Identifikasi bakteri berdasarkan struktur antigenik. Reaksi serologis. Studi tentang sifat fisiologis dan biokimia

IDENTIFIKASI MIKROBA(Lat. Akhir. identificare untuk mengidentifikasi) - penentuan spesies atau jenis mikroba. I. m. adalah tahap mikrobiol yang paling penting, penelitian yang diperlukan untuk menentukan etiologi penyakit menular; ini sangat penting untuk epidemiologi, analisis wabah penyakit menular dan penerapan langkah-langkah efektif untuk menghilangkannya. I. m. juga banyak digunakan untuk martabat. penilaian tanah, udara, air dan makanan.

I. m. dilakukan dengan mempelajari kompleks sifat morfologi, budaya, biokimia, antigenik, patogen, dan lainnya dari suatu budaya tertentu, yang memungkinkan untuk menetapkan identitas (identitas) pada perwakilan khas spesies (tipe) tertentu. mikroorganisme. Untuk penelitian ini, biasanya diperlukan kultur murni, karena keberadaan mikroba asing dapat menyebabkan kesimpulan yang salah.

Pilihan metode penelitian I. m. sangat ditentukan oleh sumber isolasi mikroba (misalnya bahan yang diperoleh dari pasien, dari mayat atau benda lingkungan).

Penentuan sifat-sifat mikroorganisme

Tidak ada skema I.m. Untuk setiap kelompok mikroorganisme, identifikasi dilakukan berdasarkan karakteristik biolnya. Jadi, untuk identifikasi virus (lihat), jenis kultur sel tempat reproduksinya terjadi, sifat kerja sitopatik, pembentukan inklusi, struktur antigenik, dalam beberapa kasus morfologi virus, serta patogenisitas virus untuk hewan percobaan adalah penting.

Usulan beberapa peneliti patut mendapat perhatian [Cowan and Steel (S.T. Cowan, K.I. Steel), 1961, 1965; Seeley dan Van Demark (H.W. Seeley, V.I. Van Demark), 1972] menggunakan pewarnaan Gram sebagai titik awal untuk mengidentifikasi bakteri. Pada tahap pertama diferensiasi bakteri gram positif, penulis memperhitungkan bentuk sel, ketahanan asam, pembentukan spora, motilitas, produksi katalase, oksidase, dan hubungannya dengan glukosa, dan bakteri gram negatif - bentuk sel, motilitas , produksi katalase, oksidase, dan hubungannya dengan glukosa. Pada tahap penelitian selanjutnya, dengan menggunakan tabel yang mengkarakterisasi bakteri yang termasuk dalam genus tertentu, mereka menemukan kunci untuk mengidentifikasi spesies, subspesies, dan tipe.

Sifat morfologi dan tintorial

Studi tentang tanda-tanda morfoli dan tintorial suatu mikroba biasanya hanya merupakan tahap awal identifikasinya. Morfologi mikroorganisme dipelajari dengan mikroskop sediaan yang difiksasi dan diwarnai, serta mikroorganisme hidup yang tidak diwarnai dalam tetesan yang digantung atau dihancurkan.

Untuk pengamatan jangka panjang terhadap bakteri hidup, kamera khusus digunakan (Peshkova, Fontbrune). Pemeriksaan mikroskopis memungkinkan kita untuk menentukan bentuk, ukuran dan struktur mikroorganisme, posisi relatifnya, motilitas, jumlah dan distribusi flagela, bentuk dan posisi spora, serta pembentukan kapsul. Untuk mempelajari motilitas, diambil kultur kaldu muda (tidak lebih dari 6-8 jam) yang tumbuh cepat. Flagela lebih mudah dideteksi pada kultur agar-agar muda, sebaliknya spora pada kultur yang ditanam selama beberapa hari, dan kapsul pada patol dan eksudat. Untuk mikroskop tetes gantung, lebih baik menggunakan perangkat darkfield atau kontras fase. Perlu diperhatikan bahwa bentuk dan ukuran mikroorganisme berubah tergantung pada karakteristik strain, umur kultur, komposisi media, suhu inkubasi dan faktor lainnya.

Sifat tintorial mikroba ditentukan dengan pewarnaan sediaan tetap. Pewarnaan Gram memungkinkan Anda membagi semua bakteri menjadi 2 kelompok: gram negatif dan gram positif (lihat metode Gram). Pewarnaan Ziehl-Neelsen memungkinkan untuk membedakan bakteri tahan asam dari bakteri tidak tahan asam (lihat metode Ziehl-Neelsen). Dengan menggunakan metode khusus, elemen individu sel bakteri diidentifikasi: nukleoid, protoplasma dan inklusi (metode Romanovsky-Giemsa, Feilgen, Robineau, dll.), butiran metakromatik (lihat metode Neisser, dll.), flagela, kapsul dan spora. Metode antibodi fluoresen memungkinkan untuk menentukan terlebih dahulu jenis dan bahkan jenis mikroba (lihat Imunofluoresensi).

Dalam kasus di mana morfologi suatu mikroba spesifik, pemeriksaan mikroskopis dapat mengidentifikasinya. Secara medis Dalam mikrobiologi, identifikasi semacam ini hanya dibenarkan jika sesuai dengan irisan dan diagnosis. Jadi, misalnya, basil tahan asam dalam cairan serebrospinal pasien penderita wedge, gejala meningitis mungkin secara tentatif dikaitkan dengan mikobakteri tuberkulosis. Pewarnaan batang bulat telur bipolar gram negatif pada cairan kelenjar getah bening pasien dengan bubo inguinalis di daerah di mana wabah tersebar luas dapat dianggap sebagai bakteri wabah.

Sifat budaya menunjukkan bahwa suatu mikroba termasuk dalam kelompok tertentu dan menguraikan arah penelitian lebih lanjut untuk akhirnya mengidentifikasinya. Mereka ditentukan dengan menaburkan kultur yang diteliti pada media nutrisi (agar, kaldu, injeksi ke dalam gelatin, dll). Di antara ciri-ciri kultur bakteri dan jamur, penampilan dan struktur internal koloni yang terbentuk ketika kultur disemai pada media nutrisi padat adalah hal yang penting. Jika mikroba tidak tumbuh pada agar pepton daging biasa, maka media lain yang optimal harus digunakan. Koloni biasanya diperiksa setelah 24 jam inkubasi pada suhu 37°, dan kemudian diperiksa lagi dengan interval 1 - 3 hari. Saat mendeskripsikan koloni, perhatikan ukuran, warna (pembentukan pigmen), bentuk, profil, permukaan, tepi, kepadatan. Jika bakteri cenderung berdisosiasi menjadi varian fase (lihat Disosiasi bakteri), maka bakteri tersebut dipisahkan dengan cara diayak pada cawan Petri dengan media nutrisi. Apabila ditanam pada media nutrisi cair, pertumbuhannya berada di dekat bagian bawah, pertumbuhannya berbentuk lapisan tipis, atau kekeruhan medianya seragam. Dalam beberapa kasus, pertumbuhan dipelajari pada media khusus, seperti serum Loeffler, kentang gliserin, media yang mengandung darah, dll. Sifat kultur mikroba merupakan tambahan penting pada karakteristik morfologinya.

Resistensi mikroba terhadap berbagai faktor lingkungan

Resistensi mikroba terhadap berbagai faktor lingkungan digunakan dalam I. m., karena dalam beberapa kasus mikroba berbeda secara signifikan dalam karakteristik ini. Jadi, misalnya, bakteri yang tidak membawa spora dan bentuk vegetatif dari bakteri yang membawa spora sensitif terhadap suhu dan konsentrasi antiseptik yang rendah. Mereka mati pada suhu 60° dalam waktu setengah jam dan dalam larutan fenol 1% dalam waktu 1 jam. Bakteri tahan asam sensitif terhadap suhu tetapi relatif tahan terhadap disinfektan; mereka mati pada suhu 60° dalam waktu setengah jam, tetapi dalam cuaca dingin mereka sering kali menolak antiseptik selama beberapa jam. Spora bakteri sangat resisten (lihat Spora, bakteri). Mereka mati karena uap di bawah tekanan (pada suhu 120° selama setengah jam) atau karena antiseptik konsentrasi tinggi, misalnya, di bawah pengaruh fenol 5% selama beberapa jam. Oleh karena itu, jika dicurigai terbentuknya spora oleh suatu mikroba, dilakukan uji ketahanan suhu.

Untuk jenis bakteri tertentu, resistensi mereka terhadap antibiotik dan obat kemoterapi tertentu merupakan indikasinya. Jadi, misalnya, salah satu tes yang memungkinkan untuk membedakan vibrio kolera klasik dari vibrio El-Tor, serta Proteus mirabilis dari bakteri usus lainnya, adalah kemampuan vibrio El-Tor dan Proteus mirabilis untuk tumbuh. dengan adanya polimiksin B (50 unit dalam 1 ml dan lebih tinggi).

Fitur fisiologi dan aktivitas biokimia

Saat menentukan aktivitas biokimia mikroba, hubungannya dengan oksigen, karbon dioksida dan berbagai substrat, suhu pertumbuhan optimal, kemampuan hemolitik, serta pengaruh berbagai zat terhadap pertumbuhannya, termasuk faktor pertumbuhan bakteri, diperhitungkan (lihat ). Sehubungan dengan oksigen bebas, mikroba biasanya dibagi menjadi aerob ketat (lihat), anaerob ketat dan fakultatif (lihat). Oleh karena itu, untuk mengisolasi dan mengidentifikasi patogen, metode khusus dan media nutrisi digunakan yang mendorong pertumbuhan hanya perwakilan aerobik, aerobik fakultatif, atau anaerobik.

Untuk sebagian besar mikroba patogen, suhu budidaya optimal adalah 37° (lihat Bakteri).

Aktivitas hemolitik mikroba ditentukan dengan menumbuhkannya dalam cawan agar darah atau dengan menambahkan berbagai pengenceran kultur kaldu ke dalam suspensi eritrosit yang telah dicuci.

Studi tentang pengaruh berbagai biol, substrat dan bahan kimia terhadap pertumbuhan bakteri. senyawa (darah, serum, glukosa, nitrat, garam empedu, vitamin, asam amino, dll.) seringkali penting untuk membedakan kelompok mikroorganisme ini.

Bagi I. m., karakteristik aktivitas enzimatik mikroba, yang terdeteksi pada media yang mengandung gula dan alkohol, substrat protein dan lemak (sifat lipolitik), sangat penting, yang memungkinkan untuk mengidentifikasi perbedaan halus antara mikroba yang berkerabat dekat. Penting juga untuk menentukan sifat pereduksi bakteri dan kemampuannya membentuk indol, amonia, dan hidrogen sulfida, serta menggunakan sitrat dan tartrat (lihat Media diagnostik diferensial).

Struktur antigenik dan hubungannya dengan bakteriofag

Struktur antigenik dan hubungannya dengan bakteriofag dan bakterisin dipelajari pada tahap akhir I. m. Identifikasi struktur antigenik mikroba dilakukan dengan menggunakan berbagai reaksi serol, misalnya reaksi aglutinasi (lihat), fiksasi komplemen reaksi (lihat), dll.

Jika, dalam reaksi aglutinasi ekstensif, mikroba yang diuji beraglutinasi terhadap titer serum imun atau setengah titer, maka dalam praktiknya mikroba tersebut dapat dianggap termasuk dalam spesies (tipe) yang digunakan untuk menentukan serum tersebut. Untuk identifikasi lengkap, patogen yang diisolasi harus diaglutinasi untuk dititer dengan serum imun yang dibuat terhadap mikroba referensi: mikroba uji harus menyerap semua aglutinin dari serum ini. Di sisi lain, mikroba referensi harus diaglutinasi untuk dititrasi oleh serum yang dibuat melawan mikroba yang diteliti, dan juga menyerap semua aglutinin dari serum ini. Dengan kata lain, harus terjadi aglutinasi silang dan adsorpsi silang yang lengkap antara serum dan kedua mikroba. Reaksi aglutinasi kadang-kadang ditambah atau digantikan oleh reaksi pengendapan (lihat), serta reaksi hemaglutinasi tidak langsung (dengan sel darah merah yang mengandung antibodi). Serol, metode ini mengungkapkan perbedaan halus antara mikroba terkait. Seringkali ini merupakan satu-satunya metode yang tersedia untuk membedakan subspesies atau tipe dari suatu spesies tertentu.

Serum monoreseptor aglutinasi banyak digunakan dalam praktik laboratorium untuk identifikasi Salmonella, Shigella dan mikroba lainnya. Penggunaan metode imunofluoresensi (lihat), yang memungkinkan Anda melakukan I. m. dengan cepat (1 - 2 jam), juga sangat efektif.

Metode sensitif I. m. adalah mengetikkan kultur identifikasi dengan bakteriofag (lihat). Metode ini digunakan, misalnya, dalam studi basil tifoid (lihat fag Vi-tifoid), karena metode ini memungkinkan seseorang untuk mengenali fagotipe dalam suatu spesies. Fag spesifik digunakan untuk membedakan Shigella, vibrio kolera dari yang mirip kolera, vibrio kolera klasik dari vibrio El Tor, basil wabah dari bakteri pseudotuberkulosis dan bakteri lainnya.

Untuk membedakan beberapa bakteri dalam suatu spesies, digunakan fenomena bakteriosinogeni (lihat), serta menguji sensitivitas bakteri terhadap berbagai jenis bakterisin (kolikin, vibriosin, pestisida, difteriosin, dll). Colicinotyping telah diterapkan secara luas untuk menentukan apakah suatu kultur Shigella yang terisolasi termasuk dalam colicinotype tertentu.

Patogenisitas pada hewan

Patogenisitas mikroba biasanya ditentukan dalam percobaan pada tikus putih, kelinci percobaan dan kelinci. Hewan terinfeksi secara subkutan, intradermal, intramuskular, intravena, intraperitoneal, oral, intranasal, atau intraserebral (lihat Uji Biologis).

Saat mempelajari mikroorganisme patogen, terkadang perlu ditentukan apakah mereka menghasilkan eksotoksin. Untuk tujuan ini, filtrat kultur bakteri yang ditumbuhkan selama jangka waktu tertentu dalam media cair yang sesuai diuji pada hewan yang sensitif. Eksotoksin bakteri yang sangat beracun (difteri bacillus, tetanus bacillus, botulinum bacillus, dll.) menyebabkan penyakit pada hewan dengan gambaran klinis yang khas dan kematian selanjutnya dengan perubahan anatomi patologis yang khas. Untuk mendeteksi beberapa eksotoksin mikroba, kultur jaringan yang sensitif terhadapnya, serta embrio ayam, digunakan. Netralisasi eksotoksin dengan antitoksin spesifik memainkan peran penting dalam I. m.

Bibliografi: Krasilnikov N.A. Kunci bakteri dan actinomycetes, M.-L., 1949, bibliogr.; Panduan diagnosis mikrobiologi penyakit menular, ed. K. I. Matveeva, M., 1973; Tim dan kov V.D. dan Goldfarb D.M. Dasar-dasar bakteriologi medis eksperimental, M., 1958, bibliogr.; Manual Bergey tentang bakteriologi determinatif, ed. oleh R.E.Buchanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975, bibliogr.; Cowan S.T.a. Steel K. J. Manual untuk identifikasi bakteri medis, Cambridge, 1974; Metode identifikasi mikrobiologi, ed. oleh W.M. Gibbs a. FA Skinner, v. 1-2, L.-N.Y., 1966-1968; Kode internasional tata nama bakteri, ed. oleh S.P. Lapage a. o., Washington, 1975; M e u n e 1 1 G.G.a. M e y n e 1 1 E. Teori dan praktek dalam bakteriologi eksperimental, Cambridge, 1970, bibliogr.; Nomura M. Colicins dan bakteriosin terkait, Ann. Putaran. Mikrobiol., v. 21, hal. 257, 1967, daftar pustaka; W i 1-s o n G.S.a. M i 1 e s Prinsip bakteriologi dan imunitas A. A. Topley dan Wilson, v. 1-2, L., 1964.

A.V.Ponomarev.

Badan Federal untuk Pendidikan

Institut Teknologi Biysk (cabang)

lembaga pendidikan negara

pada mata kuliah “Biologi Umum dan Mikrobiologi”, “Mikrobiologi” untuk mahasiswa peminatan 240901 “Bioteknologi”,
260204 “Teknologi produksi fermentasi dan pembuatan anggur”
semua bentuk pendidikan

UDC 579.118:579.22

Kamenskaya, mikroorganisme: rekomendasi metodologis untuk pekerjaan laboratorium dalam kursus “Biologi Umum”
dan mikrobiologi", "Mikrobiologi" untuk mahasiswa peminatan 240901 "Bioteknologi", 260204 "Teknologi produksi fermentasi dan pembuatan anggur" dari segala bentuk pendidikan / ,
.

alternatif. negara teknologi. Universitas, BTI. – Biysk:

Penerbitan Alt. negara teknologi. Universitas, 2007. – 36 hal.

Pedoman ini membahas tentang konsep dasar, kaidah dan prinsip klasifikasi dan identifikasi mikroorganisme. Pekerjaan laboratorium disajikan untuk mempelajari berbagai sifat bakteri yang diperlukan untuk mendeskripsikan suatu strain bakteri dan mengidentifikasinya hingga tingkat genus.

Ditinjau dan disetujui

pada rapat departemen

"Bioteknologi".

Protokol Nomor 88 tanggal 01.01.2001

Pengulas:

Doktor Ilmu Biologi, Guru Besar, BPSU dinamai demikian.

© BTI AltSTU, 2007

© , 2007

1 KONSEP DASAR DAN ATURAN NAMA

MIKROORGANISME

Beberapa ribu spesies mikroorganisme telah dideskripsikan, namun diyakini jumlahnya kurang dari 1 % dari yang sebenarnya ada. Ilmu yang mempelajari keanekaragaman mikroorganisme merupakan pokok bahasan taksonomi. Tugas utamanya adalah menciptakan sistem alami yang mencerminkan hubungan filogenetik mikroorganisme. Sampai saat ini, taksonomi mikroorganisme terutama didasarkan pada karakteristik fenotipik: morfologi, fisiologis, biokimia, dll., sehingga sistem klasifikasi yang ada sebagian besar bersifat buatan. Namun, mereka relatif mudah untuk mengidentifikasi beberapa strain mikroorganisme yang baru diisolasi.

Taksonomi mencakup bagian-bagian seperti klasifikasi, nomenklatur Dan Eden sertifikasi . Klasifikasi menentukan urutan penempatan individu-individu dengan derajat homogenitas tertentu ke dalam kelompok-kelompok tertentu (taksa). Tata nama adalah seperangkat aturan penamaan taksa. Identifikasi berarti menentukan apakah organisme yang diteliti termasuk dalam takson tertentu.

Istilah “taksonomi” sering disamakan dengan sistematika, namun kadang-kadang dipahami sebagai bagian dari sistematika, termasuk teori klasifikasi, studi tentang sistem kategori taksonomi, batas-batas dan subordinasi taksa. Kategori taksonomi utama dalam mikrobiologi, seperti dalam ilmu biologi lainnya, adalah melihat- sekumpulan individu yang dicirikan oleh sejumlah ciri umum morfologi, fisiologis, biokimia, dan genetik molekuler.

Istilah “strain” mengacu pada kultur murni suatu mikroorganisme yang diisolasi dari habitat tertentu (air, tanah, tubuh hewan, dll.). Strain yang berbeda dari jenis mikroorganisme yang sama mungkin berbeda dalam beberapa karakteristik, misalnya sensitivitas terhadap antibiotik, kemampuan untuk mensintesis produk metabolisme tertentu, dll., namun perbedaan ini kurang spesifik pada spesies. Konsep “regangan” dalam mikrobiologi dan genetika agak berbeda: dalam mikrobiologi konsep ini lebih luas. Jenis mikroorganisme dikelompokkan ke dalam kategori taksonomi tingkat yang lebih tinggi: genera, famili, ordo, kelas, divisi, kingdom. Kategori-kategori ini disebut wajib. Ada juga kategori opsional: subkelas, subordo, subfamili, suku, subsuku, subgenus, subspesies. Namun, dalam taksonomi, kategori opsional jarang digunakan.

Tata nama mikroorganisme tunduk pada aturan internasional. Jadi, ada Kode Internasional Tata Nama Bakteri. Untuk jamur ragi, panduan utamanya adalah “Ragi. Sebuah Studi Taksonomi", untuk jamur dan alga berserabut - Kode Internasional Nomenklatur Botani.

Untuk memberi nama suatu benda dalam mikrobiologi, seperti dalam zoologi dan botani, mereka menggunakan biner atau binomial (dari Lat. bis- dua kali) sistem tata nama, yang menurutnya setiap spesies memiliki nama yang terdiri dari dua kata Latin. Kata pertama berarti genus, dan kata kedua mendefinisikan spesies tertentu dari genus ini dan disebut julukan tertentu. Nama generik selalu ditulis dengan huruf kapital, dan nama spesifiknya – dengan huruf kecil meskipun julukan tertentu diberikan untuk menghormati seorang ilmuwan, misalnya Klostridium pasteurianum. Dalam teks, terutama dengan grafik Latin, semua frasa dicetak miring. Apabila nama suatu mikroorganisme disebutkan berulang kali, nama generiknya dapat disingkat menjadi satu atau lebih huruf awal, misalnya. DENGAN.pasteurianum. Jika teks berisi nama dua mikroorganisme yang diawali dengan huruf yang sama (misalnya, Klostridium pasteurianum Dan Citrobacter freundii), maka singkatannya harus berbeda (S. pasteurianum Dan Kt. freundii). Jika suatu mikroorganisme diidentifikasi hanya pada genusnya, maka dituliskan kata sp sebagai ganti julukan spesifiknya. (jenis– mengetik), misalnya Pseudomonas sp. Dalam hal ini, apabila nama suatu mikroorganisme disebutkan kembali dalam teks, maka nama generiknya harus selalu ditulis lengkap.

Untuk memberi nama suatu subspesies, gunakan frasa yang terdiri dari nama genus, serta julukan spesifik dan subspesies. Untuk membedakan julukan-julukan ini, kombinasi huruf ditulis di antara keduanya, yang merupakan singkatan dari kata subspesies - “subsp.” atau (lebih jarang) "ss." Misalnya, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus.

Untuk setiap strain, sebutkan juga singkatan nama kumpulan kultur mikroorganisme tempat penyimpanannya, dan nomor yang mencantumkannya. Misalnya, Klostridium butyricum ATCC 19398 berarti bahwa strain tersebut disimpan dalam American Type Culture Collection (ATCC) dengan nomor 19398. Daftar koleksi mikroorganisme yang terkenal di dunia diberikan dalam Bergeys Manual of Systematic Bacteriology, 1984–1989), dalam katalog kultur mikroorganisme dan publikasi referensi lainnya.

Deskripsi setiap spesies mikroorganisme baru didasarkan pada jenis strain yang disimpan dalam salah satu kumpulan mikroorganisme dan berdasarkan totalitas sifat-sifat spesies tersebut.

dicirikan dalam artikel atau definisi asli. Tipe strain adalah tipe nomenklatur suatu spesies karena diberi nama spesies. Jika suatu strain yang awalnya termasuk dalam spesies yang sama kemudian dianggap layak untuk ditetapkan sebagai spesies khusus, maka strain tersebut harus diberi nama baru, nama spesies lama tetap dipertahankan untuk jenis dan strain yang terkait. Dalam hal ini, jumlah strain yang diganti namanya tetap sama. Strain asli adalah strain yang benar-benar sesuai dengan sifat-sifatnya.

Untuk suatu genus, tipe tata nama adalah tipe spesies yang ditunjuk secara khusus yang memiliki sekumpulan karakter yang paling khas dari perwakilan takson tertentu. Misalnya dalam bentuk barang Basil jenis spesiesnya adalah DI DALAM.halus.

Beberapa panduan dan katalog menunjukkan nama lama mikroorganisme yang berganti nama, serta nama penulis yang pertama kali mengisolasi mikroorganisme ini, dan tahun penerbitan organisme ini pertama kali dideskripsikan. Misalnya, salah satu jenis ragi ditunjukkan dalam katalog Koleksi Mikroorganisme Seluruh Rusia (VKM) sebagai Candida magnolia(Lodder et Kreger van Rij, 1952) Meyer et Yarrow 1978, BKM Y-1685. Artinya pertama kali dideskripsikan oleh Lodder dan Kreger van Rij dalam sebuah publikasi pada tahun 1952, saat itu spesies tersebut diberi nama torulopsis magnolia. Pada tahun 1978 torulopsis magnolia diganti namanya oleh peneliti seperti Meyer dan Yarrow menjadi Candida magnolia dan saat ini disimpan di VKM dengan nomor VKM Y-1685. Huruf Y di depan nomor regangan berarti “Ragi”.

Selain konsep “regangan”, istilah “varian”, “tipe”, dan “bentuk” digunakan dalam mikrobiologi. Mereka biasanya digunakan untuk menunjuk strain mikroorganisme yang berbeda dalam beberapa karakteristik dari jenis strain. Strain yang berbeda dari strain tipikal dalam ciri morfologinya disebut morfovar(morfotipe), karakteristik fisiologis dan biokimia – biovar(biotipe, tipe fisiologis), menurut kemampuan mensintesis senyawa kimia tertentu - hemovar(chemoform, chemotype), kondisi budidaya – kultivar, berdasarkan jenis respons terhadap masuknya bakteriofag - fagovar(fagotipe, lisotipe), karakteristik antigenik – serovar(serotipe)
dan seterusnya.

Dalam karya tentang genetika mikroorganisme istilah ini sering digunakan "klon", yang kami maksud adalah populasi sel yang berkerabat secara genetik yang diperoleh secara aseksual dari sel induk tunggal. Dalam biologi molekuler, klon mengacu pada banyak hal

salinan urutan DNA identik yang diperoleh dengan memasukkannya ke dalam vektor kloning (misalnya, plasmid). Istilah “strain hasil rekayasa genetika” atau “rekombinan” mengacu pada strain mikroorganisme yang diperoleh sebagai hasil manipulasi rekayasa genetika. Seringkali strain mikroorganisme baru diperoleh dengan menggunakan mutagen.

Setiap strain mikroorganisme baru yang diisolasi dari sumber alami atau buatan harus dikarakterisasi untuk memperoleh kumpulan data yang lengkap tentang sifat-sifat mikroorganisme tersebut.
dalam budaya murni. Data ini dapat digunakan, misalnya, untuk menyusun paspor strain yang bernilai industri, serta untuk identifikasinya.

Tujuan identifikasi – menetapkan posisi taksonomi dari strain yang diteliti berdasarkan perbandingan sifat-sifatnya dengan spesies yang dipelajari dan diterima (terdaftar secara resmi). Oleh karena itu, hasil identifikasi biasanya berupa identifikasi mikroorganisme yang diteliti dengan beberapa spesies atau penugasan
ke genus tertentu. Jika strain atau kelompok strain yang diteliti berbeda sifatnya dari perwakilan taksa yang diketahui, maka strain tersebut dapat dipisahkan menjadi takson baru. Untuk melakukan hal ini, uraian mengenai takson baru diberikan, termasuk, misalnya, dalam kasus bakteri, berikut ini: daftar strain yang termasuk dalam takson tersebut; karakteristik masing-masing strain; daftar properti yang dianggap penting
dalam takson; daftar properti yang memenuhi syarat suatu takson untuk diwakili dalam takson terdekat yang lebih tinggi; daftar karakteristik diagnostik yang membedakan takson yang diusulkan dari taksa yang berkerabat dekat; deskripsi terpisah tentang strain (spesies) yang khas; foto mikroorganisme.

Agar takson yang baru diusulkan dapat diterima secara resmi, uraiannya harus dipublikasikan menurut aturan tertentu. Misalnya, publikasi takson bakteri yang sah atau sah memerlukan publikasi artikel yang menjelaskannya di International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (IJSEM). Apabila publikasinya muncul pada jurnal ilmiah bereputasi lain (publikasi efektif), maka artikel dari jurnal tersebut akan dicetak ulang ke IJSEM. Sejak tahun 1980, IJSEM secara teratur menerbitkan apa yang disebut daftar nama resmi bakteri. Mereka mencantumkan semua nama bakteri yang telah dipublikasikan di IJSEM (publikasi aktual atau resmi) atau yang sebelumnya pernah dipublikasikan di IJSEM

jurnal bereputasi lainnya. Setelah nama bakteri dimasukkan dalam daftar nama resmi IJSEM, nama tersebut dianggap sah, terlepas dari apakah nama tersebut telah dipublikasikan sebelumnya di IJSEM atau jurnal lain. Tanggal penerbitan nama suatu takson tertentu dalam IJSEM atau dalam daftar nama sah IJSEM menjadi prioritas bagi takson tersebut.

Kultur suatu strain tipe mikroorganisme jenis baru dipindahkan untuk disimpan ke salah satu kumpulan mikroorganisme penting dunia. Jika strain tipe hilang, maka dapat digantikan dengan strain neotype. Dalam hal ini, harus dipastikan bahwa sifat-sifat strain baru tersebut sesuai dengan deskripsi strain yang hilang. Untuk menunjukkan bahwa suatu takson diusulkan untuk pertama kalinya, singkatan "fam" ditambahkan setelah nama famili baru. nov.”, genus baru – “gen. nov.”, dan spesies baru – “sp. November." Misalnya,
pada tahun 2000, bersama rekan penulis, sebuah keluarga bakteri baru diusulkan - Oscillochloridaceae, keluarga. November Ungkapan “spesies insertac sedis” berarti bahwa kita berbicara tentang suatu spesies yang untuk sementara waktu tidak mempunyai status taksonomi yang pasti, karena tidak jelas di takson mana dari ordo yang lebih tinggi - genus atau famili - spesies tersebut harus ditempatkan karena kurangnya data eksperimen yang diperlukan untuk ini
data.

2 DESKRIPSI DAN IDENTIFIKASI

MIKROORGANISME

Sebagaimana telah disebutkan, prinsip klasifikasi dan identifikasi berbagai kelompok mikroorganisme prokariota dan eukariotik memiliki perbedaan yang signifikan. Identifikasi jamur ke kelas, pesanan
dan keluarga didasarkan pada ciri-ciri struktural dan metode pembentukan, pertama-tama, struktur seksual. Selain itu, karakteristik sporulasi aseksual, struktur dan tingkat perkembangan miselium (belum sempurna, berkembang dengan baik, bersekat atau nonseptat), karakteristik budaya (koloni) dan fisiologis. Diferensiasi genera dalam famili dan identifikasi spesies dilakukan dengan menggunakan karakter morfologi yang diperoleh
menggunakan mikroskop elektron, serta fitur fisiologis dan budaya. Tidak ada determinan tunggal untuk mengidentifikasi semua jamur, sehingga terlebih dahulu ditentukan kelas atau ordo jamur yang diidentifikasi, kemudian digunakan determinan yang sesuai untuk kelas atau ordo tersebut.

Identifikasi jamur khamir yang merupakan salah satu objek yang banyak digunakan dalam berbagai penelitian mikrobiologi didasarkan pada ciri-ciri budaya (makromorfologi), sitologi, fisiologis dan biokimia, ciri-ciri siklus hidup dan proses seksual, ciri-ciri khusus yang berkaitan dengan ekologi, dan dilakukan. keluar menggunakan determinan khusus untuk ragi.

Taksonomi bentuk mikroskopis alga didasarkan pada struktur selnya dan komposisi pigmennya. Posisi sistematis protozoa ditentukan dengan menggunakan ciri morfologi dan siklus hidup. Dengan demikian, identifikasi eukariota terutama didasarkan pada ciri morfologi dan siklus perkembangannya.

Identifikasi prokariota, yang secara morfologis kurang beragam dibandingkan eukariota, didasarkan pada penggunaan berbagai karakter fenotipik dan, dalam banyak kasus, genotip. Lebih jauh lagi, daripada identifikasi eukariota, hal ini didasarkan pada karakteristik fungsional, karena sebagian besar bakteri dapat diidentifikasi bukan dari penampilannya, tetapi hanya dengan mengetahui proses apa yang mampu mereka lakukan.

Saat mendeskripsikan dan mengidentifikasi bakteri, sifat budayanya, morfologi, organisasi sel, karakteristik fisiologis dan biokimia, komposisi kimia sel, kandungan

guanin dan sitosin (GC) dalam DNA, urutan nukleotida dalam gen yang mengkode sintesis 16S rRNA dan karakteristik fenotip dan genotip lainnya. Dalam hal ini, aturan berikut harus dipatuhi: bekerja dengan kultur murni, menggunakan metode penelitian standar, dan juga menggunakan sel yang berada dalam keadaan fisiologis aktif untuk inokulasi.

2.1 Kekayaan budaya

Sifat kultural atau makromorfologi meliputi ciri-ciri pertumbuhan mikroorganisme pada media nutrisi padat dan cair.

2.1.1 Pertumbuhan pada media padat

Pada permukaan media nutrisi padat, tergantung pada pembibitannya, mikroorganisme dapat tumbuh dalam bentuk koloni, coretan atau rumput terus menerus. Koloni disebut sekelompok sel terisolasi dari jenis yang sama, tumbuh dalam banyak kasus dari satu sel. Tergantung di mana sel berkembang (di permukaan media nutrisi padat, di ketebalannya, atau di dasar wadah), mereka dibedakan dangkal, dalam Dan dasar koloni.

Pendidikan di atasakhir Koloni adalah ciri paling signifikan dari pertumbuhan banyak mikroorganisme pada substrat padat. Koloni tersebut sangat beragam. Saat menjelaskannya, karakteristik berikut diperhitungkan:

Profil– datar, cembung, berbentuk kawah, berbentuk kerucut, dll. (Gambar 1);

membentuk– bulat, amoeboid, tidak beraturan, rizoid, dll. (Gambar 2);

ukuran (diameter)– diukur dalam milimeter; jika ukuran koloni tidak melebihi 1 mm, maka disebut titik;

permukaan– halus, kasar, beralur, terlipat, berkerut, dengan lingkaran konsentris atau lurik radial;

bersinar Dan transparansi– koloninya mengkilat, matte, kusam, berbentuk tepung, transparan;

warna– tidak berwarna (koloni putih kotor tergolong tidak berwarna) atau berpigmen – putih, kuning, emas, oranye
vaya, ungu, merah, hitam, dll.; terutama perhatikan alokasi di

substrat pigmen; ketika menggambarkan koloni actinomycetes, pigmentasi miselium udara dan substrat dicatat, serta pelepasan pigmen ke dalam medium;

tepian– halus, bergelombang, bergerigi, berpohon, dll. (Gambar 3);

struktur– homogen, berbutir halus atau kasar, mengalir, dll. (Gambar 4); tepi dan struktur koloni ditentukan dengan menggunakan kaca pembesar atau mikroskop dengan perbesaran rendah. Untuk melakukan ini, cawan Petri ditempatkan di atas panggung mikroskop dengan tutupnya menghadap ke bawah;

konsistensi ditentukan dengan menyentuh permukaan koloni dengan lingkaran. Koloni mudah dikeluarkan dari agar-agar, padat, lunak atau tumbuh ke dalam agar-agar, berlendir (menempel pada loop), kental, tampak seperti film (terlepas seluruhnya), rapuh (mudah pecah bila disentuh loop) .

1 - melengkung; 2 – berbentuk kawah; 3 – kental;

4 – tumbuh ke dalam substrat; 5 - datar; 6 – cembung;

7 – berbentuk tetesan air mata; 8 – berbentuk kerucut

Gambar 1 – Profil koloni

koloni yang dalam, sebaliknya, mereka cukup monoton. Paling sering mereka terlihat seperti lentil yang kurang lebih pipih,
dalam proyeksinya berbentuk oval dengan ujung runcing. Hanya
pada beberapa bakteri, koloni dalam menyerupai jumbai kapas
dengan pertumbuhan berserabut ke dalam media nutrisi. Pembentukan koloni yang dalam sering kali disertai dengan pecahnya media padat jika mikroorganisme melepaskan karbon dioksida atau gas lainnya.

Koloni terbawah Berbagai mikroorganisme biasanya berbentuk lapisan tipis transparan yang menyebar di sepanjang bagian bawah.

Ukuran dan ciri-ciri koloni lainnya dapat berubah seiring bertambahnya usia dan bergantung pada komposisi lingkungan. Oleh karena itu, ketika mendeskripsikannya, sebutkan umur budidaya, komposisi media dan suhu budidaya.

1 - bulat; 2 – bulat dengan tepi bergerigi; 3 – bulat dengan gulungan di bagian tepinya; 4, 5 – rizoid; 6 – dengan tepi rizoid; 7 – amoeboid;
8 – seperti benang; 9 – dilipat; 10 – salah;

11 – konsentris; 12 - kompleks

Gambar 2 – Bentuk koloni

/ - mulus; 2 - bergelombang; 3 – bergigi; 4 – berbilah; 5 – salah; 6 – bersilia; 7 – berserabut; 8 – jahat; 9 - bercabang

Gambar 3 – Tepi koloni

1 – homogen; 2 – berbutir halus; 3 – berbutir kasar;

4 – mengalir; 5 – berserat

Gambar 4 – Struktur koloni

Saat menggambarkan pertumbuhan mikroorganisme dengan pukulan perhatikan ciri-ciri berikut: sedikit, sedang atau melimpah, terus menerus
dengan tepi halus atau bergelombang, berbentuk bening, menyerupai rantai koloni terisolasi, menyebar, menyirip, mirip pohon, atau rizoid (Gambar 5). Ciri-ciri sifat optik plak, warna, permukaan dan konsistensinya.

Untuk menggambarkan pertumbuhan koloni dan garis, banyak mikroorganisme yang sering ditumbuhkan pada agar pepton daging. Gelatin pepton daging juga digunakan. Untuk melihat koloni yang lebih dalam, media yang mengandung agar atau gelatin direkomendasikan untuk diklarifikasi.

1 – padat dengan tepi halus; 2 – padat dengan tepi bergelombang; 3 – terlihat jelas; 4 – menyebar; 5 – berbulu; 6 – rizoid

Gambar 5 – Pertumbuhan bakteri di sepanjang garis

2.1.2. Pertumbuhan di media cair

Pertumbuhan mikroorganisme pada media nutrisi cair lebih seragam dan disertai dengan kekeruhan media, terbentuknya lapisan film atau sedimen. Mencirikan pertumbuhan mikroorganisme dalam media cair, dicatat tingkat kekeruhan(lemah, sedang atau kuat), fitur film(tipis, padat atau longgar, halus atau terlipat),
dan ketika sedimen terbentuk, ditunjukkan apakah sedimen tersebut sedikit atau melimpah, padat, gembur, berlendir atau bersisik.

Seringkali pertumbuhan mikroorganisme disertai dengan munculnya bau, pigmentasi lingkungan, dan keluarnya gas. Yang terakhir dideteksi dengan pembentukan busa, gelembung, dan juga dengan bantuan "pelampung" - tabung kecil yang disegel di salah satu ujungnya. Pelampung ditempatkan
ke dalam tabung reaksi yang ujungnya tertutup rapat sebelum mensterilkan media dan pastikan media terisi penuh. Jika gas dilepaskan, ia terakumulasi dalam pelampung dalam bentuk gelembung.

Untuk menggambarkan pola pertumbuhan mikroorganisme pada media cair, maka ditumbuhkan pada media meat peptone kaldu (MPB) atau pada media lain yang menjamin pertumbuhan yang baik.

2.2 Ciri morfologi

Ciri-ciri morfologi dan susunan sel bakteri meliputi ciri-ciri seperti bentuk dan ukuran sel, motilitasnya, keberadaan flagela dan jenis flagela, serta kemampuan membentuk spora. Deteksi dalam sel mungkin juga berguna.
karakteristik sistem membran (klorosom, karboksisom, fikobilisom, vakuola gas, dll.) yang melekat pada kelompok bakteri tertentu
rium, serta inklusi (badan parasporal, butiran volutin,
poli-β-hidroksibutirat, polisakarida, dll.). Pewarnaan Gram pada sel sangat penting untuk taksonomi bakteri.
dan struktur dinding selnya.

2.3 Sifat fisiologis dan biokimia

Studi tentang sifat fisiologis dan biokimia meliputi, pertama-tama, penetapan metode nutrisi bakteri yang diteliti (foto/kemo-, auto/heterotrofi) dan jenis metabolisme energi (kemampuan fermentasi, respirasi aerobik atau anaerobik atau fotosintesis). . Penting untuk menentukan karakteristik seperti rasio bakteri terhadap oksigen molekuler, suhu, pH lingkungan, salinitas, cahaya dan faktor lingkungan lainnya. Dalam kelompok tanda ini

Ini juga mencakup daftar substrat yang digunakan sebagai sumber karbon, nitrogen dan sulfur, kebutuhan vitamin dan faktor pertumbuhan lainnya, pembentukan produk metabolisme yang khas, dan keberadaan enzim tertentu. Untuk tujuan ini, tes khusus digunakan.

Banyak tes yang digunakan untuk mendeteksi tanda-tanda ini (kadang disebut tes rutin) penting untuk diagnosis dan banyak digunakan dalam mikrobiologi medis. Produksinya memerlukan investasi waktu yang signifikan, sejumlah besar media dan reagen yang kompleks, kepatuhan terhadap kondisi standar, dan pelaksanaan yang cermat. Untuk mempercepat dan memfasilitasi proses identifikasi beberapa mikroorganisme yang terutama memiliki kepentingan medis, berbagai sistem pengujian telah dikembangkan, misalnya sistem Oxi/Ferm Tube, Mycotube dan Enterotube II dari Hoffmann-La Roche (Swiss), dll. Jadi, sistem Enterotube II, yang dirancang untuk identifikasi enterobakteri, merupakan ruang plastik dengan 12 sel yang berisi media diagnostik berwarna. Inokulasi seluruh media dilakukan dengan gerakan translasi-rotasi melalui ruang jarum dengan bahan benih. Inkubasi dilakukan selama 24 jam pada suhu 37 ºС. Hasil uji positif atau negatif dinilai dari perubahan warna medium, pecahnya agar-agar (uji pembentukan gas) atau setelah dimasukkannya reagen khusus (uji pembentukan indol, reaksi Voges-Proskauer). Setiap ciri ditandai dengan nomor tertentu, sehingga data yang diperoleh dapat dimasukkan ke dalam komputer dengan program yang sesuai dan mendapat jawaban tentang posisi taksonomi strain yang diteliti.

Penentuan komposisi sel bakteri juga penting untuk sistematikanya (kemosistematika). Metode kemotaksonomi dapat menjadi penting, khususnya untuk kelompok bakteri yang karakteristik morfologi dan fisiologisnya sangat bervariasi dan tidak cukup untuk identifikasi yang memuaskan. Dinding sel prokariota yang berbeda mencakup beberapa kelas heteropolimer unik: murein (atau pseudomurein), lipopolisakarida, asam mikolat dan teichoic. Komposisi dinding sel juga menentukan sifat serologis bakteri. Hal ini mendasari metode imunokimia untuk identifikasi mereka.

Komposisi lipid dan asam lemak sel bakteri terkadang juga digunakan sebagai penanda kemotaksonomi. Studi intensif tentang asam lemak menjadi mungkin dengan berkembangnya analisis kromatografi gas. Perbedaan komposisi lipid digunakan untuk mengidentifikasi bakteri pada tingkat genus bahkan spesies. Namun metode ini mempunyai keterbatasan, karena kandungan asam lemak dalam sel mungkin bergantung pada kondisi kultur dan umur kultur.

Taksonomi beberapa bakteri memperhitungkan komposisi kuinon
dan pembawa elektron lainnya, serta pigmen.

Informasi penting tentang hubungan timbal balik bakteri dapat diperoleh dengan mempelajari protein seluler - produk translasi gen. Berdasarkan studi tentang membran, ribosom, protein seluler total, serta enzim individu, arah baru terbentuk - taksonomi protein. Spektrum protein ribosom termasuk yang paling stabil dan digunakan untuk mengidentifikasi bakteri pada tingkat keluarga atau ordo. Spektrum protein membran dapat mencerminkan genus, spesies, dan bahkan perbedaan intraspesifik. Namun, karakteristik senyawa kimia suatu sel tidak dapat digunakan untuk mengidentifikasi bakteri secara terpisah dari data lain yang menggambarkan fenotipe, karena tidak ada kriteria untuk menilai signifikansi karakteristik fenotipik.

Terkadang suatu metode digunakan untuk mengidentifikasi bakteri atau mikroorganisme lain, seperti ragi. taksonomi numerik (atau Adansonian).. Hal ini didasarkan pada gagasan ahli botani Perancis M. Adanson, yang mengusulkan bahwa berbagai sifat fenotipik yang dapat diperhitungkan harus dianggap setara, yang memungkinkan untuk mengukur jarak taksonomi antar organisme dalam bentuk rasio. jumlah sifat positif terhadap jumlah total yang diteliti. Kesamaan antara dua organisme yang diteliti ditentukan dengan penilaian kuantitatif sebanyak mungkin (biasanya paling sedikit seratus) karakteristik fenotipik, yang dipilih sehingga pilihannya bersifat alternatif dan dapat ditunjukkan dengan tanda “minus” dan “plus”. Derajat kemiripan ditentukan berdasarkan jumlah fitur yang cocok dan dinyatakan sebagai koefisien korespondensi S:

Di mana A + D– jumlah karakteristik strain A dan B yang bertepatan;

A– kedua strain dengan karakteristik positif;

D– keduanya dengan negatif;

B– jumlah karakteristik dimana strain A positif, strain B negatif;

Dengan– jumlah karakteristik dimana strain A negatif dan strain B positif.

Nilai koefisien korespondensi dapat bervariasi dari 0 hingga 1. Koefisien 1 berarti identitas lengkap, 0 berarti ketidaksamaan total. Evaluasi kombinasi karakteristik dilakukan dengan menggunakan komputer. Hasil yang diperoleh disajikan dalam bentuk matriks kemiripan dan/atau dalam bentuk dendrogram. Taksonomi numerik dapat digunakan ketika menilai kesamaan antara taksa mikroorganisme tingkat rendah saja (genus, spesies). Ini tidak memungkinkan seseorang untuk menarik kesimpulan langsung mengenai hubungan genetik mikroorganisme, namun sampai batas tertentu mencerminkan sifat filogenetiknya. Dengan demikian, telah diketahui bahwa karakteristik fenotipik bakteri yang saat ini dapat dipelajari mencerminkan 5 hingga 20% sifat genotipenya.

2.4 Studi genotipe

Studi tentang genotipe mikroorganisme menjadi mungkin karena keberhasilan pengembangan biologi molekuler dan menyebabkan munculnya genosistematika. Penelitian genotipe berdasarkan analisis asam nukleat, pada prinsipnya, memungkinkan untuk membangun sistem mikroorganisme alami (filogenetik) dari waktu ke waktu. Hubungan filogenetik bakteri dinilai penentuan kandungan molar guanin dan sitosin (GC) dalam DNA, metode DNA–DNA dan DNA–hibridisasi rRNA menggunakan probe DNA, serta mempelajari urutan nukleotida pada 5S, J6 SDan
23 S rRNA.

2.4.1 Penentuan kandungan molar GC

Penentuan kandungan molar GC dari jumlah total basa DNA pada prokariota, sebagaimana telah ditunjukkan, berkisar antara 25 hingga 75%. Setiap spesies bakteri memiliki DNA dengan karakteristik kandungan GC rata-rata. Namun, karena kode genetik mengalami degenerasi, dan pengkodean genetik tidak hanya didasarkan pada kandungan basa nukleotida dalam unit pengkodean (kembar tiga), tetapi juga pada posisi relatif, rata-rata kandungan GC yang sama dalam DNA dua spesies bakteri dapat terjadi. disertai dengan genotipnya yang signifikan

divisi. Jika dua organisme memiliki komposisi nukleotida yang sangat mirip, maka ini dapat menjadi bukti hubungan evolusioner mereka hanya jika mereka memiliki sejumlah besar kesamaan karakteristik fenotipik atau kesamaan genetik yang dikonfirmasi dengan metode lain. Pada saat yang sama, perbedaan (lebih dari 10...15%) dalam komposisi nukleotida DNA dari dua strain bakteri dengan sifat fenotipik yang sama menunjukkan bahwa mereka setidaknya termasuk dalam spesies yang berbeda.

2.4.2 Metode DNA –Hibridisasi DNA

Metode ini lebih penting untuk menilai keterkaitan genetik bakteri. Ketika percobaan dilakukan dengan hati-hati, informasi berharga dapat diperoleh tentang tingkat homologi genetiknya. Dalam satu spesies bakteri, derajat homologi genetik suatu strain mencapai 70 hingga 100%. Namun, jika, sebagai akibat dari divergensi evolusi, urutan basa nukleotida dari genom dua bakteri semakin berbeda, maka reasosiasi DNA-DNA spesifik menjadi sangat lemah sehingga tidak dapat diukur. Dalam hal ini, hibridisasi DNA-rRNA memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan jangkauan organisme di mana tingkat homologi genetik dapat ditentukan karena fakta bahwa pada bagian yang relatif kecil dari genom bakteri yang mengkode RNA ribosom, urutan basa asli dipertahankan jauh lebih lengkap dibandingkan bagian lain dari kromosom. Akibatnya, hibridisasi DNA-rRNA sering kali menunjukkan homologi yang cukup tinggi dalam genom bakteri di mana asosiasi ulang DNA-DNA tidak menunjukkan homologi yang nyata.

2.4.3 Metode pemeriksaan DNA (gene probe).

Metode penyelidikan DNA adalah variasi dari metode hibridisasi molekul DNA-DNA. Dalam hal ini, reaksi hibridisasi dilakukan bukan antara dua preparasi DNA total, tetapi antara sebuah fragmen rangkaian nukleotida DNA (probe), termasuk gen (penanda genetik) yang bertanggung jawab atas fungsi tertentu (misalnya, resistensi terhadap beberapa antibiotik. ), dan DNA bakteri yang sedang dipelajari. Cara paling umum untuk membuat penyelidikan gen adalah dengan mengisolasi fragmen tertentu melalui kloning molekuler. Untuk melakukan ini, pertama-tama buat bank gen bakteri yang diteliti dengan membagi DNA-nya dengan endonuklease.

pembatasan, dan kemudian memilih klon yang diinginkan dari jumlah fragmen DNA dengan elektroforesis, diikuti dengan pemeriksaan sifat genetik fragmen tersebut dengan transformasi. Selanjutnya, fragmen DNA yang dipilih diikat menjadi plasmid (vektor) yang sesuai,
dan plasmid gabungan ini dimasukkan ke dalam strain bakteri yang sesuai untuk bekerja (misalnya, Escherichia E.coli). DNA plasmid diisolasi dari biomassa bakteri yang membawa probe DNA dan diberi label, misalnya dengan label radioisotop. Kemudian probe DNA dihibridisasi
dengan DNA bakteri. Area hibrid yang dihasilkan ditunjukkan dengan autoradiografi. Berdasarkan frekuensi relatif hibridisasi penanda genetik dengan kromosom bakteri tertentu, mereka membuat
kesimpulan tentang hubungan genetik bakteri ini dengan strain yang diteliti.

2.4.4 Metode analisis urutan nukleotida

dalam RNA ribosom

Untuk mengidentifikasi bakteri dan membuat sistem filogenetik untuk klasifikasinya, metode yang paling luas dan penting adalah analisis urutan nukleotida pada RNA ribosom. Molekul rRNA 5S, 16S dan 23S mengandung daerah dengan tingkat stabilitas genetik tertinggi. Dipercayai bahwa mereka berada di luar mekanisme seleksi alam dan berevolusi hanya sebagai akibat dari mutasi spontan yang terjadi pada tingkat yang konstan. Akumulasi mutasi hanya bergantung pada waktu, oleh karena itu informasi urutan nukleotida molekul tersebut dianggap paling objektif untuk menentukan hubungan filogenetik organisme pada tingkat subspesies hingga kingdom. Dalam hal analisis
5S rRNA biasanya menentukan urutan lengkap nukleotida, yang dalam molekul pada prokariota ini adalah 120 nukleotida. Saat mempelajari rRNA 16S dan 23S, yang masing-masing mengandung 1500 dan 2500 nukleotida, oligonukleotida yang diperoleh dari molekul-molekul ini sering dianalisis menggunakan endonuklease restriksi spesifik. Studi yang paling luas adalah studi tentang urutan nukleotida pada 16S rRNA. Studi tentang struktur 16S rRNA dari perwakilan berbagai mikroorganisme mengarah pada identifikasi sekelompok archaea di antara prokariota. Nilai koefisien kemiripan SAB, memisahkan rRNA I6S bakteri dan archaea berada dalam kisaran 0,1, sedangkan nilainya SAB, sama dengan 1,0 sesuai dengan homologi lengkap urutan nukleotida, dan 0,02 sesuai dengan tingkat kebetulan acak.

Dendrogram semakin banyak diusulkan untuk identifikasi bakteri, menunjukkan hubungan antara genera, spesies, atau strain bakteri berdasarkan studi tentang urutan nukleotida (atau oligonukleotida) dalam rRNA, serta DNA-DNA.
dan hibridisasi DNA-rRNA. Namun, identifikasi bakteri sebelum lahir hanya berdasarkan metode genetik tanpa mempelajari terlebih dahulu karakteristik fenotipiknya seringkali mustahil dilakukan. Oleh karena itu, pendekatan terbaik untuk mengerjakan taksonomi bakteri adalah dengan mempelajari sifat genotip dan fenotipik. Jika terjadi ketidakkonsistenan antara data filogenetik dan fenotipik, prioritas untuk sementara diberikan kepada data fenotipik.

Tantangan khususnya adalah identifikasi bakteri dan archaea, khususnya spesies laut, yang tidak dapat tumbuh pada media nutrisi laboratorium yang diketahui sehingga kultur murni tidak dapat diperoleh. Sampai saat ini, masalah ini tampaknya tidak terpecahkan. Namun, sekitar 15 tahun yang lalu, metode dikembangkan yang memungkinkan untuk mengekstraksi, mengkloning, mengurutkan
dan membandingkan RNA ribosom langsung dari lingkungan. Hal ini memungkinkan penghitungan dan identifikasi mikroorganisme yang menghuni biotope tertentu secara akurat tanpa mengisolasinya ke dalam kultur murni. Suatu mikroorganisme yang teridentifikasi yang “tidak dapat dibudidayakan” di laboratorium bahkan dapat dijelaskan, tetapi dengan tambahan kata “candidatus” (kandidat). Kata “candidatus” akan menyertai spesies baru ini sampai para ilmuwan menemukan kondisi untuk membudidayakan organisme ini di laboratorium dan memperoleh kultur murni dari organisme tersebut, yang memungkinkan semua sifat-sifatnya dipelajari dan dipublikasikan secara legal.

Identifikasi bakteri biasanya dilakukan dengan menggunakan Bergey's Manual of Determinative Bacteriology. Edisi pertama manual ini diterbitkan pada tahun 1923 di bawah kepemimpinan ahli bakteriologi terkenal Amerika D. H. Bergey (1860–1937). dengan partisipasi para ahli mikrobiologi terkemuka dunia. Pada edisi terbaru kesembilan, semua bakteri dibagi menjadi 35 kelompok sesuai dengan karakteristik fenotipik yang mudah diidentifikasi.
dalam nama grup. Posisi taksonomi bakteri dalam kelompok ditentukan dengan menggunakan tabel dan kunci yang disusun berdasarkan sejumlah kecil karakter fenotipik. Tabel diferensiasi untuk membedakan spesies bakteri dari genera tertentu, misalnya genus Basil, tidak diberikan, dan pembaca dirujuk ke Panduan Burgee tentang Taksonomi Bakteri.

Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, 1984–1989 yang terdiri dari empat jilid berisi informasi lebih lengkap tentang posisi taksonomi bakteri. Untuk setiap kelompok bakteri, diberikan deskripsi genera yang termasuk di dalamnya
dan spesies, termasuk yang status taksonominya tidak jelas. Selain uraian fenotipik secara rinci, meliputi morfologi, organisasi dan komposisi kimia sel, sifat antigenik, jenis koloni, ciri-ciri siklus hidup dan ekologi, ciri-ciri genera juga memberikan informasi mengenai kandungan GCs dalam DNA, hasil hibridisasi DNA-DNA dan DNA-rRNA. Kunci dan tabel memungkinkan Anda mengidentifikasi bakteri tidak hanya berdasarkan genus, tetapi juga berdasarkan spesies.

Saat ini, edisi kedua dari empat jilid Bergcy's Manual of Systematic Bacteriology telah diterbitkan. Jilid pertama diterbitkan pada tahun 2002. Selain itu, ada sejumlah artikel dan buku yang menawarkan kunci asli untuk mengidentifikasi kelompok bakteri tertentu, misalnya. misalnya basil, pseudomonad, actinomycetes, enterobacteria.

Saat ini banyak data baru yang terkumpul, termasuk yang diperoleh dari analisis sekuens nukleotida RNA ribosom, tentang spesies bakteri yang dipelajari sebelumnya dan yang baru diisolasi. Berdasarkan informasi tersebut, komposisi spesies beberapa kelompok bakteri, misalnya genus Basil, akan direvisi: beberapa spesies akan tetap berada dalam genus Basil, dan beberapa akan membentuk genera baru atau akan ditugaskan ke genera bakteri lain yang sudah ada. Perlu juga dicatat bahwa untuk mendeskripsikan strain bakteri baru, sebagai suatu peraturan, lebih banyak karakteristik yang dipelajari daripada yang diperlukan untuk identifikasinya, karena kunci dan tabel tidak mencakup semua karakteristik bakteri yang teridentifikasi, tetapi hanya karakteristik yang berbeda. spesies yang berbeda (Tabel 1).

Tabel 1 - Daftar minimum data yang diperlukan untuk

deskripsi strain bakteri baru (menurut H. Truper, K. Schleifer, 1992)

Properti	Fitur utama	Tanda-tanda tambahan
Morfologi sel	Membentuk; ukuran; mobilitas; struktur intra dan ekstraseluler; susunan sel yang saling menguntungkan; diferensiasi seluler; jenis pembelahan sel; ultrastruktur sel	Warna; sifat pemukulan; perselisihan; kapsul; mencakup; hasil; lingkaran kehidupan; heterokista; ultrastruktur flagela, membran dan dinding sel

Lanjutan Tabel 1

Pola pertumbuhan	Ciri-ciri pertumbuhan pada media nutrisi padat dan cair; Morfologi koloni	Warna koloni, suspensi
		Resistensi asam; warna spora, flagela
Komposisi sel	komposisi DNA; zat cadangan	Homologi asam nukleat; pigmen seluler; komposisi dinding sel; enzim yang khas
Fisiologi	Kaitannya dengan suhu; terhadap pH lingkungan; jenis metabolisme (fototrof, kemotrof, litotrof, organotrof); hubungannya dengan oksigen molekuler; akseptor elektron; sumber karbon; sumber nitrogen; sumber belerang	Persyaratan garam atau faktor osmotik; kebutuhan akan faktor pertumbuhan; produk metabolisme yang khas (asam, pigmen, antibiotik, racun); resistensi antibiotik
Ekologi	Kondisi hidup	Patogenisitas; lingkaran tuan rumah; pembentukan antigen; serologi; kerentanan terhadap fag; simbiosis

3 PEKERJAAN LABORATORIUM “IDENTIFIKASI
MIKROORGANISME"

Tujuan pekerjaan: pengenalan prinsip dasar identifikasi mikroorganisme. Selama pekerjaan laboratorium, setiap siswa mempelajari sifat-sifat bakteri yang diperlukan untuk mendeskripsikan strain bakteri dan mengidentifikasinya hingga tingkat genus.

Tugas

1. Menentukan kemurnian bakteri yang teridentifikasi dan mempelajari morfologi selnya.

2. Mendeskripsikan kekayaan budaya.

3. Pelajari sifat sitologi bakteri yang teridentifikasi.

4. Pelajari sifat fisiologis dan biokimia bakteri yang dapat diidentifikasi.

5. Mengetahui sensitivitas bakteri terhadap antibiotik.

6. Isilah tabel dan rangkumlah.

3.1 Penentuan kemurnian bakteri yang diidentifikasi

dan mempelajari morfologi selnya

Untuk melaksanakan pekerjaan identifikasi mikroorganisme, setiap siswa menerima satu kali kultur bakteri (pada media agar miring dalam tabung reaksi), yang kemudian diuji kemurniannya. Hal ini dilakukan dengan beberapa cara: secara visual, dengan menabur pada media nutrisi dan mikroskop.

Pola pertumbuhan Bakteri yang dihasilkan terlihat dengan adanya coretan pada permukaan media agar yang miring. Jika pertumbuhan sepanjang garis tidak seragam, maka tanaman tersebut terkontaminasi. Kemudian kultur disaring ke dalam tabung reaksi pada media miring (agar pepton daging) untuk digunakan
dalam pekerjaan selanjutnya, dan juga mengayak permukaan media padat dalam cawan Petri menggunakan metode coretan habis untuk memeriksa kemurniannya (dengan keseragaman koloni yang tumbuh). Tabung reaksi dan piring yang diinokulasi ditempatkan dalam termostat pada suhu 30 ºС untuk jangka waktu 2 sampai 3 hari. Sisa kultur bakteri awal dalam tabung reaksi digunakan untuk memeriksa kemurnian menggunakan mikroskop (berdasarkan homogenitas morfologi populasi), serta untuk mempelajari bentuk, posisi relatif, mobilitas sel dan ukurannya. Kultur dimikroskop menggunakan preparat “tetesan hancur” dan preparasi sel yang difiksasi dan diwarnai dengan fuchsin. Hasilnya dimasukkan ke dalam tabel yang disusun dalam bentuk Tabel 2.

Meja 2 – Sifat-sifat bakteri yang diidentifikasi

Properti	Tanda-tanda	hasil
Properti budaya
	Ukuran, mm
	Permukaan
	Struktur
	Konsistensi
Morfologi sel dan sitologi	Bentuk dan susunan sel
Mobilitas
Kehadiran endospora
pewarnaan gram
Lukisan tahan asam
Sifat fisiologis dan biokimia	Kaitannya dengan molekuler oksigen
Pertumbuhan pada media glukosa
Pertumbuhan pada media agar-agar
Pertumbuhan pada medium dengan susu
Pertumbuhan pada media pati
Tes katalase
Sensitivitas antibiotik

3.2 Kekayaan budaya

Pada pelajaran berikutnya, cawan Petri yang diunggulkan dengan suspensi bakteri yang dapat diidentifikasi diperiksa. Kriteria kemurnian suatu budaya adalah keseragaman koloni yang tumbuh. Jelaskan sifat-sifat budaya koloni bakteri sesuai dengan bagian
scrap 2.1 dan hasilnya dimasukkan ke dalam tabel 2.

3.3 Studi tentang sifat sitologi bakteri yang diidentifikasi

3.3.1 Kehadiran endospora

Sejumlah kecil sel dari media padat ditempatkan dalam satu lingkaran pada kaca objek dengan setetes air keran dan dibuat apusan. Apusan dikeringkan di udara, difiksasi dalam nyala api pembakar dan larutan asam kromat 5% dioleskan ke dalamnya. Setelah 5...10 menit dicuci dengan air. Sediaan ditutup dengan selembar kertas saring dan kertas tersebut dibasahi dengan fuchsin karbol Ziehl. Panaskan sediaan di atas api hingga muncul uap (jangan sampai mendidih), lalu sisihkan dan tambahkan pewarna baru. Prosedur ini dilakukan selama 7 menit. Penting agar pewarnanya menguap, tetapi kertasnya tidak mengering. Setelah dingin, dikeluarkan, sediaan dicuci dengan air dan dikeringkan secara menyeluruh dengan kertas saring.

Jika semua operasi dilakukan dengan benar, warnanya menjadi kontras, dan spora merah cerah terlihat jelas dengan latar belakang biru sitoplasma.

3.3.2 Pewarnaan Gram

3.3.2.1 Oleskan tipis-tipis pada kaca objek yang sudah dihilangkan lemaknya dengan setetes air agar sel-selnya tersebar merata di permukaan kaca dan tidak membentuk gumpalan.

