Bakterilerin antijenik yapıya göre tanımlanması. Serolojik reaksiyonlar. Fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerin incelenmesi
MİKROPLARIN TANIMLANMASI(Geç Lat. tanımlamak için tanımlanır) - mikrop türlerinin veya türlerinin belirlenmesi. I. m. mikrobiyolojinin en önemli aşamasıdır, bulaşıcı bir hastalığın etiyolojisini belirlemek için gerekli araştırma; epidemiyolojik açıdan, bulaşıcı hastalık salgınlarının analizi ve bunların ortadan kaldırılmasına yönelik etkin tedbirlerin yürütülmesi açısından büyük önem taşımaktadır. I. m. aynı zamanda haysiyet için de yaygın olarak kullanılmaktadır. toprak, hava, su ve gıdanın değerlendirilmesi.
I. m, belirli bir türün (tip) tipik temsilcilerine kimliğini (kimliğini) oluşturmayı mümkün kılan, belirli bir kültürün morfolojik, kültürel, biyokimyasal, antijenik, patojenik ve diğer özelliklerinin kompleksinin incelenmesiyle gerçekleştirilir. mikroorganizmalardan oluşur. Bu çalışmalar için yabancı mikropların varlığı hatalı sonuçlara yol açabileceğinden genellikle saf bir kültüre sahip olmak gerekir.
I. m. için araştırma yöntemlerinin seçimi büyük ölçüde mikrobun izolasyon kaynağına göre belirlenir (örneğin, bir hastadan, bir cesetten veya çevresel nesnelerden elde edilen materyal).
Mikroorganizmaların özelliklerinin belirlenmesi
Uygulamada kullanılan genel bir I.m şeması yoktur. Her bir mikroorