā šķidrums uzturvielu barotne. Šis paņēmiens ir diezgan rūpīgs un nepilnīgs darbā, jo tas neļauj kontrolēt mikrobu šūnu skaitu, kas atšķaidīšanas laikā nonāk mēģenēs.
Tam nav šī trūkuma Koha metode (plāksnes atšķaidīšanas metode ). R. Kohs izmantoja cieto barotni uz želatīna vai agara-agara bāzes. Materiāls ar dažāda veida baktēriju asociācijām tika atšķaidīts vairākās mēģenēs ar izkausētu un nedaudz atdzesētu želatīnu, kura saturs vēlāk tika izliets uz sterilām stikla plāksnēm. Pēc barotnes želejas to kultivēja optimālā temperatūrā. Tā biezumā izveidojās izolētas mikroorganismu kolonijas, kuras varēja viegli pārnest uz svaigu barotni, izmantojot platīna cilpu, lai iegūtu tīru baktēriju kultūru.
Drygalska metode ir progresīvāka metode, ko plaši izmanto ikdienas mikrobioloģiskajā praksē. Vispirms testa materiālu ar pipeti vai cilpu uzklāj uz barotnes virsmas Petri trauciņā. Izmantojot metāla vai stikla lāpstiņu, rūpīgi berzējiet to vidē. Sēšanas laikā trauks tiek turēts atvērts un viegli pagriezts, lai vienmērīgi sadalītu materiālu. Nesterilizējot lāpstiņu, viņi aizņemto materiālu iznes citā Petri trauciņā, ja nepieciešams, trešajā. Tikai pēc tam lāpstiņu iemērc dezinfekcijas šķīdumā vai apcep degļa liesmā. Uz barotnes virsmas pirmajā traukā mēs parasti novērojam nepārtrauktu baktēriju augšanu, otrajā - blīvu augšanu, bet trešajā - augšanu izolētu koloniju veidā.
Drigaļska metodes kolonijas
Līniju kultūras metode mūsdienās to visbiežāk izmanto mikrobioloģiskajās laboratorijās. Materiālu, kas satur mikroorganismus, savāc ar bakterioloģisko cilpu un uzklāj uz barotnes virsmas netālu no trauka malas. Noņemiet lieko materiālu un velciet to paralēli no krūzes malas līdz malai. Pēc vienas dienas inkubācijas optimālajā temperatūrā uz trauka virsmas izaug izolētas mikrobu kolonijas.
Insulta metode
Lai iegūtu izolētas kolonijas, varat izmantot pārklātu tamponu, ko izmantoja testa materiāla savākšanai. Nedaudz atveriet Petri trauciņu ar uzturvielu barotni, ievietojiet tur tamponu un ar uzmanīgām kustībām ierīvējiet materiālu trauciņa virsmā, pakāpeniski atgriežot tamponu un trauku.
Tādējādi būtiska plākšņu atšķaidīšanas Koha, Drygalska un svītru kultivēšanas metožu priekšrocība ir tā, ka tās rada izolētas mikroorganismu kolonijas, kuras, inokulējot uz citu uzturvielu barotni, pārvēršas tīrā kultūrā.
Bioloģiskās metodes tīrkultūru izolēšanai
Baktēriju atdalīšanas bioloģiskais princips nodrošina mērķtiecīgu metožu meklēšanu, kas ņem vērā daudzās mikrobu šūnu īpašības. Starp visizplatītākajām metodēm ir šādas:
1. Pēc elpošanas veida. Visus mikroorganismus pēc elpošanas veida iedala divās galvenajās grupās: aerobikas (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio сholeraeutt) un anaeroba (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensun utt.)... Ja materiāls, no kura jāizolē anaerobie patogēni, tiek iepriekš uzkarsēts un pēc tam kultivēts anaerobos apstākļos, tad šīs baktērijas vairosies.
2. Pēc sporulācija . Ir zināms, ka daži mikrobi (baciļi un klostridijas) ir spējīgi auglīgi. Starp viņiem Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus... Strīdi ir izturīgi pret vides faktoru iedarbību. Līdz ar to testa materiālu var pakļaut termiskā faktora iedarbībai un pēc tam inokulācijas veidā pārnest uz barības vidi. Pēc kāda laika uz tā izaugs tieši tās baktērijas, kas spēj augt.
3. Mikrobu izturība pret skābēm un sārmiem. Dažas baktērijas (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis) ķīmiskās struktūras īpatnību rezultātā tie ir izturīgi pret skābju iedarbību. Tāpēc materiālu, kas tos satur, piemēram, krēpas tuberkulozes gadījumā, iepriekš apstrādā ar vienādu tilpumu 10% sērskābes šķīduma un pēc tam sēj uz barotnes. Svešā flora mirst, un mikobaktērijas aug to rezistences pret skābēm rezultātā.
Holēras vibrio (Vibrio сholerae) gluži otrādi, tā ir halofīla baktērija, tāpēc, lai radītu optimālus augšanas apstākļus, to sēj uz barotnēm, kas satur sārmus (1% sārmains peptona ūdens). Jau pēc 4-6 stundām uz barotnes virsmas parādās raksturīgas augšanas pazīmes maigas zilganas plēvītes veidā.
4. Baktēriju mobilitāte. Dažas baktērijas (Proteus vulgaris) ir tendence ložņāt un spēj ātri izplatīties pa mitru lietu virsmu. Lai izolētu šādus patogēnus, tie tiek inokulēti kondensācijas šķidruma pilē, kas veidojas, atdziestot agara slīpumu. Pēc 16-18 gadiem tie izplatās pa visu vides virsmu. Ja mēs ņemsim materiālu no agara augšdaļas, mēs iegūsim patogēnu tīrkultūru.
5. Mikrobu jutība pret ķīmisko vielu, antibiotiku un citu pretmikrobu līdzekļu iedarbību. Baktēriju metabolisma īpašību rezultātā tām var būt atšķirīga jutība pret noteiktiem ķīmiskiem faktoriem. Ir zināms, ka stafilokoki, aerobie baciļi, kas veido sporas, ir izturīgi pret 7,5-10% nātrija hlorīda iedarbību. Tāpēc, lai izolētu šos patogēnus, tiek izmantotas izvēles barotnes (dzeltenuma-sāls agars, bekonsāls agars), kas satur tieši šo vielu. Citas baktērijas šajā nātrija hlorīda koncentrācijā praktiski nevairojas.
6. Dažu antibiotiku ievadīšana (nistatīnu) lieto, lai kavētu sēnīšu augšanu materiālos, kas ir stipri piesārņoti ar tiem. Un otrādi, antibiotikas penicilīna pievienošana barotnei veicina baktēriju floras augšanu, ja ir jāizdala sēnītes. Furazolidona pievienošana noteiktā koncentrācijā uzturvielu barotnei rada selektīvus apstākļus korinebaktēriju un mikrokoku augšanai.
7. Mikroorganismu spēja iekļūt caur veselu ādu. Dažas patogēnas baktērijas (Yersinia pestis) liela skaita agresijas enzīmu klātbūtnes rezultātā tie spēj iekļūt caur veselu ādu. Lai to izdarītu, laboratorijas dzīvnieka ķermeņa apmatojums tiek noskūts un testa materiāls tiek iemasēts šajā zonā, kurā ir patogēns un liels daudzums trešās puses mikrofloras. Pēc kāda laika dzīvnieks tiek nokauts, un no asinīm vai iekšējiem orgāniem izdalās mikrobi.
8. Laboratorijas dzīvnieku jutība pret infekcijas slimību patogēniem. Daži dzīvnieki ir ļoti jutīgi pret dažādiem mikroorganismiem.
Piemēram, ar jebkuru ievadīšanas veidu Streptococcus pneumoniae baltajām pelēm attīstās vispārēja pneimokoku infekcija. Līdzīga aina tiek novērota, kad jūrascūciņas ir inficētas ar tuberkulozes patogēniem. (Mycobacterium tuberculosis) .
Ikdienas praksē bakteriologi izmanto tādus jēdzienus kā celms un tīrā kultūra mikroorganismiem. Ar celmu saprot vienas sugas mikrobus, kas ir izolēti no dažādiem avotiem vai no viena un tā paša avota, bet dažādos laikos. Baktēriju tīrkultūra ir vienas un tās pašas sugas mikroorganismi, vienas mikrobu šūnas pēcteči, kas auguši uz barības barotnes.
Tīrkultūras izolācija aerobny mikroorganismiem sastāv no vairākiem posmiem.
Pirmā diena (1. posma pētījums) patoloģisko materiālu ņem sterilā traukā (mēģenē, kolbā, pudelē). Viņi to pēta - izskatu, tekstūru, krāsu, smaržu un citas pazīmes, sagatavo uztriepi, krāso un pēta to mikroskopā. Dažos gadījumos (akūta gonoreja, mēris) šajā posmā var veikt provizorisku diagnozi, turklāt ir iespējams izvēlēties barotni, uz kuras materiāls tiks inokulēts. Pēc tam viņi veic bakterioloģisko cilpu (visbiežāk izmanto) ar lāpstiņas palīdzību - ar Drygalsky metodi, ar vates marles tamponu. Krūzes aizver, apgriež otrādi, paraksta ar speciālu zīmuli un ievieto termostatā optimālā temperatūrā (37°C) uz 18-48 stundām. Šī posma mērķis ir iegūt izolētas mikroorganismu kolonijas.
Tomēr dažreiz, lai materiālu sakrautu kaudzēs, to sēj uz šķidrām barotnēm.
Otrajā dienā (2. posma pētījums) uz blīvas uzturvielu barotnes virsmas mikroorganismi veido nepārtrauktas, blīvas augšanas vai izolētas kolonijas. Kolonija- Tās ir ar neapbruņotu aci redzamas baktēriju uzkrāšanās uz barības barotnes virsmas vai biezumā. Parasti katra kolonija veidojas no vienas mikrobu šūnas pēcnācējiem (kloniem), tāpēc to sastāvs ir diezgan viendabīgs. Baktēriju augšanas pazīmes uz barības vielu barotnēm ir to kultūras īpašību izpausme.
Plāksnes rūpīgi pārbauda un pārbauda, vai nav izolētas kolonijas, kas izaugušas uz agara virsmas. Pievērsiet uzmanību koloniju izmēram, formai, krāsai, malu un virsmas raksturam, to konsistencei un citām iezīmēm. Ja nepieciešams, pārbaudiet kolonijas zem palielināmā stikla, ar mazu vai lielu mikroskopa palielinājumu. Koloniju struktūra tiek pārbaudīta caurlaidīgā gaismā ar nelielu mikroskopa palielinājumu. Tās var būt hialīnas, graudainas, pavedienveida vai šķiedrainas, kurām raksturīga savītu pavedienu klātbūtne koloniju biezumā.
Koloniju raksturošana ir svarīga bakteriologa un laboranta darba sastāvdaļa, jo katras sugas mikroorganismiem ir savas īpašās kolonijas.
Trešajā dienā (3. posma pētījums) izpētīt mikroorganismu tīrkultūras augšanas raksturu un veikt tās identificēšanu.
Pirmkārt, viņi pievērš uzmanību mikroorganismu augšanas īpatnībām uz barotnes un izveido uztriepi, krāsojot to ar Grama metodi, lai pārbaudītu kultūras tīrību. Ja mikroskopā tiek novērotas vienādas morfoloģijas, izmēra un krāsas (spējas krāsot) īpašības baktērijas, tiek secināts, ka kultūra ir tīra. Dažos gadījumos jau pēc izskata un to augšanas īpašībām var izdarīt secinājumu par izolēto patogēnu veidu. Baktēriju veida noteikšanu pēc to morfoloģiskajām īpašībām sauc par morfoloģisko identifikāciju. Patogēnu veida noteikšanu pēc to kultūras pazīmēm sauc par kultūras identifikāciju.
Tomēr ar šiem pētījumiem nepietiek, lai izdarītu galīgo secinājumu par izolēto mikrobu veidu. Tāpēc viņi pēta baktēriju bioķīmiskās īpašības. Tie ir diezgan dažādi.
Baktēriju identificēšana.
Par patogēna veida noteikšanu pēc tā bioķīmiskajām īpašībām sauc bioķīmiskā identifikācija.
Lai noteiktu baktēriju sugu, bieži tiek pētīta to antigēnā struktūra, tas ir, tās tiek identificētas pēc antigēnām īpašībām. Katrs mikroorganisms satur dažādas antigēnas vielas. Jo īpaši enterobaktēriju dzimtas (Yesherichia, Salmoneli, Shigela) pārstāvji satur membrānas O-antigēnu, flagellate H-antigēnu un kapsulāro K-antigēnu. Tie ir neviendabīgi pēc ķīmiskā sastāva, tāpēc pastāv daudzos variantos. Tos var noteikt, izmantojot specifiskus aglutinous serumus. Šo baktēriju veida definīciju sauc seroloģiskā identifikācija.
Dažkārt baktērijas tiek identificētas, inficējot laboratorijas dzīvniekus ar tīrkultūru un novērojot patogēnu izraisītās izmaiņas organismā (tuberkuloze, botulisms, stingumkrampji, salmoneloze u.c.). Šo metodi sauc identificēšana pēc bioloģiskajām īpašībām... Kā objektus visbiežāk izmanto jūrascūciņas, baltās peles un žurkas.
PIELIKUMI
(tabulas un diagrammas)
Baktēriju fizioloģija
Shēma 1. Baktēriju fizioloģija.
audzēšana
aug barības vielu barotnēs
1. tabula. Baktēriju fizioloģijas vispārīgā tabula.
|
Raksturīgs |
||
|
Enerģijas un vielu iegūšanas process. |
||
|
Bioķīmisko procesu kopums, kura rezultātā tiek atbrīvota mikrobu šūnu dzīvībai nepieciešamā enerģija. |
||
|
Koordinēta visu šūnu komponentu un struktūru reprodukcija, kas galu galā noved pie šūnu masas palielināšanās |
||
|
Pavairošana |
Šūnu skaita palielināšanās populācijā |
|
|
Audzēšana barotnēs. |
Laboratorijas apstākļos mikroorganismus audzē uz barības vielu barotnēm, kurām jābūt sterilām, caurspīdīgām, mitrām, jāsatur noteiktas uzturvielas (olbaltumvielas, ogļhidrāti, vitamīni, mikroelementi u.c.), jābūt ar noteiktu buferspēju, ar atbilstošu pH, redokspotenciālu. |
1.1. tabula Elementu ķīmiskais sastāvs un fizioloģiskās funkcijas.
|
Kompozīcijas elements |
Raksturojums un loma šūnu fizioloģijā. |
||
|
Galvenā baktēriju šūnas sastāvdaļa, kas veido apmēram 80% no tās masas. Tas ir brīvā vai saistītā stāvoklī ar šūnas struktūras elementiem. Strīdos ūdens daudzums tiek samazināts līdz 18,20%. Ūdens ir daudzu vielu šķīdinātājs, un tam ir arī mehāniska loma turgora nodrošināšanā. Plazmolīzes laikā - ūdens zudums šūnai hipertoniskā šķīdumā - protoplazma tiek atdalīta no šūnas membrānas. Ūdens izvadīšana no šūnas, žāvēšana, vielmaiņas procesu apturēšana. Lielākā daļa mikroorganismu labi panes žāvēšanu. Ar ūdens trūkumu mikroorganismi nevairojas. Vakuuma žāvēšana no sasaldētā stāvokļa (liofilizācija) aptur vairošanos un veicina mikrobu paraugu ilgtermiņa saglabāšanu. |
|||
|
40 - 80% sausnas. Tie nosaka svarīgākās baktēriju bioloģiskās īpašības un parasti sastāv no 20 aminoskābju kombinācijām. Baktēriju vidū ir diaminopimelskābe (DAP), kuras cilvēka un dzīvnieku šūnās nav. Baktērijas satur vairāk nekā 2000 dažādu proteīnu, kas atrodami strukturālajos komponentos un piedalās vielmaiņas procesos. Lielākajai daļai olbaltumvielu ir fermentatīva aktivitāte. Baktēriju šūnas proteīni nosaka baktēriju antigenitāti un imunogenitāti, virulenci un baktēriju sugas. |
|||
|
Kompozīcijas elements |
Raksturojums un loma šūnu fizioloģijā. |
||
|
Nukleīnskābes |
Tās pilda funkcijas, kas līdzīgas eikariotu šūnu nukleīnskābēm: par iedzimtību atbild DNS molekula hromosomas formā, proteīnu biosintēzē piedalās ribonukleīnskābes (informatīvās jeb matricas, transporta un ribosomu). |
||
|
Ogļhidrāti |
Tos attēlo vienkāršas vielas (mono- un disaharīdi) un sarežģīti savienojumi. Polisaharīdi bieži atrodami kapsulās. Daži intracelulārie polisaharīdi (ciete, glikogēns utt.) ir rezerves barības vielas. |
||
|
Tie ir daļa no citoplazmas membrānas un tās atvasinājumiem, kā arī baktēriju šūnu sienas, piemēram, ārējās membrānas, kur papildus lipīdu biomolekulārajam slānim ir LPS. Lipīdi var spēlēt rezerves barības vielu lomu citoplazmā. Baktēriju lipīdus pārstāv fosfolipīdi, taukskābes un glicerīdi. Mycobacterium tuberculosis satur vislielāko lipīdu daudzumu (līdz 40%). |
|||
|
Minerālvielas |
Pēc šūnu sadedzināšanas tas atrodams pelnos. Lielos daudzumos tiek konstatēts fosfors, kālijs, nātrijs, sērs, dzelzs, kalcijs, magnijs, kā arī mikroelementi (cinks, varš, kobalts, bārijs, mangāns u.c.), kas piedalās osmotiskā spiediena, pH regulēšanā. no barotnes, redokspotenciāls , aktivizē fermentus, ir daļa no enzīmiem, vitamīniem un mikrobu šūnas strukturālajām sastāvdaļām. |
||
1.2. tabula. Slāpekļa bāzes.
1.2.1. tabula Enzīmi
|
Raksturīgs |
|||
|
Definīcija |
Specifiski un efektīvi proteīnu katalizatori, kas atrodas visās dzīvās šūnās. |
||
|
Fermenti samazina aktivācijas enerģiju, nodrošinot tādu ķīmisku reakciju rašanos, kuras bez tiem varētu notikt tikai augstā temperatūrā, pārmērīgā spiedienā un citos dzīvai šūnai nepieņemamos nefizioloģiskos apstākļos. |
|||
|
Fermenti palielina reakcijas ātrumu par aptuveni 10 kārtām, kas samazina jebkuras reakcijas pussabrukšanas periodu no 300 gadiem līdz vienai sekundei. |
|||
|
Fermenti "atpazīst" substrātu pēc tā molekulas telpiskā izvietojuma un lādiņu sadalījuma tajā. Noteikta fermentatīvā proteīna molekulas daļa - tās katalītiskais centrs - ir atbildīga par saistīšanos ar substrātu. Šajā gadījumā veidojas starpprodukta enzīma-substrāta komplekss, kas pēc tam sadalās, veidojoties reakcijas produktam un brīvam fermentam. |
|||
|
Šķirnes |
Regulējošie (allosteriskie) enzīmi uztver dažādus vielmaiņas signālus un saskaņā ar tiem maina savu katalītisko aktivitāti. |
Efektorenzīmi - fermenti, kas katalizē noteiktas reakcijas (sīkāku informāciju skatīt 1.2.2. tabulā). |
|
|
Funkcionālā darbība |
Fermentu funkcionālā aktivitāte un fermentatīvo reakciju ātrums ir atkarīgs no apstākļiem, kādos mikroorganisms atrodas, un, galvenais, no barotnes temperatūras un tās pH. Daudziem patogēniem mikroorganismiem optimālā temperatūra ir 37 ° C un pH 7,2-7,4. |
||
ENZĪMU KLASES:
mikroorganismi sintezē dažādus enzīmus, kas pieder pie visām sešām zināmajām klasēm.
1.2.2. tabula. Efektorenzīmu klases
|
Enzīmu klase |
Katalizē: |
|
|
Oksidoreduktāze |
Elektronu pārnešana |
|
|
Transferāzes |
Dažādu ķīmisko grupu pārnešana |
|
|
Hidrolāzes |
Funkcionālo grupu pārnešana uz ūdens molekulu |
|
|
Grupu piesaiste uz dubultsaitēm un reversās reakcijas |
||
|
Izomerāze |
Grupu pārnešana molekulā ar izomēru formu veidošanos |
|
|
C-C, C-S, C-O, C-N saišu veidošanās kondensācijas reakciju rezultātā, kas saistītas ar adenozīna trifosfāta (ATP) sadalīšanos |
1.2.3. tabula. Fermentu veidi, veidojoties baktēriju šūnā
|
Raksturīgs |
Piezīmes (rediģēt) |
||
|
Atpazīstams (adaptīvs) fermenti "Substrāta indukcija" |
Fermenti, kuru koncentrācija šūnā strauji palielinās, reaģējot uz induktora substrāta parādīšanos vidē. Tos sintezē baktēriju šūna tikai tad, ja barotnē ir šī enzīma substrāts | ||
|
Represīvie enzīmi |
Šo enzīmu sintēze tiek nomākta pārmērīgas reakcijas produkta uzkrāšanās rezultātā, ko katalizē šis enzīms. |
Fermentu apspiešanas piemērs ir triptofāna sintēze, kas veidojas no antranilskābes, piedaloties antranilāta sintetāzei. |
|
|
Konstitūcijas fermenti |
Fermenti tiek sintezēti neatkarīgi no vides apstākļiem |
Glikolīzes fermenti |
|
|
Multi-enzīmu kompleksi |
Intracelulārie enzīmi apvienoti strukturāli un funkcionāli |
Elpošanas ķēdes fermenti, kas lokalizēti citoplazmas membrānā. |
1.2.4. tabula. Specifiski fermenti
|
Fermenti |
Baktēriju identificēšana |
|
|
Superoksīda dismutāze un katalāze |
Visiem aerobiem jeb fakultatīviem anaerobiem ir superoksīda dismutāze un katalāze - fermenti, kas aizsargā šūnu no toksiskiem skābekļa metabolisma produktiem. Gandrīz visi obligātie anaerobi nesintezē šos fermentus. Tikai viena aerobo baktēriju grupa - pienskābes baktērijas ir katalāzes negatīvas. |
|
|
Peroksidāze |
Pienskābes baktērijas uzkrāj peroksidāzi – fermentu, kas katalizē organisko savienojumu oksidēšanos H2O2 iedarbībā (reducēts līdz ūdenim). |
|
|
Arginīna dihidrolāze |
Diagnostikas pazīme, kas ļauj atšķirt saprofītiskās Pseudomonas sugas no fitopatogēnajām. |
|
|
No piecām galvenajām Enterobacteriaceae dzimtas grupām tikai divas - Escherichiae un Erwiniae - nesintezē ureāzi. |
1.2.5. tabula. Baktēriju enzīmu pielietojums rūpnieciskajā mikrobioloģijā.
|
Fermenti |
Pieteikums |
|
|
Amilāze, celulāze, proteāze, lipāze |
Lai uzlabotu gremošanu, tiek izmantoti gatavi enzīmu preparāti, kas veicina attiecīgi cietes, celulozes, olbaltumvielu un lipīdu hidrolīzi. |
|
|
Rauga invertāze |
Saldumu ražošanā, lai novērstu saharozes kristalizāciju |
|
|
Pektināze |
Lieto augļu sulu dzidrināšanai |
|
|
Klostridija kolagenāze un streptokoku streptokināze |
Hidrolizē olbaltumvielas, veicina brūču un apdegumu dzīšanu |
|
|
Baktēriju lītiskie enzīmi |
Tie izdalās vidē, iedarbojas uz patogēno mikroorganismu šūnu sieniņām un kalpo kā efektīvs līdzeklis cīņā pret pēdējiem, pat ja tiem ir daudzkārtēja rezistence pret antibiotikām. |
|
|
Ribonukleāzes, dezoksiribonukleāzes, polimerāzes, DNS ligāzes un citi enzīmi, kas īpaši modificē nukleīnskābes |
Izmanto kā instrumentu kopumu bioorganiskajā ķīmijā, gēnu inženierijā un gēnu terapijā |
1.2.6. tabula. Fermentu klasifikācija pēc lokalizācijas.
|
Lokalizācija | |||
|
Endozīmi |
Citoplazmā Citoplazmas membrānā Periplazmatiskajā telpā |
Tie darbojas tikai šūnas iekšienē. Tie katalizē biosintēzes un enerģijas metabolisma reakcijas. |
|
|
Eksozīmi |
Tiek izvadīti vidē. |
Šūna tos izdala vidē un katalizē sarežģītu organisko savienojumu hidrolīzes reakcijas uz vienkāršākiem savienojumiem, kas ir pieejami mikrobu šūnai asimilācijai. Tajos ietilpst hidrolītiskie enzīmi, kuriem ir ārkārtīgi svarīga loma mikroorganismu uzturā. |
1.2.7. tabula. Patogēno mikrobu enzīmi (agresijas enzīmi)
|
Fermenti | |||
|
Lecitovitellāze Lecitināze |
Iznīcina šūnu membrānas |
Pārbaudāmā materiāla sēšana uz ZhSA barotnes Rezultāts: mākoņains apgabals ap kolonijām JSA. |
|
|
Hemolizīns |
Iznīcina sarkanās asins šūnas |
Pārbaudāmā materiāla sēšana uz asins agara barotnes. Rezultāts: pilnīga hemolīzes zona ap kolonijām uz asins agara. |
|
|
Koagulāzes pozitīvas kultūras |
Izraisa asins plazmas recēšanu |
Pārbaudāmā materiāla inokulācija sterilā citrāta asins plazmā. Rezultāts: plazmas recēšana |
|
|
Koagulāzes negatīvās kultūras |
Mannīta ražošana |
Mannīta sēšana uz barotnes anaerobos apstākļos. Rezultāts: krāsainu koloniju izskats (indikatora krāsā) |
|
|
Fermenti |
Dažu enzīmu veidošanās laboratorijā |
||
|
Hialuronidāze |
Hidrolizē hialuronskābi - galveno saistaudu sastāvdaļu |
Pārbaudāmā materiāla sēšana uz barotnes, kas satur hialuronskābi. Rezultāts: mēģenēs, kas satur hialuronidāzi, nenotiek trombu veidošanās. |
|
|
Neiraminidāze |
Atdala sialskābi (neiramīnskābi) no dažādiem glikoproteīniem, glikolipīdiem, polisaharīdiem, palielinot dažādu audu caurlaidību. |
Noteikšana: reakcija pret neiraminidāzes (RINA) un citu antivielu noteikšanai (imūndifūzija, imūnfermentu un radioimūnās metodes). |
1.2.8. tabula. Fermentu klasifikācija pēc bioķīmiskajām īpašībām.
|
Fermenti |
Atklāšana |
||
|
Cukurolītisks |
Cukuru sadalīšanās |
Diferenciālā - diagnostikas vides, piemēram, Giss vide, Olkenitsky vide, Endo vide, Levina vide, Ploskireva vide. |
|
|
Proteolītisks |
Olbaltumvielu sadalīšanās |
Mikrobus inokulē ar injekciju želatīna kolonnā, un pēc 3-5 dienu inkubācijas istabas temperatūrā tiek atzīmēts želatīna sašķidrināšanas raksturs. Proteolītisko aktivitāti nosaka arī olbaltumvielu sadalīšanās produktu veidošanās: indols, sērūdeņradis, amonjaks. Lai tos noteiktu, mikroorganismi tiek inokulēti gaļas-peptona buljonā. |
|
|
Galaprodukta fermenti |
Sārmu veidošanās Skābju veidošanās Sērūdeņraža veidošanās Amonjaka veidošanās utt. |
Lai atšķirtu dažus baktēriju veidus no citiem, pamatojoties uz to fermentatīvo aktivitāti, tos izmanto diferenciāldiagnostikas vides |
Shēma 1.2.8. Fermentu sastāvs.
JEBKURU MIKROORGANISMU ENZĪMISKAIS SASTĀVS:
To nosaka tā genoms
Ir stabila zīme
Plaši izmanto to identificēšanai
Saharolītisko, proteolītisko un citu īpašību noteikšana.
1.3. tabula. Pigmenti
|
Pigmenti |
Mikroorganismu sintēze |
|
|
Taukos šķīstošie karotinoīdu pigmenti sarkanā, oranžā vai dzeltenā krāsā |
Veido sarkīnus, mycobacterium tuberculosis, dažus aktinomicītus. Šie pigmenti pasargā tos no UV stariem. |
|
|
Melni vai brūni pigmenti – melanīni |
Sintezē obligāti anaerobi Bacteroides niger un citi.Nešķīst ūdenī un pat stiprās skābēs |
|
|
Spilgti sarkans pirola pigments - prodigiozīns |
Veidoja daži serāti |
|
|
Ūdenī šķīstošs fenozīna pigments - piocianīns. |
Ražo Pseudomonas aeruginosa baktērijas (Pseudomonas aeruginosa). Šajā gadījumā barotne ar neitrālu vai sārmainu pH kļūst zili zaļa. |
1.4. tabula. Gaismas un aromātu veidojoši mikroorganismi
|
Stāvoklis un īpašības |
||
|
Mirdzums (luminiscence) |
To substrātu luminiscenci izraisa baktērijas, piemēram, zivju zvīņas, augstākās sēnes, trūdoši koki, pārtikas produkti, uz kuru virsmas tās vairojas. Lielākā daļa luminiscējošo baktēriju ir halofīlas sugas, kas var vairoties pie paaugstinātas sāls koncentrācijas. Viņi dzīvo jūrās un okeānos un reti saldūdens tilpnēs. Visas luminiscējošās baktērijas ir aerobas. Luminiscences mehānisms ir saistīts ar enerģijas izdalīšanos substrāta bioloģiskās oksidācijas laikā. |
|
|
Aromāta veidošanās |
Daži mikroorganismi rada gaistošus aromātus, piemēram, etilacetātu un amilacetātu, kas piešķir aromātu vīnam, alum, pienskābei un citiem pārtikas produktiem, un tāpēc tiek izmantoti to ražošanā. |
Tabula 2.1.1. Metabolisms
|
Definīcija |
|||
|
Vielmaiņa |
Bioķīmiskos procesus šūnā vieno viens vārds - vielmaiņa (grieķu metabole - transformācija). Šis termins ir līdzvērtīgs jēdzienam "vielmaiņa un enerģija". Ir divas vielmaiņas puses: anabolisms un katabolisms. |
||
|
Anabolisms ir bioķīmisko reakciju kopums, kas sintezē šūnu komponentus, tas ir, vielmaiņas pusi, ko sauc par konstruktīvo metabolismu. |
Katabolisms ir reakciju kopums, kas nodrošina šūnai nepieciešamo enerģiju, jo īpaši konstruktīvās vielmaiņas reakcijām. Tāpēc katabolismu definē arī kā šūnas enerģijas metabolismu. |
||
|
Amfibolisms |
Tiek saukts starpposma metabolisms, kas pārvērš zemas molekulmasas barības vielu fragmentus vairākās organiskajās skābēs un fosforskābes esteros. |
||
Shēma 2.1.1. Vielmaiņa
VIELMAIŅA -
divu pretēju, bet savstarpēji mijiedarbīgu procesu kopums: katabolisms un anabolisms
Anabolisms= asimilācija = plastiskā vielmaiņa = konstruktīva vielmaiņa
Katabolisms= disimilācija = enerģijas metabolisms = sabrukšana = šūnas nodrošināšana ar enerģiju
(šūnu komponentu) sintēze
Fermentatīvas kataboliskas reakcijas, kuru rezultātā rodas enerģijas atbrīvošana, kas uzkrājies ATP molekulās.
Monomēru biosintēze:
aminoskābes nukleotīdi taukskābju monosaharīdi
Polimēru biosintēze:
olbaltumvielas nukleīnskābes polisaharīdi lipīdi
Enzīmu anaboliskas reakcijas rezultātā katabolisma procesā izdalītā enerģija tiek tērēta organisko savienojumu makromolekulu sintēzei, no kurām pēc tam tiek samontēti biopolimēri - mikrobu šūnas sastāvdaļas.
Enerģija tiek tērēta šūnu komponentu sintēzei
2.1.3. tabula. Šūnu enerģijas metabolisms un transformācija.
|
Vielmaiņa |
Raksturīgs |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Metabolisms nodrošina dinamisku līdzsvaru, kas piemīt dzīvam organismam kā sistēmai, kurā sintēze un iznīcināšana, vairošanās un nāve ir savstarpēji līdzsvarotas. |
Metabolisms ir galvenā dzīvības pazīme |
||
|
Plastmasas apmaiņa Olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu sintēze. |
Šis ir bioloģiskās sintēzes reakciju kopums. |
No vielām, kas nonāk šūnā no ārpuses, veidojas molekulas, līdzīgas šūnu savienojumiem, tas ir, notiek asimilācija. |
|
|
Enerģijas apmaiņa |
Sintēzei pretējs process. Šī ir šķelšanās reakciju kolekcija. |
Augstmolekulāriem savienojumiem sadaloties, izdalās enerģija, kas nepieciešama biosintēzes reakcijai, tas ir, notiek disimilācija. Kad glikoze tiek sadalīta, enerģija tiek atbrīvota pakāpeniski, piedaloties vairākiem fermentiem. |
2.1.2. tabula. Metabolisma atšķirības identificēšanai.
2.2. tabula Anabolisms (konstruktīvs metabolisms)
Shēma 2.2.2. Aminoskābju biosintēze prokariotos.
Shēma 2.2.1. Ogļhidrātu biosintēze mikroorganismos.
2.2.3.attēls. Lipīdu biosintēze
2.2.4. tabula. Enerģijas vielmaiņas stadijas - Katabolisms.
|
Posmi |
Raksturīgs |
Piezīme |
|
|
Sagatavošanas |
Disaharīdu un polisaharīdu molekulas, olbaltumvielas sadalās mazās molekulās - glikoze, glicerīns un taukskābes, aminoskābes. Lielas nukleīnskābju molekulas vienā nukleotīdā. |
Šajā posmā izdalās neliels enerģijas daudzums, kas tiek izkliedēts siltuma veidā. |
|
|
Anoksiska vai nepilnīga vai anaeroba, vai fermentēta vai disimilēta. |
Vielas, kas veidojas šajā posmā, piedaloties enzīmiem, tiek tālāk noārdītas. Piemēram: glikoze sadalās divās pienskābes molekulās un divās ATP molekulās. |
ATP un H 3 PO 4 ir iesaistīti glikozes šķelšanās reakcijās. Glikozes bezskābekļa sadalīšanās laikā 40% enerģijas tiek uzkrāta ATP molekulā ķīmiskās saites veidā, pārējā daļa tiek izkliedēta siltuma veidā. Visos gadījumos, kad tiek sadalīta viena glikozes molekula, veidojas divas ATP molekulas. |
|
|
Aerobās elpošanas vai skābekļa sadalīšanās stadija. |
Kad šūnai ir pieejams skābeklis, iepriekšējā posmā radušās vielas tiek oksidētas (sadalās) līdz galaproduktiem. CO 2 unH 2 O. |
Kopējais aerobās elpošanas vienādojums:
|
Shēma 2.2.4. Fermentācija.
Fermentācijas vielmaiņa - ko raksturo ATP veidošanās substrātu fosforilēšanās rezultātā.
Pirmais (oksidācija) = šķelšanās
Otrais (atveseļošanās)
Ietver glikozes pārvēršanu pirovīnskābe.
Ietver ūdeņraža reģenerāciju pirovīnskābes reģenerācijai.
Pirovīnskābes veidošanās ceļi no ogļhidrātiem
Shēma 2.2.5. Pirovīnskābe.
Glikolītiskais ceļš (Embden-Meyerhof-Parnassus ceļš)
Ienācēja-Dudorova ceļš
Pentozes fosfāta ceļš
2.2.5. tabula. Fermentācija.
|
Fermentācijas veids |
Pārstāvji |
Gala produkts |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Pienskābe |
|
Veido pienskābi no piruvāta |
Dažos gadījumos (homofermenta fermentācija) veidojas tikai pienskābe, citos arī blakusprodukti. |
|
|
Skudrskābe |
Enterobacteriaceae |
Skudrskābe ir viens no galaproduktiem. (kopā ar viņu - pusē) |
Daži enterobaktēriju veidi sadala skudrskābi līdz H 2 un CO 2 / |
|
|
Sviestskābe |
Sviestskābe un blakusprodukti |
Daži klostrīdiju veidi kopā ar sviestskābi un citām skābēm veido butanolu, acetonu utt. (tad to sauc par acetona-butil fermentāciju). |
||
|
Propionskābe |
Propionobaktērija |
No piruvāta veido propionskābi |
Daudzas baktērijas fermentē ogļhidrātus kopā ar citiem pārtikas produktiem, veidojot etilspirtu. Tomēr tas nav galvenais produkts. |
2.3.1. tabula. Olbaltumvielu sintēzes sistēma, jonu apmaiņa.
|
Priekšmeta nosaukums |
Raksturīgs |
|
|
Ribosomu apakšvienības 30S un 50S |
Baktēriju 70S ribosomu gadījumā 50S apakšvienība satur 23S rRNS (~ 3000 nukleotīdu garumā), bet 30S apakšvienība satur 16S rRNS (~ 1500 nukleotīdu garumā); lielā ribosomu apakšvienība papildus "garajai" rRNS satur arī vienu vai divas "īsās" rRNS (baktēriju ribosomu 50S vai 5S apakšvienību 5S rRNS un eikariotu lielo ribosomu apakšvienību 5,8S rRNS). (Sīkāk skatīt 2.3.1. att.) |
|
|
Messenger RNS (mRNS) | ||
|
Pilns divdesmit aminoacil-tRNS komplekts, kuru veidošanai nepieciešamas atbilstošās aminoskābes, aminoacil-tRNS sintetāzes, tRNS un ATP |
Tā ir aminoskābe, kas ir uzlādēta ar enerģiju un ir saistīta ar tRNS, kas ir gatava transportēšanai uz ribosomu un iekļaušanai tajā sintezētajā polipeptīdā. |
|
|
Transporta RNS (tRNS) |
Ribonukleīnskābe, kuras funkcija ir transportēt aminoskābes uz olbaltumvielu sintēzes vietu. |
|
|
Olbaltumvielu iniciācijas faktori |
(prokariotos - IF-1, IF-2, IF-3) Viņi ieguva savu nosaukumu, jo ir iesaistīti 30S un 50S apakšvienību, mRNS un iniciatora aminoacil-tRNS (in) aktīva kompleksa (708 kompleksa) organizēšanā. prokarioti - formilmetionil -tRNS), kas "uzsāk" (uzsāk) ribosomu darbu - mRNS translāciju. |
|
|
Olbaltumvielu pagarinājuma faktori |
(prokariotos - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Piedalīties sintezētās polipeptīdu ķēdes (peptidila) pagarināšanā (pagarināšanā). Olbaltumvielu izdalīšanās faktori (RF) nodrošina kodonam specifisku polipeptīda atdalīšanu no ribosomas un proteīna sintēzes beigas. |
|
|
Priekšmeta nosaukums |
Raksturīgs |
|
|
Olbaltumvielu beigu faktori |
(prokariotiem - RF-1, RF-2, RF-3) |
|
|
Daži citi proteīna faktori (asociācijas, apakšvienību disociācija, atbrīvošanās utt.). |
Sistēmas funkcionēšanai nepieciešamie proteīnu translācijas faktori |
|
|
Guanozīna trifosfāts (GTP) |
Apraidei nepieciešama GTF līdzdalība. Proteīnu sintezējošās sistēmas nepieciešamība pēc GTP ir ļoti specifiska: to nevar aizstāt ar citiem trifosfātiem. Šūna tērē vairāk enerģijas proteīnu biosintēzei nekā jebkura cita biopolimēra sintēzei. Lai izveidotu katru jaunu peptīdu saiti, ir jāsadala četras augstas enerģijas saites (ATP un GTP): divas, lai tRNS molekulu ielādētu ar aminoskābi, un vēl divas pagarināšanas laikā - viena aa-tRNS saistīšanās laikā un citi pārvietošanas laikā. |
|
|
Neorganiskie katjoni noteiktā koncentrācijā. |
Lai uzturētu sistēmas pH fizioloģiskās robežās. Amonija jonus izmanto dažas baktērijas, lai sintezētu aminoskābes, kālija jonus izmanto, lai saistītu tRNS ar ribosomām. Dzelzs un magnija joni spēlē kofaktora lomu vairākos fermentatīvos procesos |
2.3.1.attēls. Prokariotu un eikariotu ribosomu struktūru shematisks attēlojums.
2.3.2. tabula. Jonu apmaiņas iezīmes baktērijās.
|
Savdabība |
Raksturo: |
||
|
Augsts osmotiskais spiediens |
Sakarā ar ievērojamo intracelulāro kālija jonu koncentrāciju baktērijās, tiek uzturēts augsts osmotiskais spiediens. |
||
|
Dzelzs uzņemšana |
Vairākām patogēnām un oportūnistiskām baktērijām (Escherichia, Shigella u.c.) dzelzs patēriņš saimniekorganismā ir apgrūtināts, jo tā nešķīst pie neitrālas un viegli sārmainas pH vērtības. |
Siderofori -īpašas vielas, kas, saistot dzelzi, padara to šķīstošu un transportējamu. |
|
|
Asimilācija |
Baktērijas aktīvi asimilē SO2 / un PO34 + anjonus no vides, lai sintezētu savienojumus, kas satur šos elementus (sēru saturošas aminoskābes, fosfolipīdi utt.). |
||
|
Baktēriju augšanai un vairošanai nepieciešami minerālie savienojumi - joni NH4 +, K +, Mg2 + u.c. (sīkāk skatīt 2.3.1. tabulu). |
|||
2.3.3. tabula. Jonu apmaiņa
|
Minerālu savienojumu nosaukums |
Funkcija |
|
|
NH4 + (amonija joni) |
Dažas baktērijas izmanto aminoskābju sintezēšanai |
|
|
K + (kālija joni) |
Izmanto, lai saistītu t-RNS ar ribosomām Uzturēt augstu osmotisko spiedienu |
|
|
Fe 2+ (dzelzs joni) |
Spēlējiet kofaktoru lomu vairākos fermentatīvos procesos Ir daļa no citohromiem un citiem hemoproteīniem |
|
|
Mg 2+ (magnija joni) |
||
|
SO 4 2 - (sulfāta anjons) |
Nepieciešams šos elementus saturošu savienojumu sintēzei (sēru saturošas aminoskābes, fosfolipīdi utt.) |
|
|
PO 4 3- (fosfāta anjons) |
Shēma 2.4.1. Enerģijas vielmaiņa.
Sintēzei baktērijām nepieciešams...
Uzturvielas
2.4.1. tabula. Enerģijas vielmaiņa (bioloģiskā oksidēšanās).
|
Process |
Nepieciešams: |
|
|
Mikrobu šūnu strukturālo komponentu sintēze un dzīvības procesu uzturēšana |
Atbilstošs enerģijas daudzums. Šo vajadzību apmierina bioloģiskā oksidēšanās, kuras rezultātā tiek sintezētas ATP molekulas. |
|
|
Enerģija (ATP) |
Dzelzs baktērijas saņem enerģiju, kas izdalās to tiešās dzelzs oksidācijas laikā (Fe2+ līdz Fe3+), ko izmanto CO2 fiksēšanai, sēru metabolizējošās baktērijas nodrošina sevi ar enerģiju sēru saturošu savienojumu oksidēšanās rezultātā. Tomēr lielākā daļa prokariotu iegūst enerģiju, dehidrogenējot. Enerģija tiek saņemta arī elpošanas laikā (skatīt detalizētu tabulu attiecīgajā sadaļā). |
Shēma 2.4. Bioloģiskā oksidācija prokariotos.
Polimēru sadalīšanās monomēros
Ogļhidrāti
glicerīns un taukskābes
aminoskābes
monosaharīdi
Sadalīšanās bezskābekļa apstākļos
Starpproduktu veidošanās
Oksidēšana skābekļa apstākļos līdz galaproduktiem
2.4.2. tabula. Enerģijas vielmaiņa.
|
Koncepcija |
Raksturīgs |
|
|
Enerģijas vielmaiņas būtība |
Šūnu nodrošināšana ar dzīvības izpausmei nepieciešamo enerģiju. |
|
|
ATP molekula tiek sintezēta elektrona pārnešanas rezultātā no primārā donora uz galīgo akceptoru. |
||
|
Elpošana ir bioloģiskā oksidēšanās (sadalīšanās). Atkarībā no tā, kas ir galīgais elektronu akceptors, ir elpa: Aerobs – aerobās elpošanas laikā molekulārais skābeklis O 2 kalpo kā galīgais elektronu akceptors. Anaerobie - neorganiskie savienojumi kalpo kā galīgais elektronu akceptors: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2- |
||
|
Mobilizē enerģiju |
Enerģija tiek mobilizēta oksidācijas un reducēšanas reakcijās. |
|
|
Oksidācijas reakcija |
Vielas spēja nodot elektronus (oksidēt) |
|
|
Atveseļošanās reakcija |
Vielas spēja piesaistīt elektronus. |
|
|
Redox potenciāls |
Vielas spēja ziedot (oksidēt) vai saņemt (atgūt) elektronus. (kvantitatīvā izteiksme) |
Shēma 2.5. Sintēze.
ogļhidrāti
2.5.1. tabula. Sintēze
2.5.1. tabula. Sintēze
|
Biosintēze |
No kā |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Ogļhidrātu biosintēze |
Autotrofi sintezē glikozi no CO 2. Heterotrofi sintezē glikozi no oglekli saturošiem savienojumiem. |
Kalvina cikls (sk. 2.2.1. diagrammu) |
|
|
Aminoskābju biosintēze |
Lielākā daļa prokariotu spēj sintezēt visas aminoskābes no: Piruvāts α-ketoglutarāts fumorāts |
Enerģijas avots ir ATP. Piruvāts veidojas glikolītiskā ciklā. Auksotrofie mikroorganismi – patērē jau gatavus saimnieka organismā. |
|
|
Lipīdu biosintēze |
Lipīdi tiek sintezēti no vienkāršākiem savienojumiem - olbaltumvielu un ogļhidrātu vielmaiņas produktiem |
Acetila pārneses proteīniem ir svarīga loma. Auksotrofie mikroorganismi - patērē gatavu saimniekorganisma organismā vai no uzturvielu barotnēm. |
2.5.2. tabula. Olbaltumvielu biosintēzes galvenie posmi.
|
Posmi |
Raksturīgs |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Transkripcija |
RNS sintēzes process uz gēniem. Šis ir informācijas pārrakstīšanas process no DNS – gēna uz mRNS – gēnu. |
To veic, izmantojot no DNS atkarīgo RNS polimerāzi. Informācijas par proteīna struktūru pārnešana uz ribosomām notiek ar mRNS palīdzību. |
|
|
Apraide (pārraide) |
Pašu olbaltumvielu biosintēzes process. Ģenētiskā koda dekodēšanas process mRNS un tā ieviešana polipeptīdu ķēdes veidā. |
Tā kā katrs kodons satur trīs nukleotīdus, vienu un to pašu ģenētisko tekstu var lasīt trīs dažādos veidos (sākot no pirmā, otrā un trešā nukleotīda), tas ir, trīs dažādos lasīšanas rāmjos. |
Piezīme tabulai: Katra proteīna primārā struktūra ir tajā esošo aminoskābju secība.
Shēma 2.5.2. Elektronu pārneses ķēdes no primārā ūdeņraža donora (elektroniem) līdz tā galīgajam akceptoram O 2.
Organiskās vielas
(primārais elektronu donors)
Flavoproteīns (- 0,20)
Hinons (- 0, 07)
Citohroms (+0,01)
Citohroms C (+0,22)
Citohroms A (+0,34)
galīgais akceptētājs
3.1. tabula. Organismu klasifikācija pēc pārtikas veidiem.
|
Organogēns elements |
Ēdienu veidi |
Raksturīgs |
|
|
Ogleklis (C) |
Autotrofi |
Viņi paši sintezē visas šūnas oglekli saturošās sastāvdaļas no CO 2. |
|
|
Heterotrofi |
Viņi nevar apmierināt savas vajadzības ar CO 2, izmanto gatavus organiskos savienojumus. |
||
|
Saprofīti |
Pārtikas avots ir miruši organiskie substrāti. |
||
|
Barības avots ir dzīvie dzīvnieku un augu audi. |
|||
|
Prototrofi |
Apmierināt viņu vajadzības ar atmosfēras un minerālo slāpekli |
||
|
Auksotrofi |
Nepieciešami gatavie organiskie slāpekļa savienojumi. |
||
|
Ūdeņradis (H) |
Galvenais avots ir H2O |
||
|
Skābeklis (O) |
|||
3.1.2. tabula. Enerģijas transformācija
3.1.3. tabula. Oglekļa barošanas metodes
|
Enerģijas avots |
Elektronu donors |
Oglekļa barošanas metode |
|
|
Saules gaismas enerģija |
Neorganiskie savienojumi |
Fotolitoheterotrofi |
|
|
Organiskie savienojumi |
Fotoorganoheterotrofi |
||
|
Redoksreakcijas |
Neorganiskie savienojumi |
Ķīmolitoheterotrofi |
|
|
Organiskie savienojumi |
Ķīmijorganoheterotrofi |
3.2. tabula. Spēka mehānismi:
|
Mehānisms |
Nosacījumi |
Koncentrācijas gradients |
Enerģijas patēriņš |
Substrāta specifika |
|
|
Pasīvā difūzija |
Barības vielu koncentrācija barotnē pārsniedz koncentrāciju šūnā. |
Pēc koncentrācijas gradienta | |||
|
Atvieglota difūzija |
Ir iesaistīti permeāzes proteīni. |
Pēc koncentrācijas gradienta | |||
|
Aktīvs transports |
Ir iesaistīti permeāzes proteīni. | ||||
|
Ķīmisko grupu pārvietošana |
Pārneses procesā notiek barības vielu ķīmiskā modifikācija. |
Pret koncentrācijas gradientu |
3.3. tabula. Barības vielu transportēšana no baktēriju šūnas.
|
Vārds |
Raksturīgs |
|
|
Fosfotransferāzes reakcija |
Rodas pārnestās molekulas fosforilēšanās laikā. |
|
|
Translācijas sekrēcija |
Šajā gadījumā sintezētajām molekulām ir jābūt ar īpašu vadošo aminoskābju secību, lai tās pievienotos membrānai un veidotu kanālu, pa kuru olbaltumvielu molekulas varētu izkļūt vidē. Tādējādi no atbilstošo baktēriju šūnām izdalās stingumkrampju, difterijas un citu molekulu toksīni. |
|
|
Membrānas veidošanās |
Šūnā izveidotās molekulas ieskauj membrānas pūslītis, kas ir savītas vidē. |
4. tabula. Izaugsme.
|
Koncepcija |
Jēdziena definīcija. |
|
|
Neatgriezenisks dzīvās vielas daudzuma pieaugums, kas visbiežāk ir saistīts ar šūnu dalīšanos. Ja daudzšūnu organismos parasti novēro ķermeņa izmēru palielināšanos, tad daudzšūnu organismos šūnu skaits palielinās. Bet pat baktērijās ir jānošķir šūnu skaita palielināšanās un šūnu masas palielināšanās. |
||
|
Faktori, kas ietekmē baktēriju augšanu in vitro. |
Kultūras mediji: Mycobacterium leprae nav spējīga in vitro Temperatūra (paaugstināšanās diapazonā): Mezofīlās baktērijas (20-40 o C) Termofīlās baktērijas (50-60 o C) Psihrofils (0-10 o C) |
|
|
Baktēriju augšanas novērtējums |
Augšanas kvantitatīvo noteikšanu parasti veic šķidrā barotnē, kur augošās baktērijas veido viendabīgu suspensiju. Šūnu skaita pieaugumu konstatē, nosakot baktēriju koncentrāciju 1 ml, vai arī šūnu masas pieaugumu nosaka svara vienībās uz tilpuma vienību. |
Izaugsmes faktori
Aminoskābes
Vitamīni
Slāpekļa bāzes
4.1. tabula. Izaugsmes faktori
|
Izaugsmes faktori |
Raksturīgs |
Funkcija |
||
|
Aminoskābes |
|
Daudziem mikroorganismiem, īpaši baktērijām, ir nepieciešama viena vai vairākas aminoskābes (viena vai vairākas), jo tās nevar sintezēt tās pašas. Šāda veida mikroorganismus sauc par auksotrofiem attiecībā uz tām aminoskābēm vai citiem savienojumiem, kurus tie nespēj sintezēt. |
||
|
Purīna bāzes un to atvasinājumi |
Nukleotīdi: |
Tie ir baktēriju augšanas faktori. Dažiem mikoplazmu veidiem ir nepieciešami nukleotīdi. Nepieciešams nukleīnskābju veidošanai. |
||
|
Pirimidīna bāzes un to atvasinājumi |
Nukleotīdi |
|||
|
Izaugsmes faktori |
Raksturīgs |
Funkcija |
||
|
Neitrālie lipīdi |
Daļa no membrānas lipīdiem |
|||
|
Fosfolipīdi |
||||
|
Taukskābju |
Ir fosfolipīdu sastāvdaļas |
|||
|
Glikolipīdi |
Mikoplazmās tie ir daļa no citoplazmas membrānas |
|||
|
Vitamīni (galvenokārt B grupa) |
Tiamīns (B1) |
Staphylococcus aureus, pneimokoks, brucella |
||
|
Nikotīnskābe (B3) |
Visu veidu stieņveida baktērijas |
|||
|
Folijskābe (B9) |
Bifidobaktērijas un propionskābe |
|||
|
Pantotēnskābe (B5) |
Daži streptokoku veidi, stingumkrampju baciļi |
|||
|
Biotīns (B7) |
Raugs un slāpekli fiksējošās baktērijas Rhizobium |
|||
|
Hemes - citohromu sastāvdaļas |
Hemofīlās baktērijas, mycobacterium tuberculosis |
|||
5. tabula. Elpošana.
|
Vārds |
Raksturīgs |
|
|
Bioloģiskā oksidēšanās (enzīmu reakcijas) |
||
|
Bāze |
Elpošana balstās uz redoksreakcijām, kuru rezultātā veidojas ATP, universāls ķīmiskās enerģijas akumulators. |
|
|
Procesi |
Elpojot, notiek šādi procesi: Oksidācija ir ūdeņraža vai elektronu izdalīšanās no donoru puses. Redukcija ir ūdeņraža vai elektronu piesaiste akceptoram. |
|
|
Aerobā elpošana |
Galīgais ūdeņraža vai elektronu akceptors ir molekulārais skābeklis. |
|
|
Anaerobā elpošana |
Ūdeņraža vai elektronu akceptors ir neorganisks savienojums - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-. |
|
|
Fermentācija |
Organiskie savienojumi ir ūdeņraža vai elektronu akceptori. |
5.1. tabula. Elpošanas klasifikācija.
|
Baktērijas |
Raksturīgs |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Stingri anaerobi |
Enerģijas apmaiņa notiek bez brīvā skābekļa līdzdalības. ATP sintēze glikozes patēriņa laikā anaerobos apstākļos (glikolīze) notiek substrāta fosforilēšanās dēļ. Skābeklis anaerobiem nekalpo kā galīgais elektronu akceptors. Turklāt molekulārajam skābeklim ir toksiska ietekme uz tiem. |
stingriem anaerobiem trūkst enzīma katalāzes, tāpēc, uzkrājoties skābekļa klātbūtnē, tiem ir baktericīda iedarbība; stingriem anaerobiem trūkst redokspotenciāla (redokspotenciāla) regulēšanas sistēmas. |
|
|
Stingri aerobi |
Viņi spēj saņemt enerģiju tikai elpojot, un tāpēc viņiem obligāti ir nepieciešams molekulārais skābeklis. Organismi, kas saņem enerģiju un veido ATP, izmantojot tikai substrāta oksidatīvo fosforilāciju, kur tikai molekulārais skābeklis var darboties kā oksidants. Vairums aerobo baktēriju vairošanās apstājas pie skābekļa koncentrācijas 40-50% un vairāk. |
Pie stingriem aerobiem pieder, piemēram, Pseudomonas ģints pārstāvji |
|
|
Baktērijas |
Raksturīgs |
Piezīmes (rediģēt) |
|
|
Fakultatīvie anaerobi |
Aug molekulārā skābekļa klātbūtnē un bez tā Aerobie organismi visbiežāk satur trīs citohromus, fakultatīvie anaerobi - vienu vai divus, obligātie anaerobi nesatur citohromus. |
Fakultatīvie anaerobi ietver enterobaktērijas un daudzus raugus, kas var pārslēgties no elpošanas 0 2 klātbūtnē uz fermentāciju, ja nav 0 2. |
|
|
Mikroaerofili |
Mikroorganisms, kura augšanai atšķirībā no stingriem anaerobiem nepieciešama skābekļa klātbūtne atmosfērā vai barotnē, bet samazinātā koncentrācijā, salīdzinot ar skābekļa saturu parastā gaisā vai normālos saimnieka ķermeņa audos (atšķirībā no aerobiem). , kam nepieciešams normāls skābekļa saturs atmosfērā vai barības vielu vidē). Daudzi mikroaerofili ir arī kapnofili, tas ir, tiem nepieciešama paaugstināta oglekļa dioksīda koncentrācija. |
Laboratorijā šādus organismus viegli kultivē "sveču burkā". "Sveču burka" ir trauks, kurā tiek ievietota degoša svece, pirms tā tiek noslēgta ar hermētisku vāku. Sveces liesma degs līdz nodzisīs no skābekļa trūkuma, kā rezultātā kannā veidojas ar oglekļa dioksīdu piesātināta atmosfēra ar samazinātu skābekļa saturu. |
6. tabula. Reprodukcijas raksturojums.
Shēma 6. Radīšanas ilguma atkarība no dažādiem faktoriem.
Paaudzes ilgums
Baktēriju veids
Populācija
Temperatūra
Barības barotnes sastāvs
6.1. tabula. Baktēriju reprodukcijas fāzes.
|
Fāze |
Raksturīgs |
|
|
Sākotnējā stacionārā fāze |
Ilgst 1-2 stundas. Šajā fāzē baktēriju šūnu skaits nepalielinās. |
|
|
Kavēšanās fāze (reprodukcijas kavēšanās fāze) |
To raksturo intensīvas šūnu augšanas sākums, bet šūnu dalīšanās ātrums joprojām ir zems. |
|
|
Žurnāla fāze (logaritmiska) |
Atšķiras ar maksimālo šūnu reprodukcijas ātrumu un baktēriju populācijas skaita pieaugumu eksponenciāli |
|
|
Negatīvā paātrinājuma fāze |
To raksturo zemāka baktēriju šūnu aktivitāte un ģenerācijas perioda pagarināšanās. Tas notiek barības vielu barotnes izsīkuma, vielmaiņas produktu uzkrāšanās un skābekļa deficīta rezultātā. |
|
|
Stacionārā fāze |
To raksturo līdzsvars starp mirušo, jaunizveidoto un neaktīvo šūnu skaitu. |
|
|
Nolemtības fāze |
Tas notiek nemainīgā ātrumā un tiek aizstāts ar UP-USH fāzēm, kas samazina šūnu nāves ātrumu. |
Shēma 7. Prasības barotnēm.
Prasības
Viskozitāte
Mitrums
Sterilitāte
Uzturvērtība 
Pārredzamība
Izotoniskums
7. tabula. Baktēriju vairošanās uz barības vielu barotnēm.
|
Barības vide |
Raksturīgs |
||
|
Blīvs uzturvielu barotnes |
Uz blīvām barotnēm baktērijas veido kolonijas - šūnu kopas. |
||
|
S- tips(gluda - gluda un spīdīga) Apaļš, ar vienmērīgu malu, gluds, izliekts. |
R- tips(rupjš - raupjš, nelīdzens) Neregulāras formas ar robainām malām, raupja, iespiedusies. |
||
|
Šķidrās barotnes |
Grunts augšana (nogulumi) Virsmas augšana (plēve) Izkliedēta augšana (viendabīga dūmaka) |
||
7.1. tabula. Barotnes klasifikācija.
|
Klasifikācija |
Veidi |
Piemēri |
|
|
Pēc sastāva |
MPA - gaļas peptona agars BCH - gaļas-peptona buljons PV - peptona ūdens |
||
|
Asins agars YSA - dzeltenuma sāls agars Giss trešdiena |
|||
|
Pēc pieraksta |
Galvenais | ||
|
Izvēles |
Sārmains agars Sārmains peptona ūdens |
||
|
Diferenciāldiagnostika |
|
||
|
Īpašs |
Vilsons-Blērs Kitta-Tarozzi Tioglikola buljons Piens pēc Tukajeva teiktā |
||
|
Pēc konsekvences |
Asins agars Sārmains agars |
||
|
Pusšķidrs |
Pusšķidrs agars |
||
|
Pēc izcelsmes |
Dabiski | ||
|
Daļēji sintētisks | |||
|
Sintētisks |
|
7.2. tabula. Tīras šūnu kultūras izolēšanas principi.
|
Mehāniskais princips |
Bioloģiskais princips |
|
1. L. Pastēra frakcionēti atšķaidījumi 2. Plākšņu atšķaidījumi R. Koch 3. Virszemes kultūras Drigalsky 4. Virsmas sitieni |
Apsveriet: a - elpošanas veids (Fortnera metode); b - mobilitāte (Šukeviča metode); c - skābes izturība; d - sporulācija; d - temperatūras optimālais; e - laboratorijas dzīvnieku selektīva jutība pret baktērijām |
7.2.1. tabula. Tīras šūnu kultūras izolācijas posmi.
|
Skatuves |
Raksturīgs |
|
|
1. posma pētījums |
Izņemiet patoloģisko materiālu. Viņi to pēta - izskatu, tekstūru, krāsu, smaržu un citas pazīmes, sagatavo uztriepi, krāso un pēta to mikroskopā. |
|
|
2. posma izpēte |
Uz blīvas barotnes virsmas mikroorganismi veido nepārtrauktas, blīvas augšanas vai izolētas kolonijas. Kolonija- Tās ir ar neapbruņotu aci redzamas baktēriju uzkrāšanās uz barības barotnes virsmas vai biezumā. Parasti katra kolonija veidojas no vienas mikrobu šūnas pēcnācējiem (kloniem), tāpēc to sastāvs ir diezgan viendabīgs. Baktēriju augšanas pazīmes uz barības vielu barotnēm ir to kultūras īpašību izpausme. |
|
|
3. posma izpēte |
Tiek pētīta mikroorganismu tīrkultūras augšanas būtība un veikta tās identificēšana. |
7.3. tabula. Baktēriju identificēšana.
|
Vārds |
Raksturīgs |
|
|
Bioķīmiskā identifikācija |
Patogēna veida noteikšana pēc tā bioķīmiskajām īpašībām |
|
|
Seroloģiskā identifikācija |
Lai noteiktu baktēriju sugu, bieži tiek pētīta to antigēnā struktūra, tas ir, identificēšana tiek veikta pēc antigēnām īpašībām |
|
|
Identifikācija pēc bioloģiskajām īpašībām |
Dažreiz baktērijas tiek identificētas, inficējot laboratorijas dzīvniekus ar tīrkultūru un novērojot patogēnu izraisītās izmaiņas organismā. |
|
|
Kultūras identifikācija |
Patogēnu veida noteikšana pēc to kultūras īpašībām |
|
|
Morfoloģiskā identifikācija |
Baktēriju veida noteikšana pēc to morfoloģiskajām īpašībām |
Kurš no procesiem nav saistīts ar baktēriju fizioloģiju?
Pavairošana
Kādas vielas veido 40 - 80% no baktēriju šūnas sausās masas?
Ogļhidrāti
Nukleīnskābes
Kādas enzīmu klases sintezē mikroorganismi?
Skābekļa reduktāze
Visas klases
Transferāzes
Fermenti, kuru koncentrācija šūnā strauji palielinās, reaģējot uz induktora substrāta parādīšanos barotnē?
Nosakāms
Konstitucionāls
Represīvs
Multi-enzīmu kompleksi
Patogenitātes enzīms, ko izdala Staphylococcus aureus?
Neiraminidāze
Hialuronidāze
Lecitināze
Fibrinolizīns
Vai proteolītiskie enzīmi veic kādu funkciju?
Olbaltumvielu sadalīšanās
Tauku sadalīšana
Ogļhidrātu sadalīšana
Sārmu veidošanās
Enterobacteriaceae fermentācija?
Pienskābe
Skudrskābe
Propionskābe
Sviestskābe
Kādi minerālu savienojumi tiek izmantoti, lai saistītu t-RNS ar ribosomām?
Bioloģiskā oksidēšana ir ...?
Pavairošana
Šūnu nāve
Kādas vielas pašas sintezē visas šūnas oglekli saturošās sastāvdaļas no CO 2.
Prototrofi
Heterotrofi
Autotrofi
Saprofīti
Kultūras mediji atšķiras:
Pēc sastāva
Pēc konsekvences
Pēc pieraksta
Viss iepriekš minētais
Vairošanās fāze, kurai raksturīgs līdzsvars starp mirušo, jaunizveidoto un neaktīvo šūnu skaitu?
Negatīvā paātrinājuma fāze
Stacionārā fāze
Paaudzes ilgums ir atkarīgs no?
Vecums
Populācijas
Viss iepriekš minētais
Lai noteiktu baktēriju sugu, bieži tiek pētīta to antigēna struktūra, tas ir, tiek veikta identificēšana, kura?
Bioloģiskā
Morfoloģiskā
Seroloģiski
Bioķīmiskais
Drigalska virszemes sēšanas metode tiek apzīmēta kā ...?
Tīrkultūras izolācijas mehāniskie principi
Tīrkultūras izolācijas bioloģiskie principi
Bibliogrāfija
1. Borisovs LB Medicīniskā mikrobioloģija, virusoloģija, imunoloģija: medus mācību grāmata. universitātes. - M .: LLC "Medicīnas informācijas aģentūra", 2005.
2. Pozdejevs OK Medicīniskā mikrobioloģija: medus mācību grāmata. universitātes. - M .: GEOTAR-MED, 2005.
3. Korotyaev AI, Babichev SA Medicīnas mikrobioloģija, imunoloģija un virusoloģija / mācību grāmata medus. universitātes. - SPb .: SpetsLit, 2000.
4. Vorobjevs A.A., Bikovs A.S., Paškovs E.P., Rybakova A.M. Mikrobioloģija: mācību grāmata. - M .: Medicīna, 2003.
5. Medicīniskā mikrobioloģija, virusoloģija un imunoloģija: mācību grāmata / red. V.V.Zvereva, M.N.Boičenko. - M .: GEOTar-Media, 2014.
6. Praktiskās apmācības rokasgrāmata medicīnas mikrobioloģijā, virusoloģijā un imunoloģijā / red. V. V. Teza. - M .: Medicīna, 2002.
Ievads 6
Baktēriju sastāvs no to fizioloģijas viedokļa. 7
Metabolisms 14
Uzturs (barības vielu transportēšana) 25
Elpa 31
Audzēšana 34
Mikrobu kopienas 37
PIELIKUMI 49
Atsauces 105
Mikroorganismu antigēnā struktūra ir ļoti daudzveidīga. Mikroorganismos izšķir vispārīgos jeb grupu un specifiskos jeb tipiskos antigēnus.
Grupas antigēni ir kopīgi divu vai vairāku veidu mikrobiem, kas pieder pie vienas ģints un dažreiz pieder pie dažādām ģintīm. Tādējādi dažos Salmonella ģints veidos ir sastopami kopīgie grupu antigēni; vēdertīfa izraisītājiem ir kopīgi grupas antigēni ar paratīfa A un paratīfa B izraisītājiem (0-1,12).
Specifiski antigēni ir sastopami tikai noteiktā mikrobu tipā vai pat tikai noteiktā tipā (variantā) vai apakštipā sugas ietvaros. Specifisku antigēnu noteikšana ļauj diferencēt mikrobus ģints, sugas, pasugas un pat veida (apakštipa) ietvaros. Tātad Salmonella ģints ietvaros vairāk nekā 2000 Salmonella veidu tiek diferencēti ar antigēnu kombināciju, bet Shigella Flexner pasugā - 5 serotipi (serovarianti).
Pēc antigēnu lokalizācijas mikrobu šūnā izšķir somatiskos antigēnus, kas saistīti ar mikrobu šūnas ķermeni, kapsulāros antigēnus - virsmas vai apvalka antigēnus un flagellas antigēnus, kas atrodas flagellas.
Somatiskie, O-antigēni(no vācu ohne Hauch - bez elpošanas), ir saistīti ar mikrobu šūnas ķermeni. Gramnegatīvās baktērijās O-antigēns ir sarežģīts lipīdu-polisaharīdu-olbaltumvielu komplekss. Tas ir ļoti toksisks un ir šo baktēriju endotoksīns. Koku infekciju izraisītājos, holēras vibriosos, brucelozes, tuberkulozes un dažu anaerobu izraisītājos no mikrobu šūnu organisma tiek izolēti polisaharīdu antigēni, kas nosaka baktēriju tipisko specifiku. Kā antigēni tie var būt aktīvi tīrā veidā un kombinācijā ar lipīdiem.
Flagellate, H antigēni(no vācu val. Hauch - elpošana), ir proteīna raksturs un atrodas kustīgu mikrobu flagellas. Flagellate antigēnus ātri iznīcina karstums un fenols. Tie labi saglabājas formalīna klātbūtnē. Šo īpašību izmanto mirušo krusttēvu ražošanā, kuriem diagnosticēta aglutinācijas reakcija, kad nepieciešams saglabāt flagellas.
Kapsula, K - antigēni, - atrodas uz mikrobu šūnas virsmas un tiek sauktas arī par virsmu vai apvalku. Sīkāk tie pētīti zarnu dzimtas mikrobios, kuros izšķir Vi-, M-, B-, L- un A-antigēnus. No tiem liela nozīme ir Vi antigēnam. Pirmo reizi tas tika atklāts vēdertīfa baktēriju celmos ar augstu virulenci, un to sauca par virulences antigēnu. Imunizējot cilvēku ar O- un Vi-antigēnu kompleksu, tiek novērota augsta aizsardzības pakāpe pret vēdertīfu. Vi-antigēns tiek iznīcināts 60 ° C temperatūrā un ir mazāk toksisks nekā O-antigēns. Tas ir atrodams arī citos zarnu mikrobios, piemēram, E. coli.
Aizsargājošs(no lat. protektio - patronāža, aizsardzība), jeb aizsargājošs, antigēnu veido Sibīrijas mēra mikrobi dzīvnieku organismā un atrodams dažādos eksudātos ar Sibīrijas mēra slimību. Aizsargājošais antigēns ir daļa no Sibīrijas mēra mikrobu izdalītā eksotoksīna un spēj izraisīt imunitātes veidošanos. Reaģējot uz šī antigēna ievadīšanu, veidojas komplementu saistošas antivielas. Aizsargājošu antigēnu var iegūt, audzējot Sibīrijas mēra mikrobu uz sarežģītas sintētiskas barotnes. No aizsargājošā antigēna ir sagatavota ļoti efektīva ķīmiska vakcīna pret Sibīrijas mēri. Aizsargājoši aizsargājoši antigēni tika konstatēti arī mēra, brucelozes, tularēmijas, garā klepus izraisītājos.
Pilnīgi antigēni izraisīt antivielu sintēzi vai limfocītu sensibilizāciju organismā un reaģēt ar tiem gan in vivo, gan in vitro. Augstas kvalitātes antigēniem ir raksturīga stingra specifika, tas ir, tie liek ķermenim ražot tikai specifiskas antivielas, kas reaģē tikai ar šo antigēnu. Šie antigēni ietver dzīvnieku, augu un baktēriju izcelsmes olbaltumvielas.
Bojāti antigēni (haptens) ir kompleksie ogļhidrāti, lipīdi un citas vielas, kas nespēj izraisīt antivielu veidošanos, bet kas ar tām nonāk specifiskā reakcijā. Haptēni iegūst pilnvērtīgu antigēnu īpašības tikai tad, ja tos ievada organismā kombinācijā ar proteīnu.
Tipiski haptēnu pārstāvji ir lipīdi, polisaharīdi, nukleīnskābes, kā arī vienkāršas vielas: krāsas, amīni, jods, broms u.c.
Vakcinācija kā infekcijas slimību profilakses metode. Vakcinācijas attīstības vēsture. Vakcīnas. Prasības vakcīnām. Faktori, kas nosaka iespēju izveidot vakcīnas.
Vakcīnas ir bioloģiski aktīvas zāles, kas novērš infekcijas slimību attīstību un citas imūnpatoloģijas izpausmes. Vakcīnu lietošanas princips ir veicināt imunitātes veidošanos un līdz ar to arī rezistenci pret slimības attīstību. Vakcinācija attiecas uz pasākumiem, kuru mērķis ir iedzīvotāju mākslīga imunizācija, ieviešot vakcīnas, lai palielinātu izturību pret slimību. Vakcinācijas mērķis ir izveidot imunoloģisko atmiņu pret konkrētu patogēnu.
Atšķiriet pasīvo un aktīvo imunizāciju. No citiem organismiem iegūto imūnglobulīnu ievadīšana ir pasīvā imunizācija. To lieto gan ārstniecības, gan profilakses nolūkos. Vakcīnu ievadīšana ir aktīva imunizācija. Galvenā atšķirība starp aktīvo un pasīvo imunizāciju ir imunoloģiskās atmiņas veidošanās.
Imunoloģiskā atmiņa nodrošina ātrāku un efektīvāku svešķermeņu izvadīšanu, kad tie atkal parādās organismā. T un B atmiņas šūnas ir imunoloģiskās atmiņas pamatā.
Pirmā vakcīna ieguva savu nosaukumu no vārda vakcinācija(govju bakas) ir liellopu vīrusu slimība. Angļu ārsts Edvards Dženers 1796. gadā zēnam Džeimsam Fipsam pirmo reizi lietoja baku vakcīnu, kas iegūta no vezikulām uz pacienta ar vakcināciju rokas. Tikai gandrīz 100 gadus vēlāk (1876-1881) Luiss Pastērs formulēja galveno vakcinācijas principu. - novājinātu mikroorganismu preparātu izmantošana imunitātes veidošanai pret virulentiem celmiem.
Daļu dzīvu vakcīnu radījuši padomju zinātnieki, piemēram, P.F.Zdrodovskis 1957.-59.gadā radīja vakcīnu pret tīfu. Gripas vakcīnu radīja zinātnieku grupa: A. A. Smorodincevs, V. D. Solovjevs, V. M. Ždanovs 1960. gadā. P. A. Veršilova 1947.-51. gadā radīja dzīvu brucelozes vakcīnu.
Vakcīnai jāatbilst šādām prasībām:
● aktivizēt šūnas, kas iesaistītas antigēna apstrādē un prezentācijā;
● satur T un T šūnu epitopus, nodrošinot šūnu un humorālu reakciju;
● viegli apstrādājams ar sekojošu efektīvu histokompatibilitātes antigēnu prezentāciju;
● izraisīt efektoru T-šūnu, antivielas producējošo šūnu un atbilstošo atmiņas šūnu veidošanos;
● ilgstoši novērst slimības attīstību;
● būt nekaitīgam, tas ir, neizraisīt nopietnas slimības un blakusparādības.
Vakcinācijas efektivitāte faktiski ir to vakcinēto procentuālā daļa, kuri reaģējuši uz vakcināciju, veidojot specifisku imunitāti. Tādējādi, ja noteiktas vakcīnas efektivitāte ir 95%, tas nozīmē, ka no 100 vakcinētajiem 95 ir droši aizsargāti, bet 5 joprojām ir pakļauti saslimšanas riskam. Vakcinācijas efektivitāti nosaka trīs faktoru grupas. Faktori, kas atkarīgi no vakcīnas preparāta: pašas vakcīnas īpašības, kas nosaka tās imunogenitāti (dzīva, inaktivēta, korpuskulāra, apakšvienība, imunogēna un adjuvantu daudzums utt.); vakcīnas preparāta kvalitāte, t.i., imunogenitāte nezaudē vakcīnas derīguma termiņa beigām vai tāpēc, ka tā nav pareizi uzglabāta vai transportēta. Faktori, kas atkarīgi no vakcinētā: ģenētiskie faktori, kas nosaka specifiskas imunitātes veidošanās fundamentālo iespēju (vai neiespējamību); vecums, jo imūnreakciju cieši nosaka imūnsistēmas brieduma pakāpe; veselības stāvoklis "kopumā" (augšana, attīstība un malformācijas, uzturs, akūtas vai hroniskas slimības utt.); imūnsistēmas fona stāvoklis galvenokārt ir iedzimta vai iegūta imūndeficīta klātbūtne.
Federālā izglītības aģentūra
Bijskas Tehnoloģiskais institūts (filiāle)
valsts izglītības iestāde
kursos "Vispārīgā bioloģija un mikrobioloģija", "Mikrobioloģija" 240901 specialitāšu "Biotehnoloģija" studentiem,
260204 "Raudzēšanas ražošanas un vīna darīšanas tehnoloģija"
visas izglītības formas
UDK 579,118: 579,22
Kamenskaya, mikroorganismi: vadlīnijas laboratorijas darbam kursos "Vispārējā bioloģija
un mikrobioloģija "," Mikrobioloģija "specialitāšu studentiem 240901" Biotehnoloģija ", 260204" Fermentācijas ražošanas un vīna darīšanas tehnoloģija "visu izglītības formu /,
.
Alt. Valsts tech. un-t, BTI. - Bijska:
Izdevniecība Alt. Valsts tech. Universitāte, 2007. - 36 lpp.
Šajās vadlīnijās ir aplūkoti mikroorganismu klasifikācijas un identifikācijas pamatjēdzieni, noteikumi un principi. Tiek prezentēts laboratorijas darbs pie dažādu baktēriju īpašību izpētes, kas nepieciešamas baktēriju celma aprakstam un identificēšanai līdz ģints līmenim.
Pārskatīts un apstiprināts
katedras sēdē
"Biotehnoloģija".
Protokols Nr.88 ar 01.01.2001
Recenzents:
Bioloģijas zinātņu doktors, profesors, BPGU vārdā nosaukts
© BTI AltSTU, 2007
1 PAMATJĒDZIENI UN NOSAUKUMU SNIEGŠANAS NOTEIKUMI
MIKROORGANISMI
Ir aprakstīti vairāki tūkstoši mikroorganismu sugu, taču tiek uzskatīts, ka tas ir mazāks par 1 % no īstajiem. Mikroorganismu daudzveidības izpēte ir taksonomijas priekšmets. Tās galvenais uzdevums ir izveidot dabisku sistēmu, kas atspoguļo mikroorganismu filoģenētiskās attiecības. Vēl nesen mikroorganismu taksonomija balstījās galvenokārt uz fenotipiskām pazīmēm: morfoloģiskām, fizioloģiskajām, bioķīmiskajām u.c., tāpēc esošās klasifikācijas sistēmas lielākoties ir mākslīgas. Tomēr tie ļauj salīdzinoši viegli identificēt dažus nesen izolētus mikroorganismu celmus.
Taksonomija ietver tādas sadaļas kā klasifikācija, nomenklatūra un ēden tifikāciju . Klasifikācija nosaka indivīdu ar noteiktu viendabīguma pakāpi izvietošanas secību noteiktās grupās (taksos). Nomenklatūra ir taksonu nosaukumu piešķiršanas noteikumu kopums. Identifikācija nozīmē pētāmā organisma piederības noteikšanu konkrētam taksonam.
Termins "taksonomija" bieži tiek lietots kā taksonomijas sinonīms, bet dažkārt tas tiek saprasts kā taksonomijas nozare, kas ietver klasifikācijas teoriju, taksonomijas kategoriju sistēmas doktrīnu, robežas un taksonu subordināciju. Galvenā taksonomiskā kategorija mikrobioloģijā, tāpat kā citās bioloģijas zinātnēs, ir skats- indivīdu kopums, kam raksturīgas vairākas kopīgas morfoloģiskas, fizioloģiski bioķīmiskas, molekulāri ģenētiskas īpašības.
Ar terminu "celms" saprot mikroorganisma tīrkultūru, kas izolēta no konkrēta biotopa (ūdens, augsnes, dzīvnieku organisma utt.). Viena veida mikroorganismu dažādiem celmiem var atšķirties dažas pazīmes, piemēram, jutība pret antibiotikām, spēja sintezēt noteiktus vielmaiņas produktus utt., taču šīs atšķirības ir mazākas nekā sugai. Jēdziens "celms" mikrobioloģijā un ģenētikā ir nedaudz atšķirīgs: mikrobioloģijā šis jēdziens ir plašāks. Mikroorganismu veidi tiek grupēti augstākās kārtas taksonomiskajās kategorijās: ģintis, ģimenes, kārtas, klases, divīzijas, karaļvalstis. Šīs kategorijas sauc par obligātām. Ir arī izvēles kategorijas: apakšklase, apakškārta, apakšdzimta, cilts, apakšcilts, apakšģints, apakšsugas. Tomēr taksonomijā izvēles kategorijas tiek izmantotas reti.
Mikroorganismu nomenklatūra ir pakļauta starptautiskajiem noteikumiem. Tātad ir Starptautiskais baktēriju nomenklatūras kodekss. Attiecībā uz raugiem galvenais ceļvedis ir “The Yeasts. Taxonomic Study ”, pavedienu sēnēm un aļģēm – Starptautiskais botāniskās nomenklatūras kodekss.
Lai nosauktu objektus mikrobioloģijā, tāpat kā zooloģijā un botānikā, izmantojiet bināro vai binomiālo (no lat. bis- divreiz) nomenklatūras sistēma, saskaņā ar kuru katrai sugai ir nosaukums, kas sastāv no diviem latīņu vārdiem. Pirmais vārds nozīmē ģints, bet otrais definē konkrētu šīs ģints sugu un tiek saukts par īpašu epitetu. Vispārējais nosaukums vienmēr tiek rakstīts ar lielo burtu un konkrēto – ar mazo burtu pat tad, ja konkrētais epitets tiek piešķirts par godu zinātniekam, piemēram Clostridium pasteurianum. Tekstā, īpaši ar latīņu grafikiem, visa frāze ir slīprakstā. Kad mikroorganisma nosaukums tiek minēts vēlreiz, sugas nosaukumu var saīsināt līdz vienam vai vairākiem sākuma burtiem, piemēram, AR.pasteurianum. Ja tekstā ir divu mikroorganismu nosaukumi, kas sākas ar vienu un to pašu burtu (piemēram, Clostridium pasteurianum un Citrobacterfreundii), tad saīsinājumiem jābūt atšķirīgiem (C. pasteurianum un Ct. freundii). Ja mikroorganisms ir identificēts tikai ģintī, konkrētā epiteta vietā raksta vārdu sp. (sugas- skats), piemēram Pseidomonas sp. Šajā gadījumā, tekstā atkārtoti minot mikroorganisma nosaukumu, sugas nosaukums vienmēr jāraksta pilnībā.
Apakšsugas nosaukumam tiek lietota frāze, kas sastāv no ģints nosaukuma, kā arī no konkrētās un pasugas epitetiem. Lai atšķirtu šos epitetus, starp tiem tiek ierakstīta burtu kombinācija, kas ir saīsināta vārda apakšsuga - "subsp." vai (retāk) "ss". Piemēram, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.
Katram celmam tie norāda arī mikroorganismu kultūru kolekcijas nosaukuma saīsinājumu, kurā tas tiek glabāts, un numuru, ar kuru tas tur parādās. Piemēram, Clostridium butyricum ATCC 19398 nozīmē, ka celms tiek glabāts Amerikas tipa kultūru kolekcijā (ATCC) ar numuru 19398. Pasaulē pazīstamo mikrobu kolekciju sarakstu skatīt Bergeys sistemātiskās bakterioloģijas rokasgrāmatā (1984–1989) mikroorganismu kultūru katalogos. un citas atsauces publikācijas.
Jebkura jauna veida mikroorganismu apraksts ir balstīts uz tipisku celmu, kas tiek glabāts vienā no mikroorganismu kolekcijām un pamatojoties uz īpašību kombināciju, kuras šī suga ir
raksturots oriģinālajā rakstā vai apzīmētājā. Tipa celms ir sugas nomenklatūras tips, jo tai ir piešķirts sugas nosaukums. Ja kāds celms, kas sākotnēji bija iekļauts vienā un tajā pašā sugā, vēlāk tiek atzīts par vajadzīgu iedalīt īpašās sugās, tiem jāpiešķir jauni nosaukumi un tipam un saistītajiem celmiem jāsaglabā vecais sugas nosaukums. Šajā gadījumā pārdēvētā celma numurs paliek nemainīgs. Autentiski celmi ir tie, kuru īpašības pilnībā sakrīt.
Ģints nomenklatūras tips ir īpaši noteikta tipa suga, kurai ir šī taksona pārstāvjiem raksturīgāko pazīmju kopums. Piemēram, ģintī Bacillus veids ir V.subtilis.
Dažās atslēgās un katalogos ir norādīti pārdēvēto mikroorganismu vecie nosaukumi, kā arī to autoru vārdi, kuri pirmie izdalīja šo mikroorganismu, un izdošanas gads, kurā šis organisms pirmo reizi aprakstīts. Piemēram, viena no rauga sugām ir norādīta Viskrievijas mikroorganismu kolekcijas (VKM) katalogā kā Candida magnolijas(Lodder et Kreger van Rij, 1952) Meyer et Yarrow 1978, BKM Y-1685. Tas nozīmē, ka to pirmo reizi aprakstīja Loders un Krēgers van Rij 1952. gada publikācijā, pēc tam šī suga tika nosaukta Torulopsis magnolijas. 1978. gadā g. Torulopsis magnolijas to pārdēvēja tādi pētnieki kā Mejers un Yarrow par Candida magnolijas un pašlaik glabājas VKM ar numuru VKM Y-1685. Y celma numura priekšā apzīmē "raugus" — raugu.
Papildus jēdzienam "celms" mikrobioloģijā tiek lietoti termini "variants", "tips", "forma". Tos parasti izmanto, lai apzīmētu mikroorganismu celmus, kas kaut kādā veidā atšķiras no tipa celma. Tiek saukts celms, kas atšķiras no tipiskā pēc morfoloģiskām pazīmēm morfovar(morfotips), fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības - biovar(biotips, fizioloģiskais tips), atbilstoši spējai sintezēt noteiktus ķīmiskos savienojumus - hemovārs(ķīmoforma, ķīmijtips), audzēšanas apstākļi - šķirne, pēc reakcijas veida uz bakteriofāga ievadīšanu - fagovārs(fāgs, lizotips), antigēnās īpašības - serovars(serotips)
utt.
Darbos par mikroorganismu ģenētiku šo terminu bieži lieto "klons", kas nozīmē ģenētiski radniecīgu šūnu populāciju, kas iegūta aseksuāli no vienas vecāku šūnas. Molekulārajā bioloģijā klonu sauc par daudzkārtēju
identisku DNS sekvenču kopijas, kas iegūtas, ievietojot tās klonēšanas vektoros (piemēram, plazmīdās). Termins "ģenētiski modificēts" vai "rekombinants" celms nozīmē mikroorganismu celmus, kas iegūti ģenētiski modificētu manipulāciju rezultātā. Bieži vien jaunus mikroorganismu celmus iegūst, izmantojot mutagēnus.
Katrs jauns mikroorganismu celms, kas izolēts no dabīgiem vai mākslīgiem avotiem, jāraksturo, lai iegūtu pilnīgu datu kopumu par mikroorganisma īpašībām.
tīrā kultūrā. Šos datus var izmantot, piemēram, rūpnieciski vērtīgo celmu pases noformēšanai, kā arī to identifikācijai.
Identifikācijas mērķis
- noteikt pētāmā celma taksonomisko stāvokli, pamatojoties uz tā īpašību salīdzināšanu ar pētītajām un pieņemtajām (oficiāli reģistrētajām) sugām. Tāpēc identifikācijas rezultāts parasti ir pētāmā mikroorganisma identificēšana ar kādu veidu vai piešķiršanu
noteiktai ģints. Ja pētāmais celms vai celmu grupa pēc savām īpašībām atšķiras no zināmo taksonu pārstāvjiem, tad tos var atdalīt jaunā taksonā. Šim nolūkam tiek sniegts jaunā taksona apraksts, tostarp, piemēram, baktēriju gadījumā: taksonā iekļauto celmu saraksts; katra celma raksturojums; par būtiskām uzskatīto īpašību saraksts
taksonā; rekvizītu saraksts, kas kvalificē taksonu reprezentācijai nākamajā augstākajā taksonā; diagnostisko pazīmju saraksts, kas atšķir piedāvāto taksonu no cieši saistītiem taksoniem; atsevišķs tipiskā (sugai) celma apraksts; mikroorganisma fotogrāfija.
Lai jaunpiedāvātais taksons tiktu oficiāli pieņemts, tā apraksts ir jāpublicē saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Piemēram, baktēriju taksona faktiska vai likumīga publicēšana ietver raksta, kurā tas ir aprakstīts, ievietošanu Starptautiskajā sistemātiskās un evolucionārās mikrobioloģijas žurnālā (IJSEM). Ja publikācija parādās citā cienījamā zinātniskā žurnālā (efektīva publikācija), šī žurnāla raksta atkārtota izdruka tiek nosūtīta uz IJSEM. Kopš 1980. gada IJSEM regulāri publicē tā sauktos legalizēto baktēriju nosaukumu sarakstus. Tajos ir uzskaitīti visi baktēriju nosaukumi, kas ir publicēti IJSEM (derīga vai likumīga publikācija) vai ir faktiski publicēti iepriekš jebkurā
citi cienījami žurnāli. Kad baktērijas nosaukums ir ievadīts legalizēto IJSEM nosaukumu sarakstā, nosaukums ir derīgs neatkarīgi no tā, vai tas iepriekš ir publicēts IJSEM vai citā žurnālā. Datums, kad šī taksona nosaukums publicēts IJSEM vai IJSEM juridisko nosaukumu sarakstā, ir taksona prioritāte.
Jauna tipa mikroorganismu tipiskā celma kultūra tiek nodota uzglabāšanai kādā no pasaules nozīmes mikroorganismu kolekcijām. Tipa celma zuduma gadījumā to var aizstāt ar tā saukto netipa celmu. Šajā gadījumā ir jāapstiprina, ka jaunā celma īpašības labi saskan ar pazaudētā celma aprakstu. Lai norādītu, ka taksons tiek piedāvāts pirmo reizi, abreviatūra “fam. nov. ", jauns veids -" ģen. nov. ", un jaunā suga -" sp. nov." Piemēram,
2000. gadā kopā ar līdzautoriem tika ierosināta jauna baktēriju saime - Oscillochloridaceae,
fam. nov. Izteiciens "species insertac sedis" nozīmē, ka runa ir par sugu, kurai īslaicīgi nav noteikta taksonomiskā statusa, jo nav skaidrs, kurā augstākas kārtas taksonā - ģintī vai dzimtā - šī suga jāievieto sakarā nepieciešamo eksperimentu trūkuma dēļ
datus.
2 APRAKSTS UN IDENTIFIKĀCIJA
MIKROORGANISMI
Kā jau minēts, dažādu prokariotu un eikariotu mikroorganismu grupu klasifikācijas un identificēšanas principiem ir būtiskas atšķirības. Sēņu identifikācija klasēm, pasūtījumiem
un ģimenes pamatā ir raksturīgas struktūras iezīmes un veidošanās metodes, pirmkārt, reproduktīvās struktūras. Turklāt tiek izmantotas aseksuālās sporulācijas īpašības, micēlija struktūra un attīstības pakāpe (rudimentārs, labi attīstīts, septisks vai neseptisks), kultūras (kolonijas) un fizioloģiskās pazīmes. Ģinšu diferenciācija ģimeņu ietvaros un sugu noteikšana tiek veikta, izmantojot iegūtās morfoloģiskās pazīmes
izmantojot elektronu mikroskopiju, kā arī fizioloģiskās un kultūras īpatnības. Nav vienota identifikatora visu sēņu identificēšanai, tāpēc vispirms tiek noteikta identificētās sēnes klase vai secība un pēc tam tiek izmantots šai klasei vai secībai atbilstošais identifikators.
Rauga sēnīšu, kas ir viens no plaši izmantotajiem dažādu mikrobioloģisko pētījumu objektiem, identificēšana balstās uz kultūras (makromorfoloģiskajiem), citoloģiskajiem, fizioloģiskajiem un bioķīmiskajiem raksturlielumiem, dzīves ciklu un dzimumprocesa īpašībām, specifiskām ar ekoloģiju saistītām pazīmēm un tiek veikta. izmantojot īpašus determinantus raugam.
Aļģu mikroskopisko formu taksonomijas pamatā ir to šūnu struktūra un pigmentu sastāvs. Vienšūņu sistemātiskā stāvokļa noteikšana tiek veikta, izmantojot morfoloģiskās pazīmes un dzīves ciklus. Tādējādi eikariotu identificēšana galvenokārt balstās uz to morfoloģijas un attīstības ciklu iezīmēm.
Prokariotu, kas ir morfoloģiski mazāk daudzveidīgi nekā eikariotu, identificēšana balstās uz plašu fenotipisko un daudzos gadījumos genotipisko pazīmju izmantošanu. Lielā mērā nekā eikariotu identificēšana balstās uz funkcionālajām īpašībām, jo lielāko daļu baktēriju var identificēt nevis pēc izskata, bet tikai noskaidrojot, kādus procesus tās spēj veikt.
Aprakstot un identificējot baktērijas, to kultūras īpašības, morfoloģiju, šūnu organizāciju, fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības, šūnu ķīmisko sastāvu, saturu
guanīns un citozīns (GC) DNS, nukleotīdu secība gēnā, kas kodē 16S rRNS sintēzi un citas feno- un genotipiskās pazīmes. Šajā gadījumā jāievēro šādi noteikumi: jāstrādā ar tīrkultūrām, jāpiemēro standarta izpētes metodes, kā arī inokulācijai jāizmanto šūnas, kas atrodas aktīvā fizioloģiskā stāvoklī.
2.1. Kultūras objekti
Kultūras jeb makromorfoloģiskās īpašības ietver mikroorganismu augšanas raksturīgās iezīmes uz cietām un šķidrām barotnēm.
2.1.1. Augšana uz cietām barotnēm
Uz cietas barotnes virsmas, atkarībā no sēšanas, mikroorganismi var augt kolonijas, līnijas vai cieta zāliena veidā. Kolonija sauc par izolētu vienas sugas šūnu kopu, kas vairumā gadījumu ir izaugusi no vienas šūnas. Atkarībā no tā, kur šūnas attīstījās (uz blīvas barotnes virsmas, tās biezumā vai trauka apakšā), tās izšķir virspusējs, dziļš un apakšā kolonijas.
Izglītība beidziesnostal kolonijas - vissvarīgākā iezīme daudzu mikroorganismu augšanai uz blīva substrāta. Šādas kolonijas ir ļoti dažādas. Aprakstot tos, tiek ņemtas vērā šādas īpašības:
profils- plakana, izliekta, krāterveida, konusveida utt. (1. attēls);
forma- noapaļots, amēba, neregulārs, rhizoīds utt. (2. attēls);
izmērs (diametrs)- mēra milimetros; ja kolonijas izmērs nepārsniedz 1 mm, tad tos sauc par punktu;
virsmas- gluda, raupja, rievota, salocīta, grumbuļaina, ar koncentriskiem apļiem vai radiāli šķērsām;
spīdēt un caurspīdīgums- kolonija ir spīdīga, nespodra, blāva, miltaina, caurspīdīga;
krāsa- bezkrāsainas (baltbaltas kolonijas tiek sauktas par bezkrāsainām) vai pigmentētas - baltas, dzeltenas, zeltainas, oranžas
viļņaini, ceriņi, sarkani, melni utt .; izcelt
pigmenta substrāts; aprakstot aktinomicītu kolonijas, tiek atzīmēta gaisa un substrāta micēlija pigmentācija, kā arī pigmentu izdalīšanās vidē;
mala- gluda, viļņota, robaina, ar bārkstīm utt. (3. attēls);
struktūra- viendabīgs, smalks vai rupjgraudains, svītrains utt. (4. attēls); kolonijas malu un struktūru nosaka ar palielināmo stiklu vai ar nelielu mikroskopa palielinājumu. Šim nolūkam Petri trauciņu novieto uz mikroskopa skatuves ar vāku uz leju;
konsekvenci nosaka, pieskaroties kolonijas virsmai ar cilpu. Koloniju var viegli noņemt no agara, tā ir blīva, mīksta vai aug agarā, gļotaina (pielīp pie cilpas), stīga, tai ir plēves izskats (noņemta pilnībā), tā ir trausla (viegli salūzt, pieskaroties cilpa).
1 - izliekts; 2 - krāterveida; 3 - bedrains;
4 - augšana substrātā; 5 - plakans; 6 - izliekta;
7 - pilienveida; 8 - konisks
1. attēls – kolonijas profils
Dziļas kolonijas gluži pretēji, tie ir diezgan vienmuļi. Visbiežāk tās izskatās pēc vairāk vai mazāk saplacinātām lēcām,
projekcijā ir ovāla forma ar smailiem galiem. Tikai
dažās baktērijās dziļas kolonijas atgādina vates saišķus
ar pavedienveida izaugumiem uzturvielu barotnē. Dziļu koloniju veidošanos bieži pavada blīvās vides plīsums, ja mikroorganismi izdala oglekļa dioksīdu vai citas gāzes.
Apakšējās kolonijas dažādiem mikroorganismiem parasti ir plānas caurspīdīgas plēves, kas ložņā gar apakšu.
Kolonijas lielums un daudzas citas īpašības var mainīties līdz ar vecumu un būt atkarīgas no vides sastāva. Tāpēc, aprakstot tos, norādiet kultūras vecumu, barotnes sastāvu un audzēšanas temperatūru.
1
- raunds; 2
- apaļš ar šķembu malu; 3
- apaļš ar rullīti gar malu; 4, 5
- rhizoīds; 6
- ar sakneņu malu; 7 - amēba;
8
- pavedienveida; 9
- salocīts; 10
- nepareizi;
11 - koncentrisks; 12 - komplekss
2. attēls – kolonijas forma
/ - gluda; 2 - viļņains; 3 - zobains; 4 - asmeņi; 5 - nepareizi; 6 - skropstains; 7 - pavedienu; 8 - villoks; 9 - sazarots
3. attēlā - kolonijas mala
1 - viendabīgs; 2 - smalkgraudains; 3 - rupji graudaini;
4 - svītrains; 5 - šķiedrains
4. attēls – kolonijas struktūra
Raksturojot mikroorganismu augšanu ar insultu ievērojiet šādas pazīmes: trūcīgs, mērens vai bagātīgs, ciets
ar gludu vai viļņainu malu, pērlītēm, kas atgādina izolētu koloniju ķēdes, izkliedētas, spalvainas, koka formas vai sakneņi (5. attēls). Tie raksturo plāksnes optiskās īpašības, krāsu, virsmu un konsistenci.
Lai aprakstītu kolonijas un augšanu ar insultu, daudzus mikroorganismus bieži audzē uz mezopatāmijas agara. Tiek izmantots arī mezopatāmijas želatīns. Lai labāk redzētu dziļās kolonijas, barotni ieteicams dzidrināt ar agaru vai želatīnu.
1 - ciets ar gludu malu; 2 - ciets ar viļņotu malu; 3 - pērlītēm; 4 - difūzs; 5 - spalvains; 6 - rizoīds
5. attēls – baktēriju augšana insulta laikā
2.1.2. Augšana šķidrā barotnē
Mikroorganismu augšana šķidrā barotnē ir vienmērīgāka, un to pavada vides duļķainība, plēves vai nogulumu veidošanās. Raksturojot mikroorganismu augšanu šķidrā vidē, piezīme duļķainības pakāpe(vāja, mērena vai spēcīga), filmas iezīmes(plāns, blīvs vai irdens, gluds vai salocīts),
un, kad veidojas nogulumi, norāda, ka tie ir niecīgi vai bagātīgi, blīvi, irdeni, gļotaini vai pārslaini.
Bieži vien mikroorganismu augšanu pavada smakas parādīšanās, vides pigmentācija un gāzu izdalīšanās. Pēdējais tiek konstatēts, veidojoties putām, burbuļiem, kā arī ar "pludiņu" palīdzību - mazām caurulēm, kas noslēgtas no viena gala. Pludiņš ir novietots
pirms barotnes sterilizēšanas mēģenē ar noslēgto galu uz augšu un pārliecinieties, ka tā ir pilnībā piepildīta ar barotni. Ja gāze attīstās, tā uzkrājas pludiņā burbuļa veidā.
Lai raksturotu mikroorganismu augšanas raksturu šķidrā barotnē, tos audzē mezopatāmijas buljonā (MPB) vai citā barotnē, kas nodrošina labu augšanu.
2.2. Morfoloģiskās īpašības
Baktēriju šūnu morfoloģiskās īpašības un organizācija ietver tādas pazīmes kā šūnu forma un lielums, to mobilitāte, flagella klātbūtne un karogs, sporulācijas spēja. Var būt noderīga arī šūnu noteikšana.
raksturīgās membrānu sistēmas (hlorosomas, karboksisomas, fikobilisomas, gāzu vakuoli utt.), kas raksturīgas atsevišķām baktēriju grupām
ry, kā arī ieslēgumi (parasporālie ķermeņi, volutīna granulas,
poli-β-hidroksibutirāts, polisaharīdi utt.). Šūnu iekrāsošana ar gramiem ir ārkārtīgi svarīga baktēriju taksonomijai.
un to šūnu sienu struktūra.
2.3. Fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības
Fizioloģisko un bioķīmisko īpašību izpēte ietver, pirmkārt, pētāmās baktērijas barošanas veida (foto/ķīmij-, auto/heterotrofija) un enerģijas metabolisma veida (rūgšanas spējas, aerobās vai anaerobās elpošanas vai fotosintēzes) noteikšanu. ). Ir svarīgi noteikt tādas pazīmes kā baktēriju attiecība pret molekulāro skābekli, temperatūru, vides pH, sāļumu, apgaismojumu un citus vides faktorus. Šī zīmju grupa
ietver arī substrātu sarakstu, ko izmanto kā oglekļa, slāpekļa un sēra avotus, vitamīnu un citu augšanas faktoru nepieciešamību, raksturīgu vielmaiņas produktu veidošanos, noteiktu enzīmu klātbūtni. Šim nolūkam tiek izmantoti īpaši testi.
Daudzi testi, ko izmanto šo pazīmju noteikšanai (dažreiz saukti par parastajiem testiem), ir svarīgi diagnozei un tiek plaši izmantoti medicīnas mikrobioloģijā. To formulēšanai nepieciešams ievērojams laika ieguldījums, liels skaits sarežģītu barotņu un reaģentu, standarta nosacījumu ievērošana un precizitāte. Lai paātrinātu un atvieglotu dažu mikroorganismu identificēšanu, kuriem galvenokārt ir medicīniska nozīme, ir izstrādātas dažādas testēšanas sistēmas, piemēram, Hoffmann-La Roche (Šveice) Oxi / Ferm Tube, Mycotube un Enterotube II sistēmas u.c. Piemēram, Enterotube II sistēma, kas paredzēta enterobaktēriju identificēšanai, tā ir plastmasas kamera ar 12 šūnām, kas satur krāsainu diagnostikas vidi. Visu barotņu sēšana tiek veikta ar griešanās kustībām uz priekšu caur adatas kameru ar sēklu. Inkubāciju veic 24 stundas 37 ºС temperatūrā. Pozitīvs vai negatīvs testa rezultāts tiek vērtēts pēc barotnes krāsas izmaiņām, agara plīsuma (gāzes veidošanās tests) vai pēc īpašu reaģentu ievadīšanas (indola veidošanās tests, Voges-Proskau-er reakcija) . Katra pazīme ir apzīmēta ar noteiktu skaitli, tāpēc iegūtos datus ar atbilstošu programmu var ievadīt datorā un iegūt atbildi par pētāmā celma taksonomisko stāvokli.
Baktēriju šūnu sastāva noteikšana ir svarīga arī to sistemātikai (ķīmiosistemātikai). Ķīmijtaksonomiskās metodes var būt svarīgas, jo īpaši tām baktēriju grupām, kuru morfoloģiskās un fizioloģiskās īpašības ir ļoti atšķirīgas un nav pietiekamas to apmierinošai identificēšanai. Dažādu prokariotu šūnu sieniņās ir iekļautas vairākas unikālu heteropolimēru klases: mureīns (vai pseidomureīns), lipopolisaharīdi, mikolskābes un teikoīnskābes. Šūnu sieniņas sastāvs nosaka arī baktēriju seroloģiskās īpašības. Tas ir imūnķīmisko metožu pamatā to identificēšanai.
Baktēriju šūnu lipīdu un taukskābju sastāvs dažkārt tiek izmantots arī kā ķīmijaksonomisks marķieris. Intensīva taukskābju izpēte kļuva iespējama, attīstot gāzu hromatogrāfiskās analīzes metodi. Atšķirības lipīdu sastāvā izmanto, lai identificētu baktērijas ģints un pat sugu līmenī. Tomēr šai metodei ir noteikti ierobežojumi, jo taukskābju saturs šūnās var būt atkarīgs no kultivēšanas apstākļiem un kultūras vecuma.
Dažu baktēriju taksonomijā tiek ņemts vērā hinonu sastāvs
un citi elektronu nesēji, kā arī pigmenti.
Svarīgu informāciju par baktēriju savstarpējām attiecībām var iegūt, pētot šūnu proteīnus – gēnu translācijas produktus. Balstoties uz membrānas, ribosomu, kopējo šūnu proteīnu, kā arī atsevišķu enzīmu izpēti, ir izveidojies jauns virziens - olbaltumvielu taksonomija. Ribosomu olbaltumvielu spektri ir vieni no stabilākajiem un tiek izmantoti baktēriju identificēšanai ģimenes vai kārtas līmenī. Membrānas proteīnu spektri var atspoguļot vispārīgas, sugas un pat starpspecifiskas atšķirības. Tomēr šūnas ķīmisko savienojumu īpašības nevar izmantot, lai identificētu baktērijas atsevišķi no citiem fenotipu raksturojošiem datiem, jo nav kritēriju fenotipisko pazīmju nozīmīguma novērtēšanai.
Dažreiz tiek izmantota metode, lai identificētu baktērijas vai citus mikroorganismus, piemēram, raugu skaitliskā (vai Adansona) taksonomija... Tā ir balstīta uz franču botāniķa M. Adansona idejām, kas ierosināja par līdzvērtīgām uzskatīt dažādas vērā ņemamas fenotipiskās pazīmes, kas ļauj kvantitatīvi izteikt taksonomiskos attālumus starp organismiem organismu attiecību formā. pozitīvo iezīmju skaits pret kopējo pētīto skaitu. Līdzība starp abiem pētītajiem organismiem tiek noteikta, kvantitatīvi nosakot pēc iespējas lielāku skaitu (parasti vismaz simts) fenotipiskās pazīmes, kuras atlasītas tā, lai to varianti būtu alternatīvi un uz tiem varētu norādīt ar zīmēm "mīnuss" un "pluss". Līdzības pakāpi nosaka, pamatojoties uz atbilstošo pazīmju skaitu, un izsaka kā atbilstības koeficientu S:
kur a + d- to pazīmju summa, ar kurām A un B celmi sakrīt;
a- abi celmi ar pozitīvām iezīmēm;
d- gan ar negatīvu;
b- to pazīmju summa, saskaņā ar kurām celms A ir pozitīvs, B ir negatīvs;
Ar- to pazīmju summa, kurām A celms ir negatīvs, celms B ir pozitīvs.
Atbilstības koeficienta vērtība var mainīties no 0 līdz 1. Koeficients 1 nozīmē pilnīgu identitāti, 0 - pilnīgu atšķirību. Funkciju kombinācijas tiek novērtētas, izmantojot datoru. Iegūtie rezultāti tiek parādīti līdzības matricas un/vai dendrogrammas veidā. Skaitlisko taksonomiju var izmantot, lai novērtētu līdzību starp tikai zemas pakāpes mikroorganismu taksoniem (ģintīm, sugām). Tas neļauj izdarīt tiešus secinājumus par mikroorganismu ģenētiskajām attiecībām, taču zināmā mērā atspoguļo to filoģenētiskās īpašības. Tādējādi tika konstatēts, ka šobrīd pētāmās baktēriju fenotipiskās pazīmes atspoguļo no 5 līdz 20% no to genotipa īpašībām.
2.4. Genotipa izpēte
Mikroorganismu genotipa izpēte kļuva iespējama molekulārās bioloģijas veiksmīgas attīstības rezultātā un noveda pie genosistemātikas rašanās. Genotipa izpēte, pamatojoties uz nukleīnskābju analīzi, principā ļauj laika gaitā izveidot dabisku (filoģenētisku) mikroorganismu sistēmu. Tiek novērtētas baktēriju filoģenētiskās attiecības molārā satura noteikšana guanīns un citozīns (HC) DNS, ar DNS metodēm–DNS un DNS–rRNS hibridizācija, izmantojot DNS zondes, kā arī nukleotīdu secības izpēte 5S,
Dž6
Sun
23
S rRNS.
2.4.1. HZ molārā satura noteikšana
GC molārā satura noteikšana no kopējā DNS bāzu skaita prokariotos, kā jau norādīts, svārstās no 25 līdz 75%. Katrai baktēriju sugai ir DNS ar raksturīgu vidējo HC saturu. Taču, tā kā ģenētiskais kods ir deģenerēts un ģenētiskā kodēšana balstās ne tikai uz nukleotīdu bāzu saturu kodējošās vienībās (tripletos), bet arī uz savstarpējo izkārtojumu, divu baktēriju sugu DNS var būt vienāds vidējais GC saturs. kopā ar to ievērojamo genotipu
nodaļa. Ja divi organismi ir ļoti tuvi nukleotīdu sastāvā, tad tas var liecināt par to evolucionārajām attiecībām tikai tad, ja tiem ir liels kopīgu fenotipisko iezīmju vai ģenētisko līdzību skaits, kas apstiprināts ar citām metodēm. Tajā pašā laikā divu baktēriju celmu ar kopīgām fenotipiskām īpašībām DNS nukleotīdu sastāva neatbilstība (vairāk nekā 10 ... 15%) liecina, ka tās pieder vismaz dažādām sugām.
2.4.2 DNS metode –DNS hibridizācija
Šī metode ir svarīgāka, lai novērtētu baktēriju ģenētiskās attiecības. Rūpīga eksperimentēšana var sniegt vērtīgu informāciju par ģenētiskās homoloģijas pakāpi. Vienas baktēriju sugas ietvaros celmu ģenētiskās homoloģijas pakāpe sasniedz no 70 līdz 100%. Savukārt, ja evolūcijas diverģences rezultātā divu baktēriju genomu nukleotīdu bāzes secības atšķiras lielākā mērā, tad specifiskā DNS – DNS reasociācija kļūst tik vāja, ka to nevar izmērīt. Šajā gadījumā DNS – rRNS hibridizācija var būtiski palielināt to organismu loku, kuros var noteikt ģenētiskās homoloģijas pakāpi, jo salīdzinoši nelielā baktēriju genoma reģionā, kas kodē ribosomu RNS, sākotnējā bāzes secība ir daudz lielāka. pilnīgāka nekā citos hromosomas reģionos. Rezultātā DNS – rRNS hibridizācijas metode nereti atklāj diezgan augstu baktēriju genomu homoloģiju, kurā DNS – DNS reasociācija nekādu manāmu homoloģiju neatklāj.
2.4.3 DNS zondes (gēnu zondes) metode
DNS zondes metode ir DNS-DNS molekulārās hibridizācijas metodes variants. Hibridizācijas reakcija šajā gadījumā tiek veikta nevis starp diviem kopējās DNS preparātiem, bet gan starp DNS nukleotīdu sekvences fragmentu (zondi), kas ietver gēnu (ģenētisko marķieri), kas atbild par kādu specifisku funkciju (piemēram, rezistenci pret dažas antibiotikas) un pētāmo baktēriju DNS. Visizplatītākais veids, kā izveidot gēnu zondes, ir izolēt specifiskus fragmentus ar molekulāro klonēšanu. Lai to izdarītu, vispirms izveidojiet pētāmās baktērijas gēnu banku, sadalot tās DNS ar endonukleāzēm
ierobežošanu un pēc tam no DNS fragmentu summas ar elektroforēzi atlasiet vajadzīgo klonu, kam seko šo fragmentu ģenētisko īpašību pārbaude ar transformāciju. Pēc tam atlasītais DNS fragments tiek ligēts piemērotā plazmīdā (vektorā),
un šī kombinētā plazmīda tiek ievadīta ērtā baktēriju celmā (piemēram, Escherichia coli).
Plazmīda DNS tiek izolēta no tādas baktērijas biomasas, kurai ir DNS zonde, un marķēta, piemēram, ar radioizotopu marķējumu. Pēc tam veiciet DNS zondes hibridizāciju
ar baktēriju DNS. Iegūtie hibrīdie apgabali tiek izstrādāti ar autoradiogrāfiju. Atbilstoši ģenētiskā marķiera hibridizācijas relatīvajam biežumam ar konkrētas baktērijas hromosomu,
secinājums par šo baktēriju ģenētiskajām attiecībām ar pētāmo celmu.
2.4.4. Nukleotīdu secību analīzes metode
ribosomu RNS
Baktēriju identificēšanai un filoģenētiskās sistēmas izveidei to klasifikācijai visizplatītākā un svarīgākā ir nukleotīdu secību analīzes metode ribosomu RNS. 5S, 16S un 23S rRNS molekulas satur reģionus ar visaugstāko ģenētiskās stabilitātes pakāpi. Tiek uzskatīts, ka tie atrodas ārpus dabiskās atlases darbības mehānisma un attīstās tikai spontānu mutāciju rezultātā, kas notiek nemainīgā ātrumā. Mutāciju uzkrāšanās ir atkarīga tikai no laika, tāpēc informācija par šo molekulu nukleotīdu secību tiek uzskatīta par visobjektīvāko, lai noteiktu organismu filoģenētiskās attiecības līmenī no pasugas līdz valstībai. Analīzes gadījumā
5S rRNS parasti nosaka pilnu nukleotīdu secību, kas šajā molekulā prokariotos ir 120 nukleotīdi. Pētot 16S un 23S rRNS, kas satur attiecīgi 1500 un 2500 nukleotīdus, bieži tiek veikta no šīm molekulām iegūto oligonukleotīdu analīze, izmantojot specifiskas restrikcijas endonukleāzes. Visizplatītākais pētījums ir nukleotīdu secības izpēte 16S rRNS. Dažādu mikroorganismu pārstāvju 16S rRNS struktūras izpēte ļāva identificēt arheju grupu starp prokariotiem. Līdzības līmeņa vērtības SAB,
Atdalot baktēriju un arheju I6S rRNS, atrodas 0,1 robežās, savukārt vērtība SAB,
vienāds ar 1,0 atbilst pilnīgai nukleotīdu secību homoloģijai, bet 0,02 - nejaušas sakritības līmenim.
Arvien biežāk baktēriju identificēšanai tiek piedāvātas dendrogrammas, kas parāda saistību starp baktēriju ģintīm, sugām vai celmiem, pamatojoties uz nukleotīdu (vai oligonukleotīdu) secības izpēti rRNS, kā arī DNS-DNS.
un DNS-rRNS hibridizācija. Tomēr baktēriju identificēšana pirms atnešanās, pamatojoties tikai uz ģenētiskām metodēm, bez iepriekšējas to fenotipisko īpašību izpētes, bieži vien ir pilnīgi neiespējama. Tāpēc par labāko pieeju darbā pie baktēriju taksonomijas tiek uzskatīta gan genotipisko, gan fenotipisko īpašību izpēte. Ja rodas neatbilstības starp filoģenētiskajiem un fenotipiskajiem datiem, pēdējiem uz laiku tiek dota prioritāte.
Īpaša problēma ir tādu baktēriju un arheju identificēšana, jo īpaši jūras sugas, kuras nespēj augt zināmās laboratorijas barotnēs un kurām tāpēc nebija iespējams iegūt tīrkultūru. Vēl nesen šī problēma šķita neatrisināma. Taču pirms aptuveni 15 gadiem tika izstrādātas metodes, kas ļāva iegūt, klonēt, sekvencēt
un salīdzināt ribosomu RNS tieši no vides. Tas ļāva precīzi saskaitīt un identificēt mikroorganismus, kas apdzīvo šo biotopu, neizdalot tos tīrā kultūrā. Šādi identificēto laboratorijā "nekultivēto" mikroorganismu var pat aprakstīt, bet pievienojot vārdu "candidatus" (kandidāts). Vārds "candidatus" pavadīs jauno sugu, kamēr zinātnieki neatradīs apstākļus šī organisma audzēšanai laboratorijā un tiks iegūta tā tīrkultūra, kas dos iespēju izpētīt visas tā īpašības un publicēt to kā legalizētu.
Baktērijas parasti identificē, izmantojot Beržeja Determinatīvās bakterioloģijas rokasgrāmatu, kas pirmo reizi tika publicēta 1923. gadā slavenā amerikāņu bakteriologa D. Beržeja vadībā (DH Bergey, 1860-1937). Kopš tā laika tā tiek regulāri atkārtoti izdota, piedaloties vadošajiem mikrobiologiem. pasaule.
grupu nosaukumos. Baktēriju taksonomisko stāvokli grupās nosaka, izmantojot tabulas un atslēgas, kas apkopotas, pamatojoties uz nelielu skaitu fenotipisko rakstzīmju. Diferenciācijas tabulas dažu ģinšu baktēriju sugu diferencēšanai, piemēram, ģints Bacillus,
nav dota, bet lasītājs tiek novirzīts uz Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria.
Beržeja četru sējumu sistemātiskās bakterioloģijas rokasgrāmata (1984-1989) sniedz pilnīgāku informāciju par baktēriju taksonomisko stāvokli.
un sugas, tostarp tās, kurām ir neskaidrs taksonomiskais statuss. Papildus detalizētam fenotipiskajam aprakstam, kas ietver šūnu morfoloģiju, organizāciju un ķīmisko sastāvu, antigēnās īpašības, koloniju veidu, dzīves cikla pazīmes un ekoloģiju, ģinšu īpašības sniedz arī informāciju par GC saturu DNS, rezultāti. DNS – DNS un DNS – rRNS hibridizācija. Atslēgas un tabulas ļauj identificēt baktērijas ne tikai pēc ģints, bet arī pēc sugas.
Tagad ir izdots Bergsija sistemātiskās bakterioloģijas rokasgrāmatas četrsējumu otrais izdevums, un pirmais sējums tika izdots 2002. gadā. Turklāt ir vairāki raksti un grāmatas, kas piedāvā oriģinālas norādes atsevišķu baktēriju grupu identificēšanai, piemēram, , baciļi, pseidomonādes, aktinomicīti, enterobaktērijas.
Šobrīd ir uzkrāts daudz jaunu datu, tostarp tie, kas iegūti ribosomu RNS nukleotīdu secību analīzes rezultātā, par iepriekš pētītām un no jauna izolētām baktēriju sugām. Pamatojoties uz šo informāciju, dažu baktēriju grupu, piemēram, ģints, sugu sastāvs Bacillus, tiks pārskatītas: dažas sugas paliks ģintī Bacillus, un dažas veido jaunas ģintis vai tiks attiecinātas uz citām jau esošām baktēriju ģintīm. Jāņem vērā arī tas, ka parasti jaunu baktēriju celmu aprakstīšanai tiek pētīts vairāk pazīmju, nekā nepieciešams to identificēšanai, jo taustiņos un tabulās nav iekļautas visas identificējamo baktēriju pazīmes, bet tikai tās, kas atšķiras dažādās sugās. (1. tabula).
1. tabula — minimālais datu saraksts, kas nepieciešams, lai
jaunu baktēriju celmu apraksti (pēc H. Trupera, K. Šleifera, 1992)
Īpašības | Galvenās pazīmes | Papildu zīmes |
Šūnu morfoloģija | Veidlapa; izmērs; mobilitāte; iekšpuses un ārpusšūnu struktūras; šūnu savstarpēja izkārtošanās; šūnu diferenciācija; šūnu dalīšanās veids; šūnu ultrastruktūra | Krāsa; karoga raksturs; strīdi; kapsulas; vāki; izaugumi; dzīves cikls; heterocistas; flagellas, membrānas un šūnu sienas ultrastruktūra |
1. tabulas turpinājums
Izaugsmes modelis | Augšanas pazīmes uz cietām un šķidrām barotnēm; koloniju morfoloģija | Kolonijas krāsa, suspensija |
Skābju izturība; sporu krāsojums, flagellas |
||
Šūnu sastāvs | DNS sastāvs; rezerves vielas | Nukleīnskābju homoloģija; šūnu pigmenti; šūnu sieniņu sastāvs; tipiski fermenti |
Fizioloģija | Saistība ar temperatūru; līdz barotnes pH; vielmaiņas veids (fototrofs, kemotrofs, litotrofs, organotrofs); saistība ar molekulāro skābekli; elektronu akceptori; oglekļa avoti; slāpekļa avoti; sēra avoti | Sāļu vai osmotisko faktoru nepieciešamība; augšanas faktoru nepieciešamība; tipiski vielmaiņas produkti (skābes, pigmenti, antibiotikas, toksīni); rezistence pret antibiotikām |
Ekoloģija | Dzīvotņu apstākļi | Patogenitāte; īpašnieku loks; antigēnu veidošanās; seroloģija; uzņēmība pret fāgiem; simbioze |
3 LABORATORIJAS DARBS "IDENTIFIKĀCIJA
MIKROORGANISMI "
Mērķis: iepazīšanās ar mikroorganismu noteikšanas pamatprincipiem. Laboratorijas darbu veikšanas procesā katrs students pēta baktēriju īpašības, kas nepieciešamas, lai aprakstītu baktēriju celmu un identificētu to līdz ģints līmenim.
Uzdevumi
1. Nosakiet identificēto baktēriju tīrību un izpētiet to šūnu morfoloģiju.
2. Raksturojiet kultūras vērtības.
3. Izpētīt identificēto baktēriju citoloģiskās īpašības.
4. Izpētīt identificēto baktēriju fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības.
5. Noteikt baktēriju jutību pret antibiotikām.
6. Aizpildiet tabulu un apkopojiet.
3.1. Identificējamās baktērijas tīrības noteikšana
un tās šūnu morfoloģijas izpēte
Lai veiktu darbu pie mikroorganismu identificēšanas, katrs skolēns saņem vienu baktēriju kultūru (uz agara slīpuma mēģenē), kuras pēc tam pārbauda tīrību. To dara vairākos veidos: vizuāli, sējot uz barības vielu barotnēm un mikroskopiju.
Izaugsmes modelis iegūtās baktērijas tiek aplūkotas ar svītrām uz slīpās agara barotnes virsmas. Ja augšana insulta laikā ir neviendabīga, kultūra ir piesārņota. Pēc tam kultūru iesēj mēģenē uz slīpas barotnes (mezopatāmijas agara) izmantošanai
turpmākajā darbā, kā arī veikt sijāšanu uz cietas barotnes virsmas Petri trauciņā, izmantojot noplicināšanas svītras metodi, lai pārbaudītu tīrību (pēc audzēto koloniju viendabīguma). Inokulētas mēģenes un traukus ievieto termostatā 30 ºС temperatūrā uz 2 līdz 3 dienām. Atlikušo baktēriju oriģinālo kultūru mēģenē izmanto, lai pārbaudītu tīrību ar mikroskopiju (atbilstoši populācijas morfoloģiskajai viendabīgumam), kā arī lai pētītu šūnu formu, relatīvo stāvokli, mobilitāti un izmēru. Mikroskopiskā kultūra, izmantojot "sasmalcinātu pilienu" preparātus un fiksētu, ar fuksīnu krāsotu šūnu preparātu. Rezultāti tiek ievadīti tabulā, kas apkopota 2. tabulas veidā.
2. tabula – Identificējamās baktērijas īpašības
Īpašības | Zīmes | rezultātus |
Kultūras īpašumi | ||
Izmērs, mm | ||
Virsma | ||
Struktūra | ||
Konsekvence | ||
Šūnu morfoloģija un | Šūnu forma un izvietojums | |
Mobilitāte | ||
Endosporu klātbūtne | ||
Grama traips | ||
Krāsviela skābes izturībai | ||
Fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības | Saistība ar molekulāro skābeklis | |
Augšana uz glikozes barotnes | ||
Audzēšana uz barotnes ar želatīnu | ||
Audzēšana uz barotnes ar pienu | ||
Augšana vidē ar cieti | ||
Katalāzes tests | ||
Antibiotiku jutība |
3.2. Kultūras objekti
Nākamajā nodarbībā tiek pārbaudīta Petri trauciņa, kas inokulēta ar identificēto baktēriju suspensiju. Kultūras tīrības kritērijs ir audzēto koloniju viendabīgums. Aprakstiet baktēriju koloniju kultūras īpašības saskaņā ar sadaļu
lūžņi 2.1 un rezultāti tiek ievadīti 2. tabulā.
3.3. Identificējamo baktēriju citoloģisko īpašību izpēte
3.3.1. Endosporu klātbūtne
Nelielu skaitu šūnu no cietas barotnes uzliek uz stikla priekšmetstikliņa krāna ūdens pilē un paņem uztriepi. Uztriepes žāvē gaisā, fiksē degļa liesmā un uzklāj 5% hromskābes šķīdumu. Pēc 5 ... 10 minūtēm to nomazgā ar ūdeni. Preparātu pārklāj ar filtrpapīra sloksni un papīru bagātīgi samitrina ar Tsil karbolisko fuksīnu. Uzkarsējiet preparātu virs liesmas, līdz parādās tvaiki (lai nevārītos), pēc tam noņemiet to malā un pievienojiet jaunu krāsvielas daļu. Šī procedūra tiek veikta 7 minūtes. Ir svarīgi, lai krāsviela iztvaikotu, bet papīrs neizžūtu. Pēc atdzesēšanas to noņem, preparātu mazgā ar ūdeni un rūpīgi noslauka ar filtrpapīru.