3.3.2.2 Sediaan dikeringkan di udara, difiksasi di atas api pembakar dan diwarnai selama 1...2 menit dengan gentian karbol atau kristal violet.

3.3.2.3 Kemudian pewarna ditiriskan dan apusan diberi larutan Lugol selama 1...2 menit hingga menjadi hitam.

3.3.2.4 Tiriskan larutan Lugol, hilangkan warna sediaan selama 0,5...1,0 menit dengan etil alkohol 96% dan segera cuci dengan air.

3.3.2.5 Selain itu diwarnai selama 1…2 menit dengan air fuchsin.

3.3.2.6 Pewarna ditiriskan, sediaan dicuci dengan air dan dikeringkan.

3.3.2.7 Mikroskop dengan sistem perendaman.

Jika diwarnai dengan benar, bakteri gram positif berwarna biru-ungu, bakteri gram negatif – warna merah jambu-merah.

Untuk memperoleh hasil yang dapat diandalkan, perlu disiapkan apusan untuk pewarnaan Gram dari kultur muda yang tumbuh aktif (biasanya berumur satu hari), karena sel dari kultur lama terkadang memberikan reaksi Gram yang tidak stabil. Bakteri gram negatif dapat muncul sebagai bakteri gram positif jika lapisan bakteri (olesan) terlalu tebal dan pemutihan alkohol tidak selesai sepenuhnya. Bakteri gram positif dapat muncul sebagai bakteri gram negatif jika apusan diputihkan dengan alkohol.

3.3.3 Pengecatan untuk ketahanan asam

Sediaan bakteri yang diteliti dibuat pada kaca objek bebas lemak dan diteteskan air. Sediaan dikeringkan di udara dan difiksasi di atas nyala api pembakar. Kertas saring diletakkan di atas apusan, sediaan diisi dengan karbol fuchsin Ziehl dan dipanaskan 2-3 kali sampai muncul uap, pegang kaca objek dengan pinset jauh di atas nyala api pembakar. Kemunculan uap diamati dengan melihat noda dari samping, dan bila muncul segera disisihkan.
obat ke samping. Biarkan sediaan mendingin, keluarkan kertas saring, tiriskan pewarna dan cuci noda dengan air. Kemudian
sel-sel tersebut dihilangkan warnanya dengan larutan asam 5% Hhttps://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif" width="11" height="23 src=">. Untuk melakukan ini, kaca objek direndam 2-3 kali dalam segelas asam sulfat,

tanpa menahannya di dalamnya. Sediaan dicuci lagi dengan air dan diwarnai selama 3 sampai 5 menit dengan metilen biru (menurut Leffler). Cat ditiriskan, sediaan dicuci dengan air, dikeringkan dan diperiksa dengan sistem perendaman. Jika diwarnai dengan benar, sel bakteri tahan asam tampak berwarna merah, sedangkan sel bakteri tidak tahan asam – biru.

3.3.4 Penentuan mobilitas

Kultur yang diteliti diinokulasi ke dalam kolom agar semi-cair 0,2...0,5% menggunakan metode tusukan. Agar ciri pertumbuhan terlihat paling jelas, tusukan dilakukan di dekat dinding tabung reaksi. Penaburan ditempatkan dalam termostat selama 24 jam. Penaburan yang dilakukan dengan cara ini memungkinkan untuk mengidentifikasi dan memisahkan mikroorganisme yang bergerak dari mikroorganisme yang tidak bergerak.

Bentuk bakteri yang tidak bergerak tumbuh di sepanjang garis tusukan, membentuk pertumbuhan kecil berbentuk silinder atau kerucut. Lingkungan tetap sepenuhnya transparan. Mikroba yang bergerak selama inokulasi tersebut menyebabkan kekeruhan yang nyata, menyebar kurang lebih merata ke seluruh ketebalan media.

3.4 Kajian sifat fisiologis dan biokimia

bakteri yang dapat diidentifikasi

3.4.1 Kaitannya dengan oksigen molekuler

Sehubungan dengan oksigen molekuler, mikroorganisme dibagi menjadi empat kelompok: aerob obligat, mikroaerofil, aerob fakultatif (anaerob), dan anaerob obligat. Untuk menilai
untuk menentukan apakah mikroorganisme termasuk dalam kelompok tertentu, suspensi mikroba diinokulasi ke dalam tabung reaksi dengan media nutrisi agar cair yang didinginkan hingga suhu 45 ºC. Penaburan juga bisa dilakukan dengan cara disuntik. Aerob yang ketat tumbuh di permukaan medium dan di lapisan atas, mikroaerofil– agak jauh dari permukaan. Anaerob fakultatif biasanya berkembang di seluruh ketebalan medium. Anaerob yang ketat hanya tumbuh di kedalaman medium, di bagian paling bawah tabung reaksi (Gambar 6).

1 – aerob; 2 – mikroaerofil; 3 – anaerob fakultatif;

4 – anaerob

Gambar 6 – Pertumbuhan mikroorganisme selama penyemaian melalui suntikan ( A) dan saat disemai dalam media padat cair ( B)

3.4.2 Pertumbuhan pada media glukosa dan pepton

Kultur dimasukkan dengan loop steril ke dalam media cair yang mengandung: 5,0 g/l pepton, 1,0 g/l K2HP04, 10,0 g/l glukosa, 2 ml bromotimol biru (larutan alkohol 1,6%), air suling dituangkan ke dalam tabung reaksi ( 8...10 ml masing-masing) dengan pelampung. Lama budidaya 7 hari dalam termostat pada suhu 30°C. Pertumbuhan mikroorganisme atau ketidakhadirannya ditentukan oleh kekeruhan medium, pembentukan lapisan atau sedimen. Perubahan warna indikator (biru bromotimol) menunjukkan terbentuknya produk metabolisme asam (warna medium kuning) atau basa (warna medium biru). Terbentuknya gas ditandai dengan penumpukannya di dalam pelampung. Hasil pengamatan dibandingkan dengan lingkungan steril.

3.4.3 Pertumbuhan pada media agar-agar

Aktivitas enzim proteolitik ekstraseluler dalam mikroorganisme ditentukan dengan menggunakan gelatin, kasein atau protein lain sebagai substrat. Medium dengan gelatin terdiri dari kaldu pepton daging (MPB) dan 10...15% gelatin (MPB). Penaburan dilakukan dengan cara disuntik.

Dengan menggunakan jarum bakteriologis, sel mikroba dipilih secara steril dari beting dan jarum dimasukkan ke dalam ketebalan kolom MPZ ke bagian bawah tabung.

Durasi budidaya adalah 7 hingga 10 hari pada suhu kamar. Pencairan gelatin dicatat secara visual. Jika gelatin mencair, tunjukkan intensitas dan bentuk pencairannya - lapis demi lapis, berbentuk corong, berbentuk kantong, berbentuk kawah, berbentuk lobak, berbentuk gelembung.

3.4.4 Pertumbuhan pada media dengan susu

Penaburan “milk agar” dalam cawan Petri dilakukan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menguraikan kasein susu. Medianya terdiri dari susu skim steril dan agar-agar berair 3% steril dengan perbandingan yang sama. Bakteri diinokulasi dengan sebuah lingkaran, menggambar garis sepanjang diameter cangkir atau di sepanjang bagian tengah sektor tempat cangkir dibagi. Durasi budidaya bakteri dalam termostat pada suhu 30°C adalah 7 hari. Hidrolisis kasein terdeteksi oleh zona pembersihan media di sekitar koloni atau kultur mikroorganisme yang tumbuh di sepanjang garis tersebut. Zona ini terutama terlihat jelas setelah media diolah dengan bakteri yang tumbuh dengan larutan asam trikloroasetat 5%. Zona hidrolisis kasein diukur dalam milimeter dari tepi garis atau koloni hingga batas zona terang. Semakin besar diameter zona cahaya maka semakin tinggi aktivitas kaseinolitik bakteri.

3.4.5 Pertumbuhan pada media pati

Disemai pada media agar dengan pati (dalam cawan Petri) yang mengandung (g/l): pepton – 10.0; KN2R04 – 5.0; pati larut – 2.0; agar-agar – 15.0; pH 6,8 – 7.0, diproduksi untuk mengetahui pembentukan amilase oleh mikroorganisme. Bakteri diinokulasi dengan sebuah lingkaran, menggambar garis sepanjang diameter cangkir atau di sepanjang bagian tengah sektor tempat cangkir dibagi. Lamanya budidaya bakteri adalah 7 hari dalam termostat pada suhu 30°C. Hidrolisis pati terdeteksi setelah media diolah dengan bakteri yang tumbuh dengan larutan Lugol. Untuk melakukan ini, tuangkan 3 sampai 5 ml larutan Lugol ke permukaan media. Media yang mengandung pati berubah warna menjadi biru, dan zona hidrolisis tetap tidak berwarna atau berwarna merah kecoklatan jika pati telah dihidrolisis menjadi dekstrin. Zona hidrolisis pati diukur dari tepi guratan (koloni) sampai batas zona terang (mm). Semakin besar diameter zona cahaya, semakin tinggi aktivitas amilase.

3.4.6 Tes katalase

Bagian dari kultur yang ditanam disuspensikan menggunakan loop bakteriologis dalam setetes hidrogen peroksida 3% pada kaca objek. Adanya katalase ditunjukkan dengan terbentuknya gelembung gas, diamati 1...5 menit setelah masuknya bakteri dengan mata telanjang atau di bawah mikroskop dengan perbesaran rendah. Anda dapat mengoleskan beberapa tetes hidrogen peroksida langsung ke koloni atau kultur yang ditanam pada agar-agar miring dan mengamati pelepasan oksigen molekuler.

3.4.7 Penentuan sensitivitas bakteri
terhadap antibiotik

Sensitivitas mikroorganisme terhadap antibiotik dapat dengan mudah ditentukan dengan menggunakan kertas disk siap pakai yang diresapi dengan antibiotik tertentu. Mikroorganisme yang diteliti ditumbuhkan pada media nutrisi padat yang sesuai. Suspensi kental mikroorganisme yang diteliti dibuat dalam air keran steril dengan mencuci sel dengan air dari permukaan media nutrisi padat. Bekerja di dekat api pembakar, tambahkan 1 ml suspensi yang dihasilkan
ke dalam tabung reaksi yang berisi 20 ml media agar yang dicairkan dan didinginkan hingga suhu 50 ºC, misalnya agar pepton daging (MPA). Jika mikroorganisme ditumbuhkan dalam media nutrisi cair, maka volume kultur yang sesuai ditambahkan ke agar-agar. Isi tabung dicampur dengan cepat dan menyeluruh dan dituangkan ke dalam cawan petri steril.

Setelah media mengeras, kertas diletakkan di permukaannya.
ny disk pada jarak yang sama satu sama lain dan pada jarak tertentu

1,5...2,0 cm dari tepi cangkir. Cawan petri disimpan selama 2 jam pada suhu kamar untuk difusi antibiotik yang lebih baik ke dalam ketebalan media agar, kemudian tanpa dibalik, ditempatkan dalam termostat selama 24 jam pada suhu 30 ºC. Sehari kemudian, pembentukan zona penekanan pertumbuhan mikroorganisme yang diteliti di sekitar cakram dicatat. Jika bakteri yang diteliti sensitif terhadap antibiotik tertentu, maka zona tidak ada pertumbuhan kultur ditemukan di sekitar cakram. Diameter zona hambatan pertumbuhan diukur dengan penggaris milimeter dan hasilnya dicatat pada Tabel 3. Zona yang lebih dari 30 mm menunjukkan
menunjukkan sensitivitas mikroorganisme yang tinggi terhadap antibiotik, dan kurang dari 12 mm menunjukkan sensitivitas yang lemah.

Ketika pelaku eksperimen mempunyai solusi yang dapat digunakannya
zat antibiotik atau cairan kultur yang mengandung

antibiotik, gunakan metode menggunakan sumur pada ketebalan agar.
Dalam hal ini, dalam media agar beku yang diinokulasi dengan mikroorganisme uji, dibuat lubang dengan bor sumbat steril (diameter 6 hingga 8 mm) pada jarak 1,5...2,0 cm dari tepi cawan.
Larutan antibiotik atau cairan kultur ditambahkan ke dalam sumur. Metode ini juga memungkinkan untuk mengidentifikasi kemampuan mikroorganisme yang tumbuh dalam media cair untuk membentuk zat antibiotik.

Tabel 3 – Pengaruh antibiotik terhadap pertumbuhan bakteri

Antibiotika	Diameter zona penghambatan pertumbuhan, mm
Cakram penisilin
Disk dengan kloramfenikol

4 PERTANYAAN UJI

1. Definisikan istilah-istilah berikut:

- tekanan; strain asli; ketik regangan;

- koloni;

– kekayaan budaya;

- taksonomi;

– klasifikasi;

– tata nama;

– plasmid;

– pengetikan fag.

2. Bagian apa saja yang termasuk dalam taksonomi mikroorganisme? Berikan ciri-cirinya.

3. Mengapa sistem klasifikasi mikroorganisme yang ada merupakan buatan?

5. Apa ciri-ciri yang membedakan strain berbeda dari jenis mikroorganisme yang sama?

6. Kategori taksonomi mikroorganisme manakah yang tergolong wajib dan mana yang tergolong opsional?

7. Sebutkan aturan dasar tata nama mikroorganisme.

8. Apa tujuan utama mengidentifikasi mikroorganisme?

9. Apa perbedaan prinsip klasifikasi dan identifikasi kelompok prokariota dan eukariota?

10. Sifat apa yang dipelajari saat mendeskripsikan dan mengidentifikasi bakteri?

11. Tanda-tanda apa yang diperhatikan ketika menggambarkan koloni mikroorganisme di permukaan, dalam dan bawah?

12. Ciri-ciri apa yang diperhatikan ketika menggambarkan pertumbuhan mikroorganisme akibat stroke?

13. Apa yang diperhatikan ketika mengkarakterisasi pertumbuhan mikroorganisme dalam media nutrisi cair?

14. Ciri-ciri apa saja yang termasuk dalam ciri morfologi dan organisasi sel bakteri?

15. Sifat fisiologis dan biokimia apa yang dipelajari dalam identifikasi bakteri?

16. Dalam kasus apa metode kemotaksonomi perlu digunakan?

17. Berikan contoh zat yang digunakan sebagai penanda kemo-taksonomi?

18. Apa saja ciri-ciri taksonomi protein?

19. Jelaskan metode taksonomi numerik, apa keterbatasannya?

20. Metode apa yang digunakan untuk mengevaluasi hubungan filogenetik bakteri?

21. Apa inti dari metode pemeriksaan DNA dan perbedaannya dengan metode tersebut
Hibridisasi DNA-DNA?

22. Apa saja ciri-ciri metode analisis urutan nukleotida pada RNA ribosom?

23. Tanda-tanda apa yang menjadi dasar klasifikasi bakteri dalam “Panduan Bakteri Burgee”?

24. Sifat dan karakteristik apa yang dipelajari ketika mendeskripsikan strain bakteri baru?

25. Apa saja metode untuk menentukan kemurnian bakteri yang teridentifikasi?

26. Apa aturan dasar dalam melakukan teknik pewarnaan Gram?

27. Mikroorganisme dibagi menjadi kelompok apa sehubungan dengan molekul oksigen?

28. Apa yang digunakan sebagai substrat dalam menentukan aktivitas enzim protolitik ekstraseluler pada mikroorganisme?

29. Metode apa yang Anda ketahui untuk menentukan sensitivitas mikroorganisme terhadap antibiotik? Berikan ciri-cirinya.

30. Metode apa yang digunakan untuk menentukan produksi amilase oleh mikroorganisme?

31. Bagaimana penyemaian dapat mengidentifikasi dan memisahkan mikroorganisme yang bergerak dari mikroorganisme yang tidak bergerak?

5 RESEP PEWARNA DAN NUTRISI

5.1 Fuchsin karbol dasar (Tsilya fuchsin)

– 5% larutan encer fenol yang baru disuling – 100 ml;

– larutan alkohol jenuh fuchsin basa – 10 ml;

Campuran yang sudah disiapkan disaring setelah 48 jam.

5.2 Metilen biru (Leffler)

– larutan alkohol jenuh metilen biru – 30 ml;

– air suling – 100 ml;

– 1% larutan KOH dalam air – 1 ml.

5.3 Kaldu pepton daging (MPB)

500 g daging cincang tanpa lemak dan urat dituangkan ke dalam 1 liter air keran dan diekstraksi pada suhu kamar selama 12 jam atau dalam termostat pada suhu 37 ºC selama 2 jam, dan pada suhu 50 ºC selama satu jam. Kemudian dagingnya diperas melalui kain tipis, dan infus yang dihasilkan direbus selama 30 menit. Dalam hal ini, protein menggumpal. Massa yang didinginkan disaring melalui saringan kapas dan ditambahkan air hingga volume aslinya. Selanjutnya, tambahkan 5 hingga 10 g pepton dan 5 g garam meja ke dalam 1 liter kaldu daging. Media dipanaskan sampai pepton larut sambil terus diaduk. MPB disterilkan pada tekanan 2 atm selama 20 menit.

5.4 Agar pepton daging (MPA)

Tambahkan 20 g agar ke dalam 1 liter MPB. Media dipanaskan hingga agar-agar larut, kemudian media menjadi sedikit basa.

Larutan NaCO64 20%" height="52" bgcolor="white" style="vertical-align:top;background: white">

2007

Setiap mikroorganisme, betapapun primitifnya, mengandung beberapa antigen. Semakin kompleks strukturnya, semakin banyak antigen yang dapat ditemukan dalam komposisinya. Mikroorganisme berbeda yang termasuk dalam kategori sistematik yang sama dibedakan

antigen spesifik kelompok - ditemukan pada spesies berbeda dari genus atau famili yang sama, spesifik spesies - pada perwakilan berbeda dari spesies yang sama, dan antigen spesifik tipe (varian) - dalam varian berbeda dalam spesies yang sama. Yang terakhir ini dibagi menjadi varian serologis, atau serovar. Di antara antigen bakteri, terdapat H, O, K, dll. Antigen dari berbagai jenis mikroorganisme sangat berbeda satu sama lain dalam struktur dan komposisi. Yang paling baik dipelajari adalah mosaik antigenik bakteri, yang meliputi antigen O dan Vi somatik, selubung, kapsuler (K), flagela (H), pelindung dan ribosom. Biasanya, semuanya adalah senyawa protein kompleks. Jadi, antigen O dan Vi somatik terkandung dalam struktur permukaan sel bakteri dan berhubungan erat dengan lipopolisakarida. Antigen amplop dibentuk oleh antigen O, tetapi tidak seperti antigen O, antigen ini terdiri dari fraksi termolabil dan termostabil. Antigen K kapsuler diwakili oleh zat protein (basil antraks) atau polisakarida kompleks (streptokokus, Klebsiella). Antigen H flagellar adalah protein, sedangkan antigen ribosom dan pelindung adalah senyawa kompleks protein dan asam nukleat. Antigen juga merupakan endo dan eksotoksin bakteri.

Pengetahuan tentang struktur antigenik bakteri telah memungkinkan diperolehnya sejumlah serum diagnostik dan terapeutik, yang masing-masing digunakan untuk menentukan spesies mikroba dan mengobati penyakit menular.

penyakit.

Antigen flagellar H. Antigen ini adalah bagian dari flagela bakteri. Antigen H adalah protein flagellin. Ia hancur ketika dipanaskan, dan setelah diolah dengan fenol ia mempertahankan sifat antigeniknya.

Antigen O somatik. Sebelumnya, antigen O diyakini terkandung di dalam isi sel, yaitu soma, sehingga disebut antigen somatik. Antigen ini kemudian ditemukan berhubungan dengan dinding sel bakteri. Antigen O bakteri gram negatif berhubungan dengan LPS dinding sel. Kelompok penentu antigen kompleks ini adalah unit berulang terminal dari rantai polisakarida yang melekat pada bagian utamanya. Komposisi gula dalam kelompok determinan, serta jumlahnya, bervariasi antar bakteri. Paling sering mengandung heksosa (galaktosa, glukosa, rhamnosa, dll.), gula amino (N-asetilglukosamin). Antigen O bersifat termostabil: diawetkan dengan cara direbus selama 1-2 jam, dan tidak hancur setelah diolah dengan formaldehida dan etanol. Ketika hewan diimunisasi dengan kultur hidup yang memiliki flagela, antibodi terhadap antigen O dan H terbentuk, dan ketika diimunisasi dengan kultur rebus, antibodi hanya terbentuk terhadap antigen O.

K-antigen (kapsul). Antigen ini telah dipelajari dengan baik pada Escherichia dan Salmonella. Mereka, seperti antigen O, terkait erat dengan LPS dinding sel dan kapsul, tetapi tidak seperti antigen O, mereka terutama mengandung polisakarida asam: glukuronat, galakturonat, dan asam uronat lainnya. Berdasarkan kepekaannya terhadap suhu, antigen K dibedakan menjadi antigen A, B, dan L. Yang paling termostabil adalah antigen A, yang tahan terhadap perebusan lebih dari 2 jam, antigen B tahan pemanasan pada suhu 60 °C selama satu jam, dan antigen L hancur bila dipanaskan hingga 60 °C. antigen K terletak lebih dangkal daripada antigen O dan sering menutupi antigen O. Oleh karena itu, untuk mengidentifikasi antigen O, perlu dilakukan pemusnahan antigen K terlebih dahulu, yang dilakukan dengan cara merebus kultur. Antigen kapsul termasuk yang disebut antigen Vi. Hal ini ditemukan pada tipus dan beberapa enterobakteri lain yang sangat virulen, oleh karena itu antigen ini disebut antigen virulensi. Antigen kapsuler yang bersifat polisakarida telah diidentifikasi pada pneumokokus, Klebsiella dan bakteri lain yang membentuk kapsul yang jelas. Berbeda dengan antigen O spesifik kelompok, antigen O sering kali mencirikan karakteristik antigenik dari strain (varian) tertentu dari spesies tertentu, yang atas dasar ini dibagi menjadi serovar. Pada basil antraks, antigen kapsuler terdiri dari polipeptida.

Antigen racun bakteri. Racun bakteri memiliki sifat antigenik penuh jika merupakan senyawa larut yang bersifat protein. Enzim yang dihasilkan oleh bakteri, termasuk faktor patogenisitas, memiliki sifat antigen yang lengkap. Antigen pelindung yang memiliki toksisitas rendah dan menyediakan produksi banyak antibodi penghambat patut mendapat perhatian serius. Antigen yang baik adalah toksoid yang diperoleh dari eksotoksin dengan cara menetralisirnya dengan formaldehida.

Antigen pelindung. Pertama kali ditemukan pada eksudat jaringan yang terkena penyakit antraks. Mereka memiliki sifat antigenik yang sangat jelas, memberikan kekebalan terhadap agen infeksi yang bersangkutan. Antigen pelindung juga dibentuk oleh beberapa mikroorganisme lain ketika mereka memasuki tubuh inang, meskipun antigen tersebut bukan merupakan komponen permanennya.

Antigen virus. Setiap virion dari virus apa pun mengandung antigen yang berbeda. Beberapa di antaranya khusus untuk virus. Antigen lain termasuk komponen sel inang (lipid, karbohidrat), yang merupakan bagian dari kulit terluarnya. Antigen virion sederhana berhubungan dengan nukleokapsidnya. Berdasarkan komposisi kimianya, mereka termasuk dalam ribonukleoprotein atau deoksiribonukleoprotein, yang merupakan senyawa larut dan oleh karena itu disebut sebagai S-antgen (larutan solutio). Dalam virion kompleks, beberapa komponen antigenik berhubungan dengan nukleokapsid, yang lain dengan glikoprotein kulit terluar. Banyak virion sederhana dan kompleks mengandung antigen V permukaan khusus - hemagglutinin dan enzim neuraminidase. Spesifisitas antigenik hemaglutinin bervariasi antar virus. Antigen ini terdeteksi dalam reaksi hemaglutinasi atau variasinya - reaksi hemadsorpsi. Ciri lain hemaglutinin dimanifestasikan dalam fungsi antigenik yang menyebabkan pembentukan antibodi - antihemagglutinin dan berinteraksi dengannya dalam reaksi penghambatan hemaglutinasi (HAI).

Antigen virus dapat bersifat spesifik kelompok jika ditemukan pada spesies berbeda dari genus atau famili yang sama, dan spesifik tipe, yang melekat pada strain individu dari spesies yang sama. Perbedaan-perbedaan ini diperhitungkan ketika mengidentifikasi virus. Seiring dengan antigen yang terdaftar, antigen sel inang mungkin terdapat dalam partikel virus. Misalnya, virus influenza yang tumbuh pada membran alantoik embrio ayam bereaksi dengan antiserum yang diperoleh untuk cairan alantoik. Virus yang sama, yang diambil dari paru-paru tikus yang terinfeksi, bereaksi dengan antiserum pada paru-paru hewan tersebut dan tidak bereaksi dengan antiserum terhadap cairan alantois.

Antigen heterogen (heteroantigen). Ini adalah antigen umum atau antarspesies (spesifisitasnya serupa). Mereka pertama kali ditemukan oleh J. Forssman. Dengan mengimunisasi kelinci dengan ekstrak air dari ginjal babi guinea, ia menyebabkan pembentukan antibodi kelompok dalam serumnya yang bereaksi dengan eritrosit domba. Lebih lanjut terungkap bahwa antigen Forssman merupakan lipopolisakarida dan terdapat pada organ kuda, kucing, anjing, dan kura-kura. Antigen umum ditemukan pada eritrosit manusia dan kokus piogenik, enterobakteri, virus cacar, influenza dan mikroorganisme lainnya. Kesamaan kelompok struktur antigenik pada berbagai jenis sel disebut mimikri antigenik . Dalam kasus mimikri antigenik, sistem kekebalan tubuh manusia kehilangan kemampuan untuk dengan cepat mengenali tanda asing dan mengembangkan kekebalan, akibatnya mikroba patogen dapat berkembang biak tanpa hambatan di dalam tubuh selama beberapa waktu. Mimikri antigenik digunakan untuk membenarkan kelangsungan hidup jangka panjang mikroba patogen dalam tubuh pasien, atau persistensi, pengangkutan mikroba yang menetap (stabil), dan bahkan komplikasi pasca vaksinasi disebut heterogen. Misalnya, antigen Forsman heterogen ditemukan dalam struktur protein organ babi guinea, pada eritrosit domba, dan salmonella.

Berdasarkan spesifisitasnya, antigen bakteri dibedakan menjadi homolog - spesies- dan tipe spesifik dan heterogen - kelompok, interspesifik.

Spesies dan khususnya antigen tipe sangat spesifik. Menanggapi pengenalannya, tubuh hewan hanya memproduksi antibodi yang bereaksi dengan antigen dari jenis atau variasi mikroba tertentu.

Antigen mikroorganisme

Setiap mikroorganisme, betapapun primitifnya, mengandung beberapa antigen. Semakin kompleks strukturnya, semakin banyak antigen yang dapat ditemukan dalam komposisinya.

Dalam mikroorganisme berbeda yang termasuk dalam kategori sistematis yang sama, antigen spesifik kelompok dibedakan - mereka ditemukan pada spesies berbeda dari genus atau famili yang sama, spesifik spesies - pada perwakilan berbeda dari spesies yang sama, dan antigen tipe spesifik (varian) - Dalam varian berbeda dalam tipe yang sama dan sama. Yang terakhir ini dibagi menjadi varian serologis, atau serovar. Di antara antigen bakteri ada H, O, K, dll.

Antigen H flagela. Sesuai dengan namanya, antigen tersebut merupakan bagian dari flagela bakteri. Antgen H adalah protein flagellin. Ia hancur ketika dipanaskan, dan setelah diolah dengan fenol ia mempertahankan sifat antigeniknya.

Antigen O somatik. Sebelumnya, antigen O diyakini terkandung di dalam isi sel, yaitu soma, sehingga disebut antigen somatik. Antigen ini kemudian ditemukan berhubungan dengan dinding sel bakteri.

Antigen O bakteri gram negatif berhubungan dengan LPS dinding sel. Kelompok penentu antigen kompleks yang berdekatan ini adalah unit berulang terminal dari rantai polisakarida yang terhubung ke bagian utamanya. Komposisi gula dalam kelompok determinan, serta jumlahnya, bervariasi antar bakteri. Paling sering mengandung heksosa (galaktosa, glukosa, rhamnosa, dll.), gula amino (M-asetilglukosamin). Antigen O stabil secara termal: diawetkan ketika direbus selama 1-2 jam, dan tidak hancur setelah diolah dengan formaldehida dan etanol. Ketika hewan diimunisasi dengan kultur hidup yang memiliki flagela, antibodi terhadap antigen O dan H terbentuk, dan ketika diimunisasi dengan kultur rebus, antibodi hanya terbentuk terhadap antigen O.

K-antigen (kapsul). Antigen ini telah dipelajari dengan baik pada Escherichia dan Salmonella. Mereka, seperti antigen O, terkait erat dengan LPS dinding sel dan kapsul, tetapi tidak seperti antigen O, mereka terutama mengandung nolisakarida yang bersifat asam: glukuronat, galakturonat, dan asam uronat lainnya. Berdasarkan kepekaannya terhadap suhu, antigen K dibedakan menjadi antigen A, B, dan L. Yang paling termostabil adalah antigen A, yang tahan terhadap perebusan selama lebih dari 2 jam. Antigen B tahan terhadap pemanasan pada suhu 60°C selama satu jam, dan antigen L hancur bila dipanaskan hingga 60°C.

Antigen K terletak lebih dangkal dibandingkan antigen O dan seringkali menutupi antigen O. Oleh karena itu, untuk mengidentifikasi antigen O, perlu dilakukan pemusnahan antigen K terlebih dahulu, yang dilakukan dengan cara merebus kultur. Antigen kapsul termasuk yang disebut antigen Vi. Hal ini ditemukan pada tipus dan beberapa enterobakteri lain yang sangat virulen, oleh karena itu antigen ini disebut antigen virulensi.

Antigen kapsuler yang bersifat polisakarida telah diidentifikasi pada pneumokokus, Klebsiella dan bakteri lain yang membentuk kapsul yang jelas. Berbeda dengan antigen O spesifik kelompok, antigen O sering kali mencirikan karakteristik antigenik dari strain (varian) tertentu dari spesies tertentu, yang atas dasar ini dibagi menjadi serovar. Pada basil antraks, antigen kapsuler terdiri dari polipeptida.

Antigen racun bakteri. Racun bakteri memiliki sifat antigenik penuh jika merupakan senyawa larut yang bersifat protein.

Enzim yang dihasilkan oleh bakteri, termasuk faktor patogenisitas, memiliki sifat antigen yang lengkap.

Antigen pelindung. Pertama kali ditemukan pada eksudat jaringan yang terkena penyakit antraks. Mereka memiliki sifat antigenik yang sangat jelas, memberikan kekebalan terhadap agen infeksi yang bersangkutan. Beberapa mikroorganisme lain juga membentuk antigen pelindung ketika memasuki tubuh inang, meskipun antigen tersebut bukan merupakan komponen permanennya.

Antigen virus. Setiap virion dari virus apa pun mengandung antigen yang berbeda. Beberapa di antaranya khusus untuk virus. Antigen lain termasuk komponen sel inang (lipid, karbohidrat), yang merupakan bagian dari kulit terluarnya. Antigen virion sederhana berhubungan dengan nukleokapsidnya. Berdasarkan komposisi kimianya, mereka termasuk dalam ribonukleoprotein atau deoksiribonukleoprotein, yang merupakan senyawa larut dan oleh karena itu disebut sebagai antigen S (larutan solutio). Dalam virion kompleks, beberapa komponen antigenik berhubungan dengan nukleokapsid, yang lain dengan glikoprotein kulit terluar. Banyak virion sederhana dan kompleks mengandung antigen V permukaan khusus - hemagglutinin dan enzim neuraminidase. Spesifisitas antigenik hemaglutinin bervariasi antar virus. Antigen ini terdeteksi dalam reaksi hemaglutinasi atau variannya - reaksi hemadsorpsi. Ciri lain hemaglutinin dimanifestasikan dalam fungsi antigenik yang menyebabkan pembentukan antibodi - antihemashpotinin dan berinteraksi dengannya dalam reaksi penghambatan hemaglutinasi (HRI).

Antigen virus dapat bersifat spesifik kelompok jika ditemukan pada spesies berbeda dari genus atau famili yang sama, dan spesifik tipe, yang melekat pada strain individu dari spesies yang sama. Perbedaan-perbedaan ini diperhitungkan ketika mengidentifikasi virus.

Seiring dengan antigen yang terdaftar, antigen sel inang mungkin ada dalam partikel virus. Misalnya, virus influenza yang tumbuh pada membran alantoik embrio ayam bereaksi dengan antiserum yang diperoleh untuk cairan alantoik. Virus yang sama, yang diambil dari paru-paru tikus yang terinfeksi, bereaksi dengan antiserum pada paru-paru hewan tersebut dan tidak bereaksi dengan antiserum terhadap cairan alantois.

Antigen heterogen (heteroantigen). Antigen umum yang ditemukan pada perwakilan berbagai jenis mikroorganisme, hewan dan tumbuhan disebut heterogen. Misalnya, antigen Forsman heterogen ditemukan dalam struktur protein organ babi guinea, pada eritrosit domba, dan salmonella.

Antigen tubuh manusia

Semua jaringan dan sel tubuh manusia memiliki sifat antigenik. Beberapa antigen spesifik untuk semua mamalia, yang lain spesifik spesies untuk manusia, dan lainnya untuk kelompok tertentu; mereka disebut isoantigen (misalnya antigen golongan darah). Antigen yang hanya merupakan karakteristik organisme tertentu disebut alloantigen (Yunani allos - lainnya). Ini termasuk antigen histokompatibilitas - produk gen dari kompleks histokompatibilitas utama MHC (Major Histocompatibiliti Complex), yang merupakan karakteristik setiap individu. Antigen dari individu berbeda yang tidak mempunyai perbedaan disebut syngeneic. Organ dan jaringan, selain antigen lain, memiliki antigen organ dan jaringan yang spesifik untuknya. Jaringan manusia dan hewan dengan nama yang sama memiliki kesamaan antigenik. Ada antigen spesifik tahap yang muncul dan hilang pada tahap tertentu perkembangan jaringan atau sel. Setiap sel mengandung antigen yang merupakan ciri membran luar, sitoplasma, nukleus dan komponen lainnya.

Antigen setiap organisme biasanya tidak menimbulkan reaksi imunologis di dalamnya, karena tubuh toleran terhadapnya. Namun dalam kondisi tertentu mereka memperoleh tanda-tanda asing dan menjadi autoantigen, dan reaksi yang timbul terhadapnya disebut autoimun.

Antigen tumor dan kekebalan antitumor. Sel tumor ganas merupakan varian sel normal dalam tubuh. Oleh karena itu, mereka dicirikan oleh antigen dari jaringan tersebut

dari mana mereka berasal, serta antigen spesifik tumor yang membentuk sebagian kecil dari semua antigen sel. Selama karsinogenesis, terjadi dedifferensiasi sel, sehingga hilangnya beberapa antigen dan munculnya antigen yang merupakan karakteristik sel yang belum matang, termasuk sel embrio (fetoprotein), dapat terjadi. Antigen spesifik tumor hanya spesifik untuk jenis tumor tertentu, dan seringkali juga spesifik untuk tumor pada orang tertentu. Tumor yang disebabkan oleh virus mungkin mempunyai antigen virus yang sama pada semua tumor yang disebabkan oleh virus tertentu. Di bawah pengaruh antibodi, tumor yang tumbuh dapat mengubah komposisi antigeniknya.

Diagnosis laboratorium penyakit tumor meliputi identifikasi karakteristik antigen tumor dalam serum darah. Untuk tujuan ini, industri medis saat ini sedang mempersiapkan peralatan diagnostik yang berisi semua bahan yang diperlukan untuk mendeteksi antigen menggunakan analisis enzim immunoassay, radioimmunoassay, dan immunoluminescence.

Daya tahan tubuh terhadap pertumbuhan tumor dipastikan oleh aksi sel pembunuh alami, yang membentuk 15% dari seluruh limfosit yang terus bersirkulasi dalam darah dan seluruh jaringan tubuh. Sel pembunuh alami (NK) memiliki kemampuan untuk membedakan sel mana pun yang memiliki tanda asing, termasuk sel tumor, dari sel normal tubuh dan menghancurkan sel asing. Dalam situasi stres, penyakit, pengaruh imunosupresif dan beberapa situasi lainnya, jumlah dan aktivitas NK menurun dan ini adalah salah satu penyebab timbulnya pertumbuhan tumor. Selama perkembangan tumor, antigennya menyebabkan reaksi imunologis, namun biasanya tidak cukup untuk menghentikan pertumbuhan tumor. Alasan terjadinya fenomena ini banyak dan belum dipahami dengan baik. Ini termasuk:

imunogenisitas antigen tumor yang rendah karena kedekatannya dengan antigen normal tubuh, yang dapat ditoleransi oleh tubuh;

pengembangan toleransi daripada respon positif;

pengembangan respon imun tipe humoral, sedangkan hanya mekanisme seluler yang dapat menekan tumor;

faktor imunosupresif yang dihasilkan oleh tumor ganas.

Kemoterapi dan radioterapi tumor, situasi stres selama intervensi bedah dapat menjadi faktor tambahan yang menurunkan pertahanan kekebalan tubuh. Langkah-langkah untuk meningkatkan tingkat resistensi antitumor meliputi penggunaan agen imunostimulan, sediaan sitokin, stimulasi imunosit pasien secara in vitro dengan kembalinya ke aliran darah pasien.

Isoantigen. Ini adalah antigen yang membedakan individu atau kelompok individu dari spesies yang sama satu sama lain.

Beberapa lusin jenis isoantigen telah ditemukan di eritrosit, leukosit, trombosit, serta plasma darah manusia.

Isoantigen yang berhubungan secara genetis digabungkan menjadi beberapa kelompok yang disebut: sistem LBO, Rhesus, dll. Pembagian manusia ke dalam kelompok menurut sistem ABO didasarkan pada ada tidaknya antigen pada sel darah merah, yang diberi nama A dan B. Sesuai dengan ini, semua orang dibagi menjadi 4 kelompok. Golongan I (0) - tidak ada antigen, golongan II (A) - eritrosit mengandung antigen A, golongan

III (B) - eritrosit memiliki antigen B, golongan IV (AB) - eritrosit memiliki kedua antigen tersebut. Karena terdapat mikroorganisme di lingkungan yang memiliki antigen yang sama (disebut reaksi silang), seseorang memiliki antibodi terhadap antigen tersebut, tetapi hanya terhadap antigen yang tidak dimilikinya. Tubuh toleran terhadap antigennya sendiri. Oleh karena itu, darah individu golongan I mengandung antibodi terhadap antigen A dan B, darah individu golongan II mengandung anti-B, darah individu golongan III mengandung anti-A, dan darah individu golongan II mengandung anti-A.

Antibodi kelompok IV terhadap A dan Vantigens tidak terkandung. Ketika darah atau sel darah merah ditransfusikan ke penerima yang darahnya mengandung antibodi terhadap antigen yang sesuai, aglutinasi sel darah merah yang tidak kompatibel yang ditransfusikan terjadi di pembuluh darah, yang dapat menyebabkan syok dan kematian penerima. Oleh karena itu, kelompok I (0) disebut donor universal, dan kelompok IV (AB) disebut penerima universal. Selain antigen A dan B, eritrosit manusia mungkin juga memiliki isoantigen lain (M, M2, N, N2), dll. Tidak ada isoantibodi terhadap antigen ini, dan oleh karena itu, keberadaannya tidak diperhitungkan selama transfusi darah.

Antigen dari kompleks histokompatibilitas utama. Selain antigen yang umum untuk semua orang dan antigen kelompok, setiap organisme memiliki seperangkat antigen unik yang unik untuk dirinya sendiri. Antigen ini dikodekan oleh sekelompok gen yang terletak pada kromosom 6 manusia dan disebut antigen kompleks histokompatibilitas mayor dan disebut antigen MHC (Kompleks histokompatibilitas utama). Antigen MHC manusia pertama kali ditemukan pada leukosit sehingga mempunyai nama lain HLA (Human Leucosit Antigen). Antigen MHC termasuk dalam glikoprotein dan terkandung pada membran sel tubuh, menentukan sifat individualnya dan menginduksi reaksi transplantasi, yang mana mereka menerima nama ketiga - antigen transplantasi. Selain itu, antigen MHC memainkan peran wajib dalam menginduksi respon imun terhadap antigen apapun.

Gen MHC mengkodekan tiga kelas protein, dua di antaranya berhubungan langsung dengan fungsi sistem kekebalan dan dibahas di bawah, dan protein kelas III mencakup komponen komplemen, sitokin TNF, dan protein kejutan panas.

Protein kelas I ditemukan di permukaan hampir semua sel tubuh. Mereka terdiri dari dua rantai polipeptida: rantai berat terhubung secara non-kovalen ke rantai kedua. Rantai berat terdapat dalam tiga varian, yang menentukan pembagian antigen kelas menjadi tiga kelompok serologis A, B dan C. Rantai berat menentukan kontak seluruh struktur dengan membran sel dan aktivitasnya. Rantai tersebut merupakan mikroglobulin yang sama untuk semua golongan. Setiap antigen kelas I ditandai dengan huruf latin dan nomor seri antigen tersebut.

Antigen kelas I memastikan presentasi antigen ke limfosit sitotoksik CO8+, dan pengenalan antigen ini oleh sel penyaji antigen organisme lain selama transplantasi mengarah pada pengembangan kekebalan transplantasi.

Antigen MHC kelas II terletak terutama pada sel penyaji antigen - sel dendritik, makrofag, dan limfosit B. Pada makrofag dan limfosit, ekspresinya meningkat tajam setelah aktivasi sel. Antigen kelas II dibagi menjadi 5 kelompok yang masing-masing kelompok berisi 3 sampai 20 antigen. Tidak seperti antigen kelas I, yang dideteksi dalam uji serologis menggunakan serum yang mengandung antibodi terhadap antigen tersebut, antigen kelas II paling baik dideteksi dalam uji sel - aktivasi sel dengan mengkultivasi sel uji dengan limfosit standar.

Isolasi mikroorganisme dari berbagai bahan dan memperoleh kulturnya banyak digunakan dalam praktik laboratorium untuk diagnosis mikrobiologis penyakit menular, dalam pekerjaan penelitian dan dalam produksi mikrobiologis vaksin, antibiotik, dan produk biologis aktif lainnya dari kehidupan mikroba.

Kondisi budidaya juga bergantung pada sifat mikroorganisme terkait. Sebagian besar mikroba patogen ditumbuhkan pada media nutrisi pada suhu 37°C selama 12 hari. Namun, beberapa di antaranya memerlukan waktu yang lebih lama. Misalnya bakteri batuk rejan - dalam 2-3 hari, dan Mycobacterium tuberkulosis - dalam 3-4 minggu.