Ja visas darbības tiek veiktas pareizi, krāsa ir kontrastējoša, un spilgti sarkanās sporas skaidri izceļas uz citoplazmas zilā fona.
3.3.2 Grama traips
3.3.2.1. Uz attaukota stikla priekšmetstikliņa ūdens pilē izveido plānu uztriepi tā, lai šūnas vienmērīgi sadalītos pa stikla virsmu un neveidotu ķekarus.
3.3.2.2. Preparātu žāvē gaisā, nostiprina virs degļa liesmas un 1...2 min krāso ar karbolisko genciānu vai kristālvioletu.
3.3.2.3. Pēc tam krāsvielu nolej un uztriepes 1...2 min apstrādā ar Lugola šķīdumu, līdz tās kļūst melnas.
3.3.2.4. Lugola šķīdumu notecina, preparātu 0,5...1,0 min atkrāso ar 96% etilspirtu un ātri nomazgā ar ūdeni.
3.3.2.5. Turklāt tas tiek krāsots 1 ... 2 minūtes ar fuksīna ūdens šķīdumu.
3.3.2.6. Krāsvielu nolej, preparātu nomazgā ar ūdeni un žāvē.
3.3.2.7. Mikroskopija ar iegremdēšanas sistēmu.
Pareizi iekrāsojot, grampozitīvām baktērijām ir zili violeta, gramnegatīva krāsa – rozā-sarkanā krāsā.
Lai iegūtu ticamus rezultātus, ir jāsagatavo uztriepes Grama krāsošanai no jaunām, aktīvi augošām (parasti vienas dienas) kultūrām, jo šūnas no vecām kultūrām dažreiz rada nestabilu Grama reakciju. Gramnegatīvās baktērijas var izskatīties kā grampozitīvas baktērijas, ja baktēriju plēve (uztriepe) ir pārāk bieza un alkohola atkrāsošana nav pabeigta. Grampozitīvās baktērijas var izskatīties kā gramnegatīvas baktērijas, ja uztriepe ir mainījusi krāsu ar spirtu.
3.3.3. Krāsošana skābes izturībai
Uz attaukota stikla priekšmetstikliņa ūdens pilē sagatavo pētāmās baktērijas uztriepi. Preparātu žāvē gaisā un nostiprina virs degļa liesmas. Uztriepes uzliek filtrējošo bamagu, preparātu pārlej ar Tsilya carbolic fuksīnu un karsē 2-3 reizes, līdz parādās tvaiki, turot priekšmetstikliņu ar pinceti augstu virs degļa liesmas. Tvaiku parādīšanos novēro, skatoties uz smērējumu no sāniem, un, kad tie parādās, tos uzreiz noliek malā.
narkotiku malā. Ļaujiet preparātam atdzist, noņemiet filtrpapīru, izmetiet krāsvielu un nomazgājiet uztriepi ar ūdeni. Tad
šūnas maina krāsu ar 5% skābes šķīdumu H https://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif "width =" 11 "height =" 23 src = ">. reizes glāzē sērskābes ,
nepaturot viņu viņā. Preparātu vēlreiz rūpīgi nomazgā ar ūdeni un no 3 līdz 5 minūtēm iekrāso ar metilēnzilu (saskaņā ar Leffler). Krāsu nolej, preparātu nomazgā ar ūdeni, nosusina un pārbauda ar iegremdēšanas sistēmu. Pareizi iekrāsojot, skābi izturīgo baktēriju šūnas ir sarkanas un nav izturīgas pret skābēm – zils.
3.3.4. Mobilitātes noteikšana
Testa kultūru iesēj kolonnā ar 0,2 ... 0,5% pusšķidra agara ar injekcijas metodi. Lai augšanas pazīmes izpaustos visskaidrāk, mēģenes sieniņas tiešā tuvumā tiek veikta punkcija. Sēju ievieto termostatā uz 24 stundām. Šādi veikta sēja ļauj identificēt un atdalīt kustīgos mikroorganismus no nekustīgajiem.
Nekustīgas baktēriju formas aug gar dūriena līniju, veidojot mazus cilindriskas vai koniskas formas izaugumus. Tajā pašā laikā vide paliek pilnīgi caurspīdīga. Mobilie mikrobi ar šādu sējumu izraisa izteiktu duļķainību, kas vairāk vai mazāk vienmērīgi izplatās visā barotnes biezumā.
3.4. Fizioloģisko un bioķīmisko īpašību izpēte
identificējamas baktērijas
3.4.1. Saistība ar molekulāro skābekli
Saistībā ar molekulāro skābekli mikroorganismus iedala četrās grupās: obligātie aerobi, mikroaerofīli, fakultatīvie aerobi (anaerobi) un obligātie anaerobi... Tiesāt
par mikroorganismu piederību noteiktai grupai, mikrobu suspensiju inokulē mēģenēs ar izkausētu un agara barotni, kas atdzesēta līdz 45 ºС temperatūrai. Sēšanu var veikt ar injekciju. Stingri aerobi augt uz barotnes virsmas un augšējā slānī, mikroaerofili- kādā attālumā no virsmas. Fakultatīvie anaerobi parasti attīstās visā barotnes biezumā. Stingri anaerobi augt tikai barotnes dziļumos, pašā mēģenes apakšā (6. attēls).
|
1 - aerobi; 2 - mikroaerofili; 3 - pēc izvēles anaerobi;
4 - anaerobi
6. attēls. Mikroorganismu augšana, sējot ar injekciju ( a) un inokulējot izkausētā blīvā vidē ( b)
3.4.2. Audzēšana uz barotnes ar glikozi un peptonu
Kultūru ar sterilu cilpu ievada šķidrā barotnē, kas satur: 5,0 g/l peptona, 1,0 g/l K2HP04, 10,0 g/l glikozes, 2 ml bromtimolzilā (1,6% spirta šķīdums), destilētu ūdeni ielej mēģenēs ( 8 ... 10 ml katra) ar pludiņiem. Audzēšanas ilgums ir 7 dienas termostatā 30 ° C temperatūrā. Mikroorganismu augšanu vai tās neesamību nosaka barotnes duļķainība, plēves vai nogulumu veidošanās. Indikatora krāsas maiņa (bromtimola zilā krāsa) norāda uz skābu (barotnes dzeltenā krāsa) vai sārmainu (barotnes zilā krāsa) vielmaiņas produktu veidošanos. Par gāzes veidošanos liecina tās uzkrāšanās pludiņā. Novērošanas rezultāti tiek salīdzināti ar sterilu vidi.
3.4.3. Audzēšana uz barotnes ar želatīnu
Ekstracelulāro proteolītisko enzīmu aktivitāti mikroorganismos nosaka, par substrātu izmantojot želatīnu, kazeīnu vai citus proteīnus. Trešdiena ar želatīnu sastāv no mezopatāmijas buljona (MPB) un 10 ... 15% želatīna (MPF). Sēšana tiek veikta ar injekciju.
Ar bakterioloģisko adatu no aplodas sterili atlasa mikroorganismu šūnas un adatu ievieto MPG kolonnas biezumā līdz mēģenes apakšai.
Audzēšanas ilgums ir no 7 līdz 10 dienām istabas temperatūrā. Želatīna sašķidrināšana tiek novērota vizuāli. Ja želatīns sašķidrinās, norādiet sašķidrināšanas intensitāti un formu - pa slānim, piltuvveida, maisveida, krāterveida, repveida, burbuļveida.
3.4.4. Augšana uz barotnes ar pienu
Uzklāšana uz "piena agara" Petri trauciņos tiek veikta, lai noteiktu baktēriju spēju sadalīt piena kazeīnu. Barotne sastāv no vienādām daļām sterila vājpiena un sterila 3% ūdens šķīduma agara-agara. Baktērijas tiek inokulētas cilpā, velkot gājienu pa trauka diametru vai sektora centrā, kurā trauks ir sadalīts. Baktēriju audzēšanas ilgums termostatā 30 ° C temperatūrā ir 7 dienas. Kazeīna hidrolīzi nosaka barotnes dzidrināšanas zona ap kolonijām vai mikroorganismu kultūra, kas audzēta gar svītru. Īpaši skaidri zona ir redzama pēc barotnes apstrādes ar izaugušām baktērijām ar 5% trihloretiķskābes šķīdumu. Kazeīna hidrolīzes zonu mēra milimetros no līnijas vai kolonijas malas līdz gaišās zonas robežai. Jo lielāks ir gaišās zonas diametrs, jo augstāka ir baktēriju kazeinolītiskā aktivitāte.
3.4.5. Augšana vidē ar cieti
Sēšana uz agara barotnes ar cieti (Petri trauciņos), kas satur (g/l): peptonu – 10,0; KN2R04 – 5,0; šķīstošā ciete – 2,0; agars – 15,0; pH 6,8 – 7.0, ražots, lai noteiktu amilāzes veidošanos no mikroorganismiem. Baktērijas tiek inokulētas cilpā, velkot gājienu pa trauka diametru vai sektora centrā, kurā trauks ir sadalīts. Baktērijas tika kultivētas 7 dienas termostatā 30 ° C temperatūrā. Cietes hidrolīze tiek konstatēta pēc barotnes apstrādes ar audzētajām baktērijām ar Lugola šķīdumu. Šim nolūkam uz barotnes virsmas ielej no 3 līdz 5 ml Lugola šķīduma. Barotne, kas satur cieti, kļūst zila, un hidrolīzes zona paliek bezkrāsaina vai kļūst sarkanbrūnā krāsā, ja ciete tiek hidrolizēta līdz dekstrīniem. Cietes hidrolīzes zonu mēra no svītras (kolonijas) malas līdz gaišās zonas robežai (mm). Jo lielāks ir gaismas zonas diametrs, jo augstāka ir amilāzes aktivitāte.
3.4.6 Katalāzes tests
Daļu izaudzētās kultūras, izmantojot bakterioloģisko cilpu, suspendē 3% ūdeņraža peroksīda pilē uz stikla priekšmetstikliņa. Par katalāzes klātbūtni liecina gāzes burbuļu veidošanās, kas novērota 1 ... 5 minūtes pēc baktēriju ievadīšanas ar neapbruņotu aci vai zem mikroskopa ar nelielu palielinājumu. Jūs varat uzklāt dažus pilienus ūdeņraža peroksīda tieši uz koloniju vai kultūru, kas audzēta uz agara slīpuma, un novērot molekulārā skābekļa attīstību.
3.4.7. Baktēriju jutīguma noteikšana
uz antibiotikām
Mikroorganismu jutību pret antibiotikām ir ērti noteikt, izmantojot gatavus papīra diskus, kas piesūcināti ar noteiktām antibiotikām. Izpētītie mikroorganismi tiek audzēti piemērotā cietā barotnē. Sterilā krāna ūdenī pagatavo biezu pētāmā mikroorganisma suspensiju, mazgājot šūnas ar ūdeni no cietas barotnes virsmas. Strādājot pie degļa liesmas, pievienojiet 1 ml iegūtās suspensijas
mēģenē ar 20 ml agara barotnes, izkausēta un atdzesēta līdz 50 ºС temperatūrai, piemēram, ar mezopatāmijas agaru (MPA). Ja mikroorganismi tika audzēti šķidrā barotnē, tad agaram pievieno atbilstošu kultūras tilpumu. Mēģenes saturu ātri un rūpīgi samaisa un ielej sterilā Petri trauciņā.
Kad vide sacietē, uz tās virsmas tiek uzlikts papīrs.
diski vienādā attālumā viens no otra un attālumā
1,5 ... 2,0 cm no krūzes malas. Petri trauciņus 2 stundas tur istabas temperatūrā, lai labāk izkliedētu antibiotikas agara barotnē, un pēc tam, neapgriežot, ievieto termostatā uz 24 stundām 30 ºС temperatūrā. Pēc dienas tiek atzīmēta pētāmo mikroorganismu augšanas nomākšanas zonu veidošanās ap diskiem. Ja pētāmā baktērija ir jutīga pret noteiktām antibiotikām, tad ap diskiem tiek konstatētas kultūras neaugšanas zonas. Augšanas kavēšanas zonas diametru mēra ar milimetru lineālu un rezultātus ieraksta 3. tabulā. Zona, kas lielāka par 30 mm, norāda
par mikroorganismu augsto jutību pret antibiotiku, un mazāk par 12 mm - par vājo jutību.
Kad eksperimentētājam ir risinājumi
antibiotikas vai kultūras šķidrums, kas satur
antibiotika, izmantojiet metodi, izmantojot agara biezuma caurumus.
Šajā gadījumā ar sterilu korķa urbi (diametrs no 6 līdz 8 mm) sasaldētā agara barotnē, kas inokulēta ar testējamo mikroorganismu, 1,5 ... 2,0 cm attālumā no krūzes malas izveido caurumus.
Iedobēs pievieno antibiotiku vai kultūras šķidruma šķīdumus. Šī metode ļauj atklāt arī šķidrā vidē audzētu mikroorganismu spēju veidot antibiotikas.
3. tabula – Antibiotiku ietekme uz baktēriju augšanu
Antibiotika | Augšanas kavēšanas zonu diametrs, mm |
Penicilīna disks | |
Disks ar hloramfenikolu |
4 KONTROLES JAUTĀJUMI
1. Definējiet šādus terminus:
- celms; autentisks celms; tipa celms;
- kolonija;
- kultūras īpašumiem;
- taksonomija;
- klasifikācija;
- nomenklatūra;
- plazmīda;
- fāgu tipēšana.
2. Kādas sadaļas ietver mikroorganismu taksonomiju? Norādiet to īpašības.
3. Kāpēc esošās mikroorganismu klasifikācijas sistēmas ir mākslīgas?
5. Kādas ir viena un tā paša veida mikroorganismu dažādu celmu īpašības?
6. Kuras mikroorganismu taksonomiskās kategorijas ir nepieciešamas un kuras nav obligātas?
7. Uzskaitiet mikroorganismu nomenklatūras pamatnoteikumus.
8. Kāds ir galvenais mikroorganismu noteikšanas mērķis?
9. Kāda ir atšķirība starp dažādu prokariotu un eikariotu grupu klasifikācijas un identifikācijas principiem?
10. Kādas īpašības tiek pētītas, aprakstot un identificējot baktērijas?
11. Kādas pazīmes ņem vērā, aprakstot virszemes, dziļās un grunts mikroorganismu kolonijas?
12. Kādas pazīmes tiek atzīmētas, aprakstot mikroorganismu augšanu insulta rezultātā?
13. Ko atzīmē, raksturojot mikroorganismu augšanu šķidrā barotnē?
14. Kādas pazīmes ietver baktēriju šūnu morfoloģiskās īpašības un organizāciju?
15. Kādas fizioloģiskās un bioķīmiskās īpašības tiek pētītas, identificējot baktērijas?
16. Kad nepieciešams lietot ķīmijtaksonomiskās metodes?
17. Kādi ir vielu piemēri, ko izmanto kā ķīmiski taksonomiskos marķierus?
18. Kādas ir olbaltumvielu taksonomijas iezīmes?
19. Aprakstiet skaitliskās taksonomijas metodi, kādi ierobežojumi tai ir?
20. Ar kādām metodēm novērtē baktēriju filoģenētiskās attiecības?
21. Kāda ir DNS zondes metodes būtība un atšķirība no metodes
DNS – DNS hibridizācija?
22. Kādas ir ribosomu RNS nukleotīdu secību analīzes metodes īpatnības?
23. Kādas zīmes tiek izmantotas par pamatu baktēriju klasifikācijai "Bergeja baktēriju identifikatorā"?
24. Kādas īpašības un pazīmes tiek pētītas, aprakstot jaunus baktēriju celmus?
25. Ar kādām metodēm nosaka identificēto baktēriju tīrību?
26. Kādi ir Grama krāsošanas tehnikas ieviešanas pamatnoteikumi?
27. Kādās grupās mikroorganismus iedala attiecībā pret molekulāro skābekli?
28. Kas tiek izmantots kā substrāts ārpusšūnu protolītisko enzīmu aktivitātes noteikšanai mikroorganismos?
29. Kādas metodes mikroorganismu jutības noteikšanai pret antibiotikām Jūs zināt, sniedziet to raksturojumu.
30. Ar kādu metodi nosaka amilāzes veidošanos mikroorganismiem?
31. Kā veiktā sēja ļauj identificēt un atdalīt kustīgos mikroorganismus no nekustīgajiem?
5 KRĀSvielu UN UZTURA LĪDZEKĻU RECEPTES
5.1. Fuksīna pamata karbolskābe (fuksīna Tsilya)
- 5% svaigi destilēta fenola ūdens šķīdums - 100 ml;
- bāzes fuksīna piesātināts spirta šķīdums - 10 ml;
Sagatavoto maisījumu pēc 48 stundām filtrē.
5.2 Metilēnzilais (saskaņā ar Leffler)
- piesātināts spirta metilēnzilā šķīdums - 30 ml;
- destilēts ūdens - 100 ml;
- 1% KOH ūdens šķīdums - 1 ml.
5.3. Gaļas peptona buljons (BCH)
500 g maltās gaļas bez taukiem un cīpslām ielej 1 litrā krāna ūdens un ekstrahē istabas temperatūrā 12 stundas vai termostatā 37 ºС 2 stundas un 50 ºС vienu stundu. Tad gaļu izspiež caur marli, un iegūto uzlējumu vāra 30 minūtes. Šajā gadījumā olbaltumvielas tiek koagulētas. Atdzesēto masu filtrē caur kokvilnas filtru un pievieno ūdeni līdz sākotnējam tilpumam. Pēc tam 1 litram gaļas buljona pievieno 5 līdz 10 g peptona un 5 g nātrija hlorīda. Vidi karsē, līdz peptons izšķīst, nepārtraukti maisot. BCH tiek sterilizēts 2 atm spiedienā 20 minūtes.
5.4. Gaļas peptona agars (MPA)
1 l MPB pievieno 20 g agara. Barotni karsē, līdz agars izšķīst, pēc tam tiek izveidota nedaudz sārmaina barotnes reakcija
20% NaCO64 šķīdums "height =" 52 "bgcolor =" white "style =" vertical-align: top; background: white ">
Notiek ielāde...