Untuk merangsang proses pertumbuhan dan reproduksi mikroba aerobik, serta untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk budidayanya, digunakan metode budidaya dalam, yang terdiri dari aerasi terus menerus dan pencampuran media nutrisi. Metode mendalam telah diterapkan secara luas dalam bioteknologi.

Untuk budidaya anaerob, metode khusus digunakan, yang intinya adalah menghilangkan udara atau menggantinya dengan gas inert dalam termostat tertutup - anaerob. Anaerob ditumbuhkan pada media nutrisi yang mengandung zat pereduksi (glukosa, natrium asam format, dll) yang mengurangi potensi redoks.

Dalam praktik diagnostik, kultur murni bakteri yang diisolasi dari bahan uji yang diambil dari pasien atau objek lingkungan sangatlah penting. Untuk tujuan ini, media nutrisi buatan digunakan, yang dibagi menjadi media dasar, diagnostik diferensial, dan media elektif dengan komposisi paling beragam. Pemilihan media nutrisi untuk mengisolasi kultur murni sangat penting untuk diagnosis bakteriologis.

Dalam kebanyakan kasus, media nutrisi padat digunakan, yang sebelumnya dituangkan ke dalam cawan Petri. Bahan uji ditempatkan secara melingkar pada permukaan medium dan digosok dengan spatula hingga diperoleh koloni terisolasi yang tumbuh dari satu sel. Penyemaian kembali koloni yang terisolasi pada media agar miring dalam tabung reaksi akan menghasilkan kultur murni.

Untuk identifikasi, mis. Untuk menentukan afiliasi generik dan spesies suatu tanaman terisolasi, karakteristik fenotipik paling sering dipelajari:

a) morfologi sel bakteri pada apusan atau sediaan asli;

b) ciri-ciri biokimia kultur menurut kemampuannya memfermentasi karbohidrat (glukosa, laktosa, sukrosa, maltosa, manitol, dll), membentuk indol, amonia dan hidrogen sulfida, yang merupakan produk aktivitas proteolitik bakteri.

Untuk analisis yang lebih lengkap digunakan kromatografi gas-cair dan metode lainnya.

Selain metode bakteriologis, metode penelitian imunologi, yang bertujuan mempelajari struktur antigenik dari kultur yang diisolasi, banyak digunakan untuk mengidentifikasi kultur murni. Untuk tujuan ini, reaksi serologis digunakan: aglutanasi, presipitasi imunofluoresensi, fiksasi komplemen, immunoassay enzim, metode radioimun, dll.

Metode isolasi kultur murni

Untuk mengisolasi kultur murni mikroorganisme, perlu dilakukan pemisahan bakteri-bakteri yang terdapat dalam bahan tersebut satu sama lain. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan metode yang didasarkan pada dua prinsip - mekanis Dan biologis pemisahan bakteri.

Metode isolasi kultur murni berdasarkan prinsip mekanis

Metode pengenceran serial , diusulkan oleh L. Pasteur, adalah salah satu yang pertama digunakan untuk pemisahan mikroorganisme secara mekanis. Ini terdiri dari melakukan pengenceran serial berturut-turut dari bahan yang mengandung mikroba secara steril cairan media nutrisi. Teknik ini cukup melelahkan dan tidak sempurna dalam pengoperasiannya, karena tidak memungkinkan pengendalian jumlah sel mikroba yang masuk ke tabung reaksi selama pengenceran.

Tidak memiliki kelemahan ini Metode Koch (metode pengenceran pelat ). R. Koch menggunakan media nutrisi padat berbahan dasar gelatin atau agar-agar. Bahan yang mengandung asosiasi berbagai jenis bakteri diencerkan dalam beberapa tabung reaksi dengan agar-agar yang dilelehkan dan agak dingin, yang isinya kemudian dituangkan ke dalam piring kaca steril. Setelah media menjadi gel, media diolah pada suhu optimal. Koloni mikroorganisme terisolasi terbentuk di ketebalannya, yang dapat dengan mudah dipindahkan ke media nutrisi segar menggunakan loop platinum untuk mendapatkan kultur bakteri murni.

Metode Drigalski adalah metode yang lebih maju yang banyak digunakan dalam praktik mikrobiologi sehari-hari. Pertama, bahan yang akan diuji diaplikasikan pada permukaan medium dalam cawan petri dengan menggunakan pipet atau loop. Dengan menggunakan spatula logam atau kaca, gosokkan secara menyeluruh ke dalam media. Cangkir tetap terbuka selama penaburan dan diputar perlahan untuk mendistribusikan bahan secara merata. Tanpa mensterilkan spatula, oleskan ke bahan di cawan Petri lain, dan jika perlu, di cawan ketiga. Baru setelah itu spatula dicelupkan ke dalam larutan desinfektan atau digoreng dengan api kompor. Pada permukaan medium pada cawan pertama biasanya kita mengamati pertumbuhan bakteri yang terus menerus, pada cawan kedua - pertumbuhan padat, dan pada cawan ketiga - pertumbuhan dalam bentuk koloni yang terisolasi.

Koloni menggunakan metode Drigalsky

Metode penyemaian garis Saat ini paling sering digunakan di laboratorium mikrobiologi. Bahan yang mengandung mikroorganisme dikumpulkan dengan lingkaran bakteriologis dan diaplikasikan pada permukaan media nutrisi di dekat tepi cawan. Buang bahan berlebih dan aplikasikan secara paralel dari ujung ke ujung cangkir. Setelah seharian mengerami tanaman pada suhu optimal, koloni mikroba yang terisolasi tumbuh di permukaan cawan.

Metode pukulan

Untuk memperoleh koloni yang terisolasi dapat menggunakan alat usap yang digunakan untuk mengambil bahan uji. Buka sedikit cawan Petri yang berisi media nutrisi, masukkan tampon ke dalamnya dan gosokkan bahan secara hati-hati ke permukaan cawan, secara bertahap kembalikan tampon dan cawan tersebut.

Jadi, keuntungan signifikan dari metode pengenceran pelat Koch, Drygalski, dan kultur coretan adalah bahwa metode tersebut menciptakan koloni mikroorganisme yang terisolasi, yang bila diinokulasi ke media nutrisi lain, berubah menjadi kultur murni.

Metode isolasi kultur murni berdasarkan prinsip biologi

Prinsip biologis pemisahan bakteri melibatkan pencarian metode yang terfokus yang mempertimbangkan berbagai karakteristik sel mikroba. Di antara metode yang paling umum adalah sebagai berikut:

1. Berdasarkan jenis pernapasan. Semua mikroorganisme menurut jenis respirasinya dibagi menjadi dua kelompok utama: aerobik (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio choleraedll) Dan anaerobik (Clostridium tetani, Klostridium botulinum, Clostridium perfringensdan sebagainya.). Jika bahan dari mana patogen anaerobik akan diisolasi dipanaskan terlebih dahulu dan kemudian diolah dalam kondisi anaerobik, maka bakteri ini akan tumbuh.

2. Oleh sporulasi . Diketahui bahwa beberapa mikroba (bacillus dan clostridia) mampu melakukan sporulasi. Diantara mereka Clostridium tetani, Klostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus. Spora tahan terhadap faktor lingkungan. Akibatnya, bahan yang diteliti dapat terkena faktor termal, dan kemudian secara inokulatif dipindahkan ke media nutrisi. Setelah beberapa waktu, bakteri yang mampu bersporulasi akan tumbuh di sana.

3. Ketahanan mikroba terhadap asam dan basa. Beberapa mikroba (Mycobacterium tuberkulosis, Mycobacterium bovis) Karena kekhasan struktur kimianya, mereka tahan terhadap asam. Oleh karena itu, bahan yang mengandungnya, misalnya dahak tuberkulosis, diolah terlebih dahulu dengan larutan asam sulfat 10% dengan volume yang sama kemudian disemai pada media nutrisi. Tumbuhan asing mati, dan mikobakteri tumbuh akibat resistensi mereka terhadap asam.

Vibrio kolera (Vibrio cholerae) Sebaliknya merupakan bakteri halofilik, oleh karena itu untuk menciptakan kondisi pertumbuhan yang optimal disemai pada media yang mengandung alkali (1% air pepton alkali). Dalam waktu 4-6 jam, tanda-tanda khas pertumbuhan muncul di permukaan medium dalam bentuk lapisan halus berwarna kebiruan.

4. Motilitas bakteri. Beberapa mikroba (Proteus vulgaris) memiliki kecenderungan untuk tumbuh menjalar dan mampu dengan cepat menyebar ke permukaan lingkungan yang lembab. Untuk mengisolasi patogen tersebut, mereka diinokulasi ke dalam tetesan cairan kondensasi, yang terbentuk ketika kolom agar miring didinginkan. Setelah 16-18 tahun mereka menyebar ke seluruh permukaan medium. Jika kita mengambil bahan dari bagian atas agar-agar, kita akan mendapatkan kultur patogen yang murni.

5. Sensitivitas mikroba terhadap bahan kimia, antibiotik dan agen antimikroba lainnya. Sebagai hasil dari karakteristik metabolisme bakteri, mereka mungkin memiliki sensitivitas yang berbeda terhadap faktor kimia tertentu. Diketahui bahwa stafilokokus, basil aerobik yang membentuk spora, resisten terhadap aksi natrium klorida 7,5-10%. Oleh karena itu, untuk mengisolasi patogen tersebut digunakan media nutrisi selektif (agar kuning telur, agar garam manitol) yang mengandung zat khusus ini. Bakteri lain praktis tidak tumbuh pada konsentrasi natrium klorida ini.

6. Pemberian antibiotik tertentu (nystatin) digunakan untuk menghambat pertumbuhan jamur pada bahan yang terkontaminasi berat. Sebaliknya, menambahkan antibiotik penisilin ke dalam media akan mendorong pertumbuhan flora bakteri jika jamur ingin diisolasi. Penambahan furazolidone dalam konsentrasi tertentu ke dalam media nutrisi menciptakan kondisi selektif untuk pertumbuhan corynebacteria dan mikrokokus.

7. Kemampuan mikroorganisme menembus kulit utuh. Beberapa bakteri patogen (Yersinia pestis) Karena adanya sejumlah besar enzim agresif, mereka mampu menembus kulit utuh. Untuk melakukan ini, bulu pada tubuh hewan laboratorium dicukur dan bahan uji, yang mengandung patogen dan sejumlah besar mikroflora pihak ketiga, digosokkan ke area ini. Setelah beberapa waktu, hewan tersebut disembelih, dan mikroba diisolasi dari darah atau organ dalam.

8. Sensitivitas hewan laboratorium terhadap patogen penyakit menular. Beberapa hewan menunjukkan sensitivitas tinggi terhadap berbagai mikroorganisme.

Misalnya dengan metode administrasi apapun Streptococcus pneumoniae tikus putih mengembangkan infeksi pneumokokus umum. Gambaran serupa terlihat ketika babi Guinea terinfeksi patogen tuberkulosis. (Mycobacterium tuberkulosis) .

Dalam praktek sehari-hari, ahli bakteriologi menggunakan konsep seperti tekanan Dan budaya murni mikroorganisme. Strain mengacu pada mikroba dari spesies yang sama yang diisolasi dari sumber berbeda, atau dari sumber yang sama, tetapi pada waktu berbeda. Kultur bakteri murni adalah mikroorganisme dari spesies yang sama, keturunan dari satu sel mikroba, yang tumbuh pada (dalam) media nutrisi.

Isolasi budaya murni aerobik mikroorganisme terdiri dari beberapa tahapan.

Hari pertama (Tahap 1 penelitian) Bahan patologis dikumpulkan ke dalam wadah steril (tabung reaksi, labu, botol). Itu dipelajari - penampilan, konsistensi, warna, bau dan tanda-tanda lainnya, apusan disiapkan, dicat dan diperiksa di bawah mikroskop. Dalam beberapa kasus (gonore akut, wabah), pada tahap ini dimungkinkan untuk membuat diagnosis awal, dan sebagai tambahan, memilih media di mana bahan tersebut akan diinokulasi. Kemudian dilakukan dengan loop bakteriologis (paling sering digunakan), menggunakan spatula - metode Drigalsky, dan kapas kasa. Cangkir ditutup, dibalik, ditandatangani dengan pensil khusus dan ditempatkan dalam termostat pada suhu optimal (37°C) selama 18-48 jam. Tujuan tahap ini adalah untuk memperoleh koloni mikroorganisme yang terisolasi.

Namun terkadang untuk menumpuk bahan ditaburkan pada media nutrisi cair.

Pada hari kedua (Tahap 2 penelitian) Pada permukaan media nutrisi padat, mikroorganisme membentuk koloni yang terus menerus, padat, atau terisolasi. Koloni– ini adalah akumulasi bakteri yang terlihat dengan mata telanjang di permukaan atau dalam ketebalan media nutrisi. Biasanya setiap koloni terbentuk dari keturunan satu sel mikroba (klon), sehingga komposisinya cukup homogen. Ciri-ciri pertumbuhan bakteri pada media nutrisi merupakan manifestasi sifat kulturnya.

Pelat diperiksa dengan cermat dan koloni terisolasi yang tumbuh di permukaan agar dipelajari. Perhatikan ukuran, bentuk, warna, sifat tepi dan permukaan koloni, konsistensinya dan ciri-ciri lainnya. Jika perlu, periksa koloni di bawah kaca pembesar, mikroskop dengan pembesaran rendah atau tinggi. Struktur koloni diperiksa dalam cahaya yang ditransmisikan dengan perbesaran mikroskop rendah. Mereka bisa berbentuk hialin, granular, berserabut atau berserat, yang ditandai dengan adanya filamen yang saling terkait dalam ketebalan koloni.

Karakteristik koloni merupakan bagian penting dari pekerjaan seorang ahli bakteriologi dan asisten laboratorium, karena mikroorganisme dari setiap spesies memiliki koloni khusus masing-masing.

Pada hari ketiga (Tahap 3 penelitian) mempelajari pola pertumbuhan suatu kultur murni mikroorganisme dan melakukan identifikasinya.

Pertama, mereka memperhatikan ciri-ciri pertumbuhan mikroorganisme pada medium dan membuat apusan, pewarnaan dengan metode Gram, untuk memeriksa kemurnian kultur. Jika bakteri dengan jenis morfologi, ukuran dan sifat tinctorial (kemampuan pewarnaan) yang sama diamati di bawah mikroskop, maka dapat disimpulkan bahwa kultur tersebut murni. Dalam beberapa kasus, hanya berdasarkan penampilan dan karakteristik pertumbuhannya, seseorang dapat menarik kesimpulan tentang jenis patogen yang diisolasi. Penentuan jenis bakteri berdasarkan ciri morfologinya disebut identifikasi morfologi. Penentuan jenis patogen berdasarkan ciri budayanya disebut identifikasi budaya.

Namun, penelitian ini tidak cukup untuk membuat kesimpulan pasti tentang jenis mikroba yang diisolasi. Oleh karena itu, sifat biokimia bakteri dipelajari. Jumlahnya cukup beragam.

Identifikasi bakteri.

Menentukan jenis patogen berdasarkan sifat biokimianya disebut identifikasi biokimia.

Untuk menentukan spesies bakteri, struktur antigeniknya sering dipelajari, yaitu identifikasi dilakukan berdasarkan sifat antigeniknya. Setiap mikroorganisme mengandung zat antigenik yang berbeda. Secara khusus, perwakilan dari keluarga Enterobacteriaceae (Escherichia, Salmonella, Shigela) mengandung antigen O envelope, antigen H flagellar, dan antigen K kapsuler. Komposisi kimianya heterogen, oleh karena itu mereka ada dalam banyak varian. Mereka dapat ditentukan dengan menggunakan serum ketan tertentu. Penentuan jenis bakteri ini disebut identifikasi serologis.

Kadang-kadang identifikasi bakteri dilakukan dengan menginfeksi hewan laboratorium dengan kultur murni dan mengamati perubahan yang disebabkan oleh patogen di dalam tubuh (tuberkulosis, botulisme, tetanus, salmonellosis, dll). Metode ini disebut identifikasi berdasarkan sifat biologis. Objek yang paling sering digunakan adalah kelinci percobaan, tikus putih dan mencit.

APLIKASI

(tabel dan diagram)

Fisiologi bakteri

Skema 1. Fisiologi bakteri.

reproduksi

tumbuh pada media nutrisi

Tabel 1. Tabel umum fisiologi bakteri.

		Ciri
		Proses memperoleh energi dan zat.
		Serangkaian proses biokimia yang menghasilkan pelepasan energi yang diperlukan untuk kehidupan sel mikroba.
		Reproduksi terkoordinasi dari semua komponen dan struktur seluler, yang pada akhirnya mengarah pada peningkatan massa sel
	Reproduksi	Meningkatkan jumlah sel dalam suatu populasi
	Tumbuh di media nutrisi.	Dalam kondisi laboratorium, mikroorganisme ditumbuhkan pada media nutrisi yang harus steril, transparan, lembab, mengandung nutrisi tertentu (protein, karbohidrat, vitamin, unsur mikro, dll), memiliki kapasitas buffering tertentu, memiliki pH yang sesuai, dan potensi redoks. .

Tabel 1.1 Komposisi kimia dan fungsi fisiologis unsur.

	elemen komposisi		Karakteristik dan peran dalam fisiologi sel.
		Komponen utama sel bakteri, menyumbang sekitar 80% massanya. Ia berada dalam keadaan bebas atau terikat dengan elemen struktural sel. Dalam spora, jumlah air berkurang menjadi 18,20%. Air merupakan pelarut bagi banyak zat, dan juga memainkan peran mekanis dalam menyediakan turgor. Selama plasmolisis—kehilangan air oleh sel dalam larutan hipertonik—protoplasma terlepas dari membran sel. Mengeluarkan air dari sel dan mengeringkannya menghentikan proses metabolisme. Sebagian besar mikroorganisme mentoleransi pengeringan dengan baik. Ketika kekurangan air, mikroorganisme tidak berkembang biak. Pengeringan dalam ruang hampa dari keadaan beku (liofilisasi) menghentikan reproduksi dan mendorong pelestarian individu mikroba dalam jangka panjang.
		40 – 80% berat kering. Mereka menentukan sifat biologis terpenting bakteri dan biasanya terdiri dari kombinasi 20 asam amino. Bakteri tersebut mengandung asam diaminopimelic (DAP), yang tidak terdapat pada sel manusia dan hewan. Bakteri mengandung lebih dari 2.000 protein berbeda, terletak di komponen strukturalnya dan terlibat dalam proses metabolisme. Sebagian besar protein memiliki aktivitas enzimatik. Protein sel bakteri menentukan antigenisitas dan imunogenisitas, virulensi, dan spesies bakteri.
	elemen komposisi	Karakteristik dan peran dalam fisiologi sel.
	Asam nukleat	Mereka melakukan fungsi yang mirip dengan asam nukleat sel eukariotik: molekul DNA dalam bentuk kromosom bertanggung jawab atas faktor keturunan, asam ribonukleat (informasi, atau matriks, transportasi dan ribosom) terlibat dalam biosintesis protein.
	Karbohidrat	Mereka diwakili oleh zat sederhana (mono dan disakarida) dan senyawa kompleks. Polisakarida sering dimasukkan dalam kapsul. Beberapa polisakarida intraseluler (pati, glikogen, dll.) merupakan nutrisi cadangan.
		Mereka adalah bagian dari membran sitoplasma dan turunannya, serta dinding sel bakteri, misalnya membran luar, di mana selain lapisan biomolekuler lipid, terdapat LPS. Lipid dapat bertindak sebagai nutrisi cadangan di sitoplasma. Lipid bakteri diwakili oleh fosfolipid, asam lemak dan gliserida. Mycobacterium tuberkulosis mengandung jumlah lipid terbesar (hingga 40%).
	Mineral	Ditemukan dalam abu setelah sel dibakar. Fosfor, kalium, natrium, belerang, besi, kalsium, magnesium, serta unsur mikro (seng, tembaga, kobalt, barium, mangan, dll.) terdeteksi dalam jumlah besar lingkungan, potensi redoks , mengaktifkan enzim, merupakan bagian dari enzim, vitamin dan komponen struktural sel mikroba.

Tabel 1.2. Basa nitrogen.

Tabel 1.2.1 Enzim

		Ciri
	Definisi	Katalis protein spesifik dan efisien terdapat di semua sel hidup.
		Enzim mengurangi energi aktivasi, memastikan terjadinya reaksi kimia yang tanpanya hanya dapat berlangsung pada suhu tinggi, tekanan berlebih, dan kondisi non-fisiologis lainnya yang tidak dapat diterima oleh sel hidup.
		Enzim meningkatkan laju reaksi sekitar 10 kali lipat, yang mengurangi waktu paruh suatu reaksi dari 300 tahun menjadi satu detik.
		Enzim “mengenali” substrat melalui susunan spasial molekulnya dan distribusi muatan di dalamnya. Bagian tertentu dari molekul protein enzimatik, pusat katalitiknya, bertanggung jawab untuk mengikat substrat. Dalam hal ini, kompleks enzim-substrat perantara terbentuk, yang kemudian terurai membentuk produk reaksi dan enzim bebas.
	Varietas	Enzim pengatur (alosterik) merasakan berbagai sinyal metabolisme dan mengubah aktivitas katalitiknya sesuai dengan sinyal tersebut.	Enzim efektor merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi tertentu (lebih jelasnya pada Tabel 1.2.2.)
	Aktivitas fungsional	Aktivitas fungsional enzim dan laju reaksi enzimatik bergantung pada kondisi di mana mikroorganisme tertentu berada dan, yang terpenting, pada suhu lingkungan dan pH-nya. Bagi banyak mikroorganisme patogen, suhu optimal adalah 37°C dan pH 7,2-7,4.

KELAS ENZIM :

mikroorganisme mensintesis berbagai enzim yang termasuk dalam keenam kelas yang diketahui.

Tabel 1.2.2. Kelas enzim efektor

	Kelas enzim	Mengkatalisis:
	Oksidoreduktase	Perpindahan elektron
	Transferase	Transfer berbagai kelompok kimia
	Hidrolase	Transfer gugus fungsi ke molekul air
		Penambahan gugus pada ikatan rangkap dan reaksi balik
	Isomerase	Perpindahan gugus dalam suatu molekul untuk membentuk bentuk isomer
		Pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, C-N akibat reaksi kondensasi yang berhubungan dengan pemecahan adenosin trifosfat (ATP)

Tabel 1.2.3. Jenis-jenis enzim menurut pembentukannya dalam sel bakteri

		Ciri	Catatan
	Dapat diinduksi (adaptif) enzim "induksi substrat"	Enzim yang konsentrasinya di dalam sel meningkat tajam sebagai respons terhadap munculnya substrat penginduksi di lingkungan. Disintesis oleh sel bakteri hanya jika substrat enzim ini ada dalam medium
	Enzim yang dapat ditekan	Sintesis enzim-enzim ini terhambat akibat akumulasi berlebihan produk reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini.	Contoh represi enzim adalah sintesis triptofan, yang terbentuk dari asam antranilat dengan partisipasi antranilat sintetase.
	Enzim konstitutif	Enzim disintesis terlepas dari kondisi lingkungan	Enzim glikolitik
	Kompleks multienzim	Enzim intraseluler digabungkan secara struktural dan fungsional	Enzim rantai pernapasan terlokalisasi pada membran sitoplasma.

Tabel 1.2.4. Enzim tertentu

	Enzim	Identifikasi bakteri
	Superoksida dismutase dan katalase	Semua bakteri aerob atau anaerob fakultatif mempunyai superoksida dismutase dan katalase, enzim yang melindungi sel dari produk toksik metabolisme oksigen. Hampir semua bakteri anaerob obligat tidak mensintesis enzim ini. Hanya satu kelompok bakteri aerob, bakteri asam laktat, yang bersifat katalase negatif.
	Peroksidase	Bakteri asam laktat mengakumulasi peroksidase, enzim yang mengkatalisis oksidasi senyawa organik di bawah pengaruh H2O2 (direduksi menjadi air).
	Arginin dihidrolase	Fitur diagnostik yang memungkinkan seseorang membedakan spesies Pseudomonas saprofit dari spesies fitopatogenik.
		Di antara lima kelompok utama keluarga Enterobacteriaceae, hanya dua - Escherichiae dan Erwiniae - yang tidak mensintesis urease.

Tabel 1.2.5. Penerapan enzim bakteri dalam mikrobiologi industri.

	Enzim	Aplikasi
	Amilase, selulase, protease, lipase	Untuk meningkatkan pencernaan, preparat enzim siap pakai digunakan, yang masing-masing memfasilitasi hidrolisis pati, selulosa, protein dan lipid.
	Invertase ragi	Dalam pembuatan manisan untuk mencegah kristalisasi sukrosa
	Pektinase	Digunakan untuk memperjelas jus buah
	Clostridia kolagenase dan streptokinase streptokokus	Menghidrolisis protein, meningkatkan penyembuhan luka dan luka bakar
	Enzim litik bakteri	Mereka disekresikan ke lingkungan, bekerja pada dinding sel mikroorganisme patogen dan berfungsi sebagai cara yang efektif untuk memerangi mikroorganisme patogen, bahkan jika mereka resisten terhadap antibiotik.
	Ribonuklease, deoksiribonuklease, polimerase, ligase DNA, dan enzim lain yang secara khusus memodifikasi asam nukleat	Digunakan sebagai alat dalam kimia bioorganik, rekayasa genetika dan terapi gen

Tabel 1.2.6. Klasifikasi enzim berdasarkan lokalisasi.

		Lokalisasi
	Endoenzim	Di sitoplasma Di membran sitoplasma Di ruang periplasma	Mereka hanya berfungsi di dalam sel. Mereka mengkatalisis reaksi biosintesis dan metabolisme energi.
	Eksoenzim	Dilepaskan ke lingkungan.	Mereka dilepaskan ke lingkungan oleh sel dan mengkatalisis reaksi hidrolisis senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana yang tersedia untuk diasimilasi oleh sel mikroba. Ini termasuk enzim hidrolitik, yang memainkan peran sangat penting dalam nutrisi mikroorganisme.

Tabel 1.2.7. Enzim mikroba patogen (enzim agresi)

	Enzim
	Lesitovitellase lesitinase	Menghancurkan membran sel	Inokulasi bahan uji pada media nutrisi ZhSA Hasil: terdapat zona kekeruhan di sekitar koloni pada LSA.
	Hemolisin	Menghancurkan sel darah merah	Inokulasi bahan uji pada media nutrisi agar darah. Hasil: terbentuk zona hemolisis lengkap di sekitar koloni pada agar darah.
	Kultur koagulase-positif	Menyebabkan pembekuan plasma darah	Inokulasi bahan uji pada plasma darah sitrat steril. Hasil: koagulasi plasma
	Kultur koagulase-negatif	Produksi manitol	Menabur manitol pada media nutrisi dalam kondisi anaerobik. Hasil : Tampak koloni berwarna (sesuai warna indikator)
	Enzim		Pembentukan beberapa enzim secara in vitro
	Hyaluronidase	Menghidrolisis asam hialuronat - komponen utama jaringan ikat	Inokulasi bahan uji pada media nutrisi yang mengandung asam hialuronat. Hasil: pada tabung reaksi yang mengandung hialuronidase tidak terjadi pembentukan bekuan.
	Neuraminidase	Ini memisahkan asam sialat (neuraminic) dari berbagai glikoprotein, glikolipid, polisakarida, meningkatkan permeabilitas berbagai jaringan.	Deteksi: reaksi penentuan antibodi terhadap neuraminidase (RINA) dan lain-lain (metode imunodifusi, imunoenzim dan radioimun).

Tabel 1.2.8. Klasifikasi enzim menurut sifat biokimianya.

	Enzim		Deteksi
	Sakarolitik	Pemecahan gula	Media diagnostik diferensial seperti lingkungan Hiss, lingkungan Olkenitsky, lingkungan Endo, lingkungan Levin, lingkungan Ploskirev.
	Proteolitik	Pemecahan protein	Mikroba diinokulasi dengan cara disuntikkan ke dalam kolom gelatin dan setelah 3-5 hari inkubasi pada suhu kamar, sifat pencairan gelatin dicatat. Aktivitas proteolitik juga ditentukan oleh pembentukan produk penguraian protein: indol, hidrogen sulfida, amonia. Untuk menentukannya, mikroorganisme diinokulasi ke dalam kaldu daging-pepton.
	Enzim diidentifikasi oleh produk akhir	Pembentukan basa Pembentukan asam Pembentukan hidrogen sulfida Pembentukan amonia, dll.	Untuk membedakan beberapa jenis bakteri dengan bakteri lain berdasarkan aktivitas enzimatiknya, digunakanlah bakteri tersebut. lingkungan diagnostik diferensial

Skema 1.2.8. Komposisi enzim.

KOMPOSISI ENZIM MIKROORGANISME APAPUN:

Ditentukan oleh genomnya

Merupakan tanda stabil

Banyak digunakan untuk identifikasi mereka

Penentuan sifat sakarolitik, proteolitik dan lainnya.

Tabel 1.3. Pigmen

	Pigmen	Sintesis oleh mikroorganisme
	Pigmen karotenoid yang larut dalam lemak yang berwarna merah, oranye, atau kuning.	Mereka membentuk sarcina, mycobacterium tuberkulosis, dan beberapa actinomycetes. Pigmen ini melindungi mereka dari sinar UV.
	Pigmen hitam atau coklat - melanin	Disintesis oleh bakteri anaerob obligat Bacteroides niger dan lain-lain. Tidak larut dalam air dan bahkan asam kuat
	Pigmen pirol berwarna merah cerah yang disebut prodigiosin.	Dibentuk oleh beberapa serata
	Pigmen fenosin yang larut dalam air - piosianin.	Diproduksi oleh bakteri Pseudomonas (Pseudomonas aeruginosa). Dalam hal ini, media nutrisi dengan pH netral atau basa berubah menjadi biru kehijauan.

Tabel 1.4. Mikroorganisme yang bersinar dan menghasilkan aroma

		Kondisi dan karakteristik
	Cahaya (pendaran)	Bakteri menyebabkan cahaya pada substrat tersebut, seperti sisik ikan, jamur tingkat tinggi, pohon yang membusuk, dan produk makanan, di permukaan tempat mereka berkembang biak. Kebanyakan bakteri luminescent adalah spesies halofilik yang dapat berkembang biak pada konsentrasi garam tinggi. Mereka hidup di laut dan samudera dan jarang di perairan tawar. Semua bakteri bercahaya adalah aerob. Mekanisme pendaran dikaitkan dengan pelepasan energi selama oksidasi biologis substrat.
	Pembentukan aroma	Beberapa mikroorganisme menghasilkan zat aromatik yang mudah menguap, seperti etil asetat dan amil asetat, yang memberi rasa pada anggur, bir, asam laktat, dan produk makanan lainnya, dan oleh karena itu digunakan dalam produksinya.

Tabel 2.1.1.Metabolisme

		Definisi
	Metabolisme	Proses biokimia yang terjadi di dalam sel disatukan oleh satu kata - metabolisme (Yunani metabole - transformasi). Istilah ini setara dengan konsep “metabolisme dan energi”. Ada dua sisi metabolisme: anabolisme dan katabolisme.
		Anabolisme adalah serangkaian reaksi biokimia yang melakukan sintesis komponen sel, yaitu sisi metabolisme yang disebut metabolisme konstruktif.	Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang menyediakan energi yang diperlukan sel, khususnya, untuk reaksi pertukaran konstruktif. Oleh karena itu, katabolisme juga diartikan sebagai metabolisme energi suatu sel.
	Amfibolisme	Metabolisme antara yang mengubah fragmen nutrisi dengan berat molekul rendah menjadi serangkaian asam organik dan ester fosfor disebut

Skema 2.1.1. Metabolisme

METABOLISME -

kombinasi dari dua proses yang berlawanan tetapi berinteraksi: katabolisme dan anabolisme

Anabolisme= asimilasi = metabolisme plastis = metabolisme konstruktif

Katabolisme= disimilasi = metabolisme energi = pemecahan = menyediakan energi ke sel

Sintesis (komponen sel)

Reaksi katabolik enzimatik yang menghasilkan pelepasan energi, yang terakumulasi dalam molekul ATP.

Biosintesis monomer:

asam amino nukleotida monosakarida asam lemak

Biosintesis polimer:

protein asam nukleat polisakarida lipid

Sebagai hasil dari reaksi anabolik enzimatik, energi yang dilepaskan dalam proses katabolisme dihabiskan untuk sintesis makromolekul senyawa organik, dari mana biopolimer - komponen sel mikroba kemudian dirakit.

Energi dihabiskan untuk sintesis komponen sel

Tabel 2.1.3. Metabolisme dan transformasi energi sel.

	Metabolisme	Ciri	Catatan
		Metabolisme menjamin keseimbangan dinamis yang melekat pada organisme hidup sebagai suatu sistem, di mana sintesis dan penghancuran, reproduksi dan kematian saling seimbang.	Metabolisme adalah tanda utama kehidupan
	Pertukaran plastik Sintesis protein, lemak, karbohidrat.	Ini adalah serangkaian reaksi sintesis biologis.	Dari zat yang masuk ke dalam sel dari luar, terbentuk molekul yang mirip dengan senyawa sel, yaitu terjadi asimilasi.
	Pertukaran energi	Prosesnya adalah kebalikan dari sintesis. Ini adalah serangkaian reaksi pemisahan.	Ketika senyawa bermolekul tinggi dipecah, energi yang diperlukan untuk reaksi biosintesis dilepaskan, yaitu terjadi disimilasi. Ketika glukosa dipecah, energi dilepaskan secara bertahap dengan partisipasi sejumlah enzim.

Tabel 2.1.2. Perbedaan metabolisme untuk identifikasi.

Tabel 2.2 Anabolisme (metabolisme konstruktif)

Skema 2.2.2. Biosintesis asam amino pada prokariota.

Skema 2.2.1. Biosintesis karbohidrat dalam mikroorganisme.

Gambar 2.2.3. Biosintesis lipid

Tabel 2.2.4. Tahapan metabolisme energi - Katabolisme.

	Tahapan	Ciri	Catatan
	Persiapan	Molekul disakarida dan polisakarida, protein terurai menjadi molekul kecil - glukosa, gliserol dan asam lemak, asam amino. Molekul besar asam nukleat menjadi nukleotida.	Pada tahap ini, sejumlah kecil energi dilepaskan dan dihamburkan sebagai panas.
	Anoksik atau tidak lengkap atau anaerobik atau fermentasi atau disimilasi.	Zat yang terbentuk pada tahap ini mengalami pemecahan lebih lanjut dengan partisipasi enzim. Misalnya: glukosa terurai menjadi dua molekul asam laktat dan dua molekul ATP.	ATP dan H 3 PO 4 terlibat dalam pemecahan glukosa. Selama pemecahan glukosa tanpa oksigen dalam bentuk ikatan kimia dalam molekul ATP, 40% energi dipertahankan, sisanya dibuang sebagai panas. Dalam semua kasus pemecahan satu molekul glukosa, dua molekul ATP terbentuk.
	Tahap respirasi aerobik atau pemecahan oksigen.	Dengan akses oksigen ke sel, zat yang terbentuk pada tahap sebelumnya dioksidasi (dipecah) menjadi produk akhir BERSAMA 2 DanH 2 HAI.	Persamaan keseluruhan untuk respirasi aerobik adalah:

Skema 2.2.4. Fermentasi.

Metabolisme fermentatif – ditandai dengan pembentukan ATP melalui fosforilasi substrat.

Pertama (oksidasi) = pemisahan

Kedua (pemulihan)

Termasuk konversi glukosa menjadi asam piruvat.

Termasuk pemanfaatan hidrogen untuk memulihkan asam piruvat.

Jalur pembentukan asam piruvat dari karbohidrat

Skema 2.2.5. Asam piruvat.

Jalur glikolitik (jalur Embden-Meyerhoff-Parnas)

Jalur Entner-Doudoroff

Jalur pentosa fosfat

Tabel 2.2.5. Fermentasi.

	Jenis fermentasi	Perwakilan	Produk akhir	Catatan
	Asam laktat		Membentuk asam laktat dari piruvat	Dalam beberapa kasus (fermentasi homoenzim) hanya asam laktat yang terbentuk, dalam kasus lain juga produk sampingan.
	Asam format	Enterobakteriaceae	Asam format adalah salah satu produk akhir. (bersamaan dengan itu - efek samping)	Beberapa jenis enterobacteria memecah asam format menjadi H 2 dan CO 2/
	Asam butirat		Asam butirat dan produk sampingannya	Beberapa jenis clostridia, bersama dengan butirat dan asam lainnya, membentuk butanol, aseton, dll. (kemudian disebut fermentasi aseton-butil).
	Asam propionat	Propionobakteri	Membentuk asam propionat dari piruvat	Banyak bakteri, ketika memfermentasi karbohidrat, bersama dengan produk lain, membentuk etil alkohol. Namun, ini bukanlah produk utama.

Tabel 2.3.1. Sistem sintesis protein, pertukaran ion.

	Nama barang	Ciri
	Subunit ribosom 30S dan 50S	Dalam kasus ribosom 70S bakteri, subunit 50S mengandung 23S rRNA (panjang ~3000 nukleotida) dan subunit 30S mengandung 16S rRNA (panjang ~1500 nukleotida); Selain rRNA “panjang”, subunit ribosom besar juga mengandung satu atau dua rRNA “pendek” (5S rRNA dari subunit ribosom bakteri 50S atau 5S dan 5,8S rRNA dari subunit ribosom besar eukariota). (untuk lebih jelasnya, lihat Gambar 2.3.1.)
	RNA Pembawa Pesan (mRNA)
	Satu set lengkap dua puluh aminoasil-tRNA, yang pembentukannya memerlukan asam amino yang sesuai, sintetase aminoasil-tRNA, tRNA, dan ATP	Ini adalah asam amino yang diisi energi dan terikat pada tRNA, siap untuk diangkut ke ribosom dan dimasukkan dalam polipeptida yang disintesis di dalamnya.
	Transfer RNA (tRNA)	Asam ribonukleat yang fungsinya mengangkut asam amino ke tempat sintesis protein.
	Faktor inisiasi protein	(dalam prokariota - IF-1, IF-2, IF-3) Mereka mendapatkan nama mereka karena mereka berpartisipasi dalam organisasi kompleks aktif (kompleks 708) subunit 30S dan 50S, mRNA dan inisiator aminoasil-tRNA (dalam prokariota - formylmethionyl -tRNA), yang “memulai” (memulai) kerja ribosom - terjemahan mRNA.
	Faktor pemanjangan protein	(dalam prokariota - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Berpartisipasi dalam pemanjangan (pemanjangan) rantai polipeptida yang disintesis (peptidil). Faktor terminasi atau pelepasan protein (RF) memastikan pemisahan polipeptida spesifik kodon dari ribosom dan akhir sintesis protein.
	Nama barang	Ciri
	Faktor penghentian protein	(dalam prokariota - RF-1, RF-2, RF-3)
	Beberapa faktor protein lainnya (asosiasi, disosiasi subunit, pelepasan, dll).	Faktor translasi protein diperlukan untuk berfungsinya sistem
	Guanosin trifosfat (GTP)	Untuk melaksanakan penerjemahan, diperlukan partisipasi GTP. Persyaratan sistem sintesis protein untuk GTP sangat spesifik: tidak dapat digantikan oleh trifosfat lainnya. Sel menghabiskan lebih banyak energi untuk biosintesis protein dibandingkan sintesis biopolimer lainnya. Pembentukan setiap ikatan peptida baru memerlukan pembelahan empat ikatan berenergi tinggi (ATP dan GTP): dua untuk memuat molekul tRNA dengan asam amino, dan dua lagi selama pemanjangan - satu selama pengikatan aa-tRNA dan yang lainnya. selama translokasi.
	Kation anorganik dalam konsentrasi tertentu.	Untuk menjaga pH sistem dalam batas fisiologis. Ion amonium digunakan oleh beberapa bakteri untuk mensintesis asam amino, dan ion kalium digunakan untuk mengikat tRNA ke ribosom. Ion besi dan magnesium bertindak sebagai kofaktor dalam sejumlah proses enzimatik

Gambar 2.3.1. Representasi skematis dari struktur ribosom prokariotik dan eukariotik.

Tabel 2.3.2. Fitur pertukaran ion pada bakteri.

	Keanehan	Karakteristik oleh:
	Tekanan osmotik tinggi	Karena konsentrasi ion kalium intraseluler yang signifikan pada bakteri, tekanan osmotik yang tinggi dipertahankan.
	Asupan zat besi	Untuk sejumlah bakteri patogen dan oportunistik (Escherichia, Shigella, dll.), konsumsi zat besi dalam tubuh inang sulit dilakukan karena tidak larut pada nilai pH netral dan sedikit basa.	Siderofor – zat khusus yang, dengan mengikat besi, membuatnya larut dan dapat diangkut.
	Asimilasi	Bakteri secara aktif mengasimilasi anion SO2/ dan P034+ dari lingkungan untuk mensintesis senyawa yang mengandung unsur-unsur tersebut (asam amino yang mengandung sulfur, fosfolipid, dll.).
		Untuk pertumbuhan dan reproduksi bakteri diperlukan senyawa mineral - ion NH4+, K+, Mg2+, dll. (untuk lebih jelasnya lihat Tabel 2.3.1.)

Tabel 2.3.3. Pertukaran ion

	Nama senyawa mineral	Fungsi
	NH 4 + (ion amonium)	Digunakan oleh beberapa bakteri untuk mensintesis asam amino
	K+ (ion kalium)	Digunakan untuk mengikat tRNA ke ribosom Pertahankan tekanan osmotik yang tinggi
	Fe 2+ (ion besi)	Bertindak sebagai kofaktor dalam sejumlah proses enzimatik Bagian dari sitokrom dan hemoprotein lainnya
	Mg 2+ (ion magnesium)
	JADI 4 2 - (anion sulfat)	Diperlukan untuk sintesis senyawa yang mengandung unsur-unsur ini (asam amino yang mengandung sulfur, fosfolipid, dll.)
	PO 4 3- (anion fosfat)

Skema 2.4.1. Metabolisme energi.

Untuk mensintesisnya, bakteri memerlukan...

Nutrisi

Tabel 2.4.1. Metabolisme energi (oksidasi biologis).

	Proses	Diperlukan:
	Sintesis komponen struktural sel mikroba dan pemeliharaan proses vital	Jumlah energi yang cukup. Kebutuhan ini dipenuhi melalui oksidasi biologis, yang menghasilkan sintesis molekul ATP.
	Energi (ATP)	Bakteri besi menerima energi yang dilepaskan selama oksidasi langsung besi (Fe2+ menjadi Fe3+), yang digunakan untuk mengikat CO2. Bakteri yang memetabolisme belerang menyediakan energi melalui oksidasi senyawa yang mengandung belerang; Namun, sebagian besar prokariota memperoleh energi melalui dehidrogenasi. Energi juga diperoleh selama proses pernapasan (lihat tabel detail di bagian terkait).

Skema 2.4. Oksidasi biologis pada prokariota.

Pemecahan polimer menjadi monomer

Karbohidrat

gliserol dan asam lemak

asam amino

monosakarida

Dekomposisi dalam kondisi bebas oksigen

Pembentukan perantara

Oksidasi dalam kondisi oksigen menjadi produk akhir

Tabel 2.4.2. Metabolisme energi.

	Konsep	Ciri
	Inti dari metabolisme energi	Menyediakan energi yang dibutuhkan sel untuk mewujudkan kehidupan.
		Molekul ATP disintesis sebagai hasil transfer elektron dari donor primer ke akseptor akhirnya.
		Respirasi adalah oksidasi biologis (penguraian). Tergantung pada akseptor elektron terakhir, mereka membedakannya napas: Aerobik - dalam respirasi aerobik, akseptor elektron terakhir adalah molekul oksigen O 2. Anaerob - akseptor elektron terakhir adalah senyawa anorganik: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2-
	Mobilisasi energi	Energi dimobilisasi dalam reaksi oksidasi dan reduksi.
	Reaksi Oksidasi	Kemampuan suatu zat untuk menyumbangkan elektron (mengoksidasi)
	Respon Pemulihan	Kemampuan suatu zat untuk memperoleh elektron.
	Potensi redoks	Kemampuan suatu zat untuk menyumbangkan (mengoksidasi) atau menerima (memulihkan) elektron. (ekspresi kuantitatif)

Skema 2.5. Perpaduan.

karbohidrat

Tabel 2.5.1. Perpaduan

Tabel 2.5.1. Perpaduan

	Biosintesis	Dari apa	Catatan
	Biosintesis karbohidrat	Autotrof mensintesis glukosa dari CO 2 . Heterotrof mensintesis glukosa dari senyawa yang mengandung karbon.	Siklus Calvin (lihat diagram 2.2.1.)
	Biosintesis asam amino	Kebanyakan prokariota mampu mensintesis semua asam amino dari: Piruvat α-ketoglutarat mengasapi	Sumber energinya adalah ATP. Piruvat terbentuk dalam siklus glikolitik. Mikroorganisme auksotrofik memakan mikroorganisme yang sudah jadi di dalam tubuh inangnya.
	Biosintesis lipid	Lipid disintesis dari senyawa yang lebih sederhana - produk metabolisme protein dan karbohidrat	Protein transfer asetil memainkan peran penting. Mikroorganisme auksotrofik mengkonsumsi mikroorganisme yang sudah jadi di dalam tubuh inang atau dari media nutrisi.

Tabel 2.5.2. Tahapan utama biosintesis protein.

	Tahapan	Ciri	Catatan
	Transkripsi	Proses sintesis RNA pada gen. Ini adalah proses penulisan ulang informasi dari DNA - gen ke mRNA - gen.	Ini dilakukan dengan menggunakan RNA polimerase yang bergantung pada DNA. Transfer informasi tentang struktur protein ke ribosom terjadi menggunakan mRNA.
	Siaran (transmisi)	Proses biosintesis protein diri. Proses penguraian kode genetik pada mRNA dan implementasinya dalam bentuk rantai polipeptida.	Karena setiap kodon mengandung tiga nukleotida, teks genetik yang sama dapat dibaca dalam tiga cara berbeda (mulai dari nukleotida pertama, kedua, dan ketiga), yaitu dalam tiga kerangka pembacaan yang berbeda.

Catatan untuk tabel: Struktur utama setiap protein adalah urutan asam amino di dalamnya.

Skema 2.5.2. Rantai perpindahan elektron dari donor utama hidrogen (elektron) ke akseptor akhirnya O 2.

bahan organik

(donor elektron primer)

Flavoprotein (- 0,20)

Kuinon (-0,07)

Sitokrom (+0,01)

Sitokrom C(+0,22)

Sitokrom A(+0,34)

akseptor akhir

Tabel 3.1. Klasifikasi organisme berdasarkan jenis nutrisi.

	Unsur organogen	Jenis kekuatan	Ciri
	Karbon (C)	Autotrof	Sel itu sendiri mensintesis semua komponen yang mengandung karbon dari CO 2 .
		Heterotrof	Mereka tidak dapat memenuhi kebutuhannya dengan CO 2; mereka menggunakan senyawa organik yang sudah jadi.
		Saprofit	Sumber makanannya adalah substrat organik mati.
			Sumber nutrisinya adalah jaringan hidup hewan dan tumbuhan.
		Prototrof	Penuhi kebutuhan Anda dengan nitrogen atmosfer dan mineral
		Auksotrof	Mereka membutuhkan senyawa nitrogen organik yang sudah jadi.
	Hidrogen (H)	Sumber utamanya adalah H2O
	Oksigen (O)

Tabel 3.1.2. Konversi energi

Tabel 3.1.3. Metode Nutrisi Karbon

	Sumber energi	Donor elektron	Metode nutrisi karbon
	Energi dari sinar matahari	Senyawa anorganik	Fotolithoheterotrof
		Senyawa organik	Fotoorganoheterotrof
	Reaksi redoks	Senyawa anorganik	Kemolitoheterotrof
		Senyawa organik	Kemoorganoheterotrof

Tabel 3.2. Mekanisme Tenaga:

	Mekanisme	Kondisi	Gradien konsentrasi	Biaya energi	Spesifisitas substrat
	Difusi pasif	Konsentrasi nutrisi di lingkungan melebihi konsentrasi di dalam sel.	Berdasarkan gradien konsentrasi
	Difusi yang terfasilitasi	Protein permease terlibat.	Berdasarkan gradien konsentrasi
	Transportasi aktif	Protein permease terlibat.
	Translokasi kelompok kimia	Selama proses transfer, terjadi modifikasi kimia nutrisi.	Melawan gradien konsentrasi

Tabel 3.3. Transportasi nutrisi dari sel bakteri.

	Nama	Ciri
	Reaksi fosfotransferase	Terjadi ketika molekul yang diangkut mengalami fosforilasi.
	Sekresi translasi	Dalam hal ini, molekul yang disintesis harus memiliki rangkaian asam amino utama yang spesifik agar dapat menempel pada membran dan membentuk saluran yang melaluinya molekul protein dapat keluar ke lingkungan. Dengan cara ini, tetanus, difteri, dan racun lainnya dilepaskan dari sel bakteri terkait.
	Pemula membran	Molekul yang terbentuk di dalam sel dikelilingi oleh vesikel membran, yang dilepaskan ke lingkungan.

Tabel 4. Pertumbuhan.

	Konsep	Definisi konsep.
		Peningkatan jumlah makhluk hidup yang tidak dapat diubah, paling sering disebabkan oleh pembelahan sel. Jika pada organisme multiseluler biasanya mengalami pertambahan ukuran tubuh, maka pada organisme multiseluler jumlah selnya bertambah. Namun pada bakteri, peningkatan jumlah sel dan peningkatan massa sel juga harus diperhatikan.
	Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri secara in vitro.	Media budaya: Mycobacterium leprae tidak mampu melakukan in vitro Suhu (meningkat dalam kisaran): Bakteri mesofilik (20-40 o C) Bakteri termofilik (50-60 o C) Psikrofilik (0-10 o C)
	Penilaian pertumbuhan bakteri	Kuantifikasi pertumbuhan biasanya dilakukan dalam media cair dimana bakteri yang tumbuh membentuk suspensi homogen. Pertambahan jumlah sel ditentukan dengan menentukan konsentrasi bakteri dalam 1 ml, atau pertambahan massa sel ditentukan dalam satuan berat per satuan volume.

Faktor pertumbuhan

Asam amino

Vitamin

Basa nitrogen

Tabel 4.1. Faktor pertumbuhan

		Faktor pertumbuhan	Ciri	Fungsi
	Asam amino			Banyak mikroorganisme, terutama bakteri, memerlukan asam amino tertentu (satu atau lebih), karena mereka tidak dapat mensintesisnya sendiri. Mikroorganisme semacam itu disebut auksotrofik karena asam amino atau senyawa lain yang tidak dapat disintesisnya.
	Basa purin dan turunannya		Nukleotida:	Mereka adalah faktor pertumbuhan bakteri. Beberapa jenis mikoplasma memerlukan nukleotida. Diperlukan untuk pembangunan asam nukleat.
	Basa pirimidin dan turunannya		Nukleotida
	Faktor pertumbuhan		Ciri	Fungsi
			Lipid netral	Mengandung lipid membran
			Fosfolipid
			Asam lemak	Mereka adalah komponen fosfolipid
			Glikolipid	Dalam mikoplasma mereka adalah bagian dari membran sitoplasma
	Vitamin (kebanyakan grup B)		Tiamin (B1)	Staphylococcus aureus, pneumokokus, Brucella
			Asam nikotinat (B3)	Semua jenis bakteri berbentuk batang
			Asam folat (B9)	Bifidobacteria dan asam propionat
			Asam pantotenat (B5)	Beberapa jenis streptokokus, basil tetanus
			Biotin (B7)	Bakteri ragi dan pengikat nitrogen Rhizobium
			Heme adalah komponen sitokrom	Bakteri Haemophilus influenzae, Mycobacterium tuberkulosis

Tabel 5. Pernapasan.

	Nama	Ciri
		Oksidasi biologis (reaksi enzimatik)
	Basis	Respirasi didasarkan pada reaksi redoks yang terjadi dengan pembentukan ATP, akumulator energi kimia universal.
	Proses	Selama bernafas terjadi proses-proses berikut: Oksidasi adalah pelepasan hidrogen atau elektron oleh donor. Reduksi adalah penambahan hidrogen atau elektron ke akseptor.
	Pernapasan aerobik	Akseptor terakhir hidrogen atau elektron adalah oksigen molekuler.
	Respirasi anaerobik	Akseptor hidrogen atau elektron adalah senyawa anorganik - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-.
	Fermentasi	Senyawa organik adalah akseptor hidrogen atau elektron.

Tabel 5.1. Klasifikasi berdasarkan jenis pernapasan.

	Bakteri	Ciri	Catatan
	Anaerob yang ketat	Pertukaran energi terjadi tanpa partisipasi oksigen bebas. Sintesis ATP selama konsumsi glukosa dalam kondisi anaerobik (glikolisis) terjadi karena fosforilasi substrat. Oksigen tidak berfungsi sebagai akseptor elektron terakhir untuk anaerob. Selain itu, oksigen molekuler memiliki efek toksik pada mereka	Anaerob ketat kekurangan enzim katalase, sehingga terakumulasi dengan adanya oksigen dan memiliki efek bakterisidal; Anaerob ketat tidak memiliki sistem untuk mengatur potensi redoks (potensi redoks).
	Aerob yang ketat	Mereka dapat memperoleh energi hanya melalui pernapasan dan oleh karena itu membutuhkan oksigen molekuler. Organisme yang memperoleh energi dan membentuk ATP hanya menggunakan fosforilasi oksidatif substrat, di mana hanya oksigen molekuler yang dapat bertindak sebagai zat pengoksidasi. Pertumbuhan sebagian besar bakteri aerobik berhenti pada konsentrasi oksigen 40-50% atau lebih tinggi.	Aerob ketat termasuk, misalnya, perwakilan dari genus Pseudomonas
	Bakteri	Ciri	Catatan
	Anaerob fakultatif	Tumbuh baik dengan ada maupun tidak adanya oksigen molekuler Organisme aerobik paling sering mengandung tiga sitokrom, anaerob fakultatif - satu atau dua, anaerob obligat tidak mengandung sitokrom.	Anaerob fakultatif termasuk enterobakteri dan banyak ragi yang dapat beralih dari respirasi dengan adanya 02 ke fermentasi tanpa adanya 02.
	Mikroaerofil	Mikroorganisme yang, tidak seperti anaerobik ketat, memerlukan kehadiran oksigen di atmosfer atau media nutrisi untuk pertumbuhannya, namun dalam konsentrasi yang lebih rendah dibandingkan dengan kandungan oksigen di udara biasa atau di jaringan normal tubuh inang (tidak seperti aerob, pertumbuhan yang membutuhkan kandungan oksigen normal di atmosfer atau media nutrisi). Banyak mikroaerofil juga merupakan kapnofil, artinya mereka memerlukan peningkatan konsentrasi karbon dioksida.	Di laboratorium, organisme semacam itu dapat dengan mudah dibiakkan dalam “stoples lilin”. “Stoples lilin” adalah wadah di mana lilin yang menyala ditempatkan sebelum ditutup dengan penutup kedap udara. Nyala lilin akan menyala hingga padam karena kekurangan oksigen, sehingga menghasilkan atmosfer yang kaya karbon dioksida dan kekurangan oksigen di dalam toples.

Tabel 6. Ciri-ciri reproduksi.

Skema 6. Ketergantungan durasi pembangkitan pada berbagai faktor.

Durasi generasi

Jenis bakteri

Populasi

Suhu

Komposisi media nutrisi

Tabel 6.1. Fase reproduksi bakteri.

	Fase	Ciri
	Fase diam awal	Berlangsung 1-2 jam. Selama fase ini, jumlah sel bakteri tidak bertambah.
	Fase lag (fase reproduksi tertunda)	Hal ini ditandai dengan dimulainya pertumbuhan sel yang intensif, namun laju pembelahannya masih rendah.
	Fase log (logaritma)	Ditandai dengan tingkat maksimum reproduksi sel dan peningkatan ukuran populasi bakteri secara eksponensial
	Fase akselerasi negatif	Ditandai dengan aktivitas sel bakteri yang lebih sedikit dan masa generasi yang lebih lama. Hal ini terjadi akibat menipisnya media nutrisi, penumpukan produk metabolisme di dalamnya dan kekurangan oksigen.
	Fase stasioner	Hal ini ditandai dengan keseimbangan antara jumlah sel yang mati, baru terbentuk, dan tidak aktif.
	Fase kematian	Terjadi dengan kecepatan konstan dan digantikan oleh fase UP-US penurunan laju kematian sel.

Skema 7. Persyaratan media nutrisi.

Persyaratan

Viskositas

Kelembaban

Kemandulan

Nilai gizi

Transparansi

Isotonisitas

Tabel 7. Reproduksi bakteri pada media nutrisi.

	Media nutrisi	Ciri
	Media budaya yang solid	Pada media nutrisi padat, bakteri membentuk koloni – kelompok sel.
		S- jenis(halus – halus dan mengkilat) Bulat, tepi halus, halus, cembung.	R- jenis(kasar – kasar, tidak setara) Bentuknya tidak beraturan dengan tepi bergerigi, kasar, penyok.
	Media kultur cair	Pertumbuhan bawah (sedimen) Pertumbuhan permukaan (film) Pertumbuhan menyebar (kekeruhan seragam)

Tabel 7.1. Klasifikasi media nutrisi.

	Klasifikasi	Jenis	Contoh
	Berdasarkan komposisi		MPA – agar daging-pepton MPB - kaldu daging-pepton PV – air pepton
			Agar darah JSA – agar garam kuning telur Desis media
	Dengan sengaja	Dasar
		Pilihan	Agar-agar alkali Air pepton alkali
		Diferensial - diagnostik	Ploskireva
		Spesial	Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Kaldu tioglikol Susu menurut Tukaev
	Secara konsistensi		Agar darah Agar-agar alkali
		Semi cair	Agar-agar semi padat
	Berdasarkan asal	Alami
		Semi sintetis
		Sintetis	Simonson

Tabel 7.2. Prinsip isolasi kultur sel murni.

Prinsip mekanis	Prinsip biologis
1. Pengenceran fraksional L. Pasteur 2. Pengenceran pelat R. Koch 3. Tanaman permukaan Drgalsky 4. Goresan permukaan	Memperhitungkan: a - jenis pernapasan (metode Fortner); b - mobilitas (metode Shukevich); c - tahan asam; g - sporulasi; d - suhu optimal; e - sensitivitas selektif hewan laboratorium terhadap bakteri

Tabel 7.2.1. Tahapan isolasi kultur sel murni.

	Panggung	Ciri
	Tahap 1 penelitian	Bahan patologis dikumpulkan. Itu dipelajari - penampilan, konsistensi, warna, bau dan tanda-tanda lainnya, apusan disiapkan, dicat dan diperiksa di bawah mikroskop.
	Tahap 2 penelitian	Pada permukaan media nutrisi padat, mikroorganisme membentuk koloni yang terus menerus, padat, atau terisolasi. Koloni– ini adalah akumulasi bakteri yang terlihat dengan mata telanjang di permukaan atau dalam ketebalan media nutrisi. Biasanya setiap koloni terbentuk dari keturunan satu sel mikroba (klon), sehingga komposisinya cukup homogen. Ciri-ciri pertumbuhan bakteri pada media nutrisi merupakan manifestasi sifat kulturnya.
	Tahap 3 penelitian	Pola pertumbuhan kultur murni mikroorganisme dipelajari dan diidentifikasi.

Tabel 7.3. Identifikasi bakteri.

	Nama	Ciri
	Identifikasi biokimia	Penentuan jenis patogen berdasarkan sifat biokimianya
	Identifikasi serologis	Untuk menentukan spesies bakteri, struktur antigeniknya sering dipelajari, yaitu identifikasi dilakukan berdasarkan sifat antigeniknya.
	Identifikasi berdasarkan sifat biologis	Kadang-kadang bakteri diidentifikasi dengan menginfeksi hewan laboratorium dengan kultur murni dan mengamati perubahan yang disebabkan oleh patogen di dalam tubuh.
	Identifikasi budaya	Penentuan jenis patogen berdasarkan karakteristik budayanya
	Identifikasi morfologi	Menentukan jenis bakteri berdasarkan ciri morfologinya

Proses manakah yang tidak berhubungan dengan fisiologi bakteri?

Reproduksi

Zat apa yang menyusun 40–80% massa kering sel bakteri?

Karbohidrat

Asam nukleat

Kelas enzim apa yang disintesis oleh mikroorganisme?

Oksireduktase

Semua kelas

Transferase

Enzim yang konsentrasinya di dalam sel meningkat tajam sebagai respons terhadap munculnya substrat penginduksi di lingkungan?

Dapat dideteksi

Konstitusional

Represif

Kompleks multienzim

Enzim patogenisitas yang disekresikan oleh Staphylococcus aureus?

Neuraminidase

Hyaluronidase

lesitinase

Fibrinolisin

Apakah enzim proteolitik mempunyai fungsi?

Pemecahan protein

Pemecahan lemak

Pemecahan karbohidrat

Pembentukan basa

Fermentasi enterobakteri?

Asam laktat

Asam format

Asam propionat

Asam butirat

Senyawa mineral apa yang digunakan untuk mengikat tRNA ke ribosom?

Oksidasi biologis adalah...?

1. Reproduksi

2. Kematian sel

Zat apa yang mensintesis semua komponen sel yang mengandung karbon dari CO 2.

Prototrof

Heterotrof

Autotrof

Saprofit

Media nutrisi bermacam-macam:

Berdasarkan komposisi

Secara konsistensi

Dengan sengaja

Untuk semua hal di atas

Fase reproduksi yang ditandai dengan keseimbangan antara jumlah sel yang mati, baru terbentuk, dan tidak aktif?

2. Fase akselerasi negatif

   Fase stasioner

Durasi pembangkitan tergantung pada?

Usia

Populasi

Semua yang di atas

Untuk menentukan spesies bakteri, sering dipelajari struktur antigeniknya, yaitu dilakukan identifikasi, yang mana?

Biologis

Secara morfologi

Serologis

Biokimia

Metode penyemaian permukaan Drigalski disebut sebagai...?

Prinsip mekanis isolasi budaya murni

Prinsip biologis dalam mengisolasi budaya murni

Bibliografi

1. Borisov L. B. Mikrobiologi medis, virologi, imunologi: buku teks tentang madu. universitas – M.: Badan Informasi Medis LLC, 2005.

2. Pozdeev O.K. Mikrobiologi medis: buku teks tentang madu. universitas – M.: GEOTAR-MED, 2005.

3. Korotyaev A.I., Babichev S.A. Mikrobiologi medis, imunologi dan virologi / buku teks untuk profesional medis. universitas – Sankt Peterburg: SpetsLit, 2000.

4. Vorobyov A. A., Bykov A. S., Pashkov E. P., Rybakova A. M. Mikrobiologi: buku teks. – M.: Kedokteran, 2003.

5. Mikrobiologi kedokteran, virologi dan imunologi: buku teks / ed. V.V.Zvereva, M.N.Boychenko. – M.: GEOTar-Media, 2014.

6. Panduan pelatihan praktek mikrobiologi kedokteran, virologi dan imunologi / ed. V.V. – M.: Kedokteran, 2002.

Pendahuluan 6

Komposisi bakteri dilihat dari fisiologinya. 7

Metabolisme 14

Nutrisi (transportasi nutrisi) 25

Pernafasan 31

Reproduksi 34

Komunitas mikroba 37

APLIKASI 49

Referensi 105

Kami merekomendasikan membaca

instruksi Android

Obat herbal untuk hipertensi: review

Ponsel pintar

Fernand Braudel dan sejarah global

Program perkantoran

Gereja St. Nicholas - Epifani

instruksi Windows

Hati babi agar empuk dan juicy

instruksi Windows

Melarikan diri: tentang apa mimpinya?

instruksi Android

Mengapa seorang wanita bermimpi tentang ikan menurut buku mimpi lainnya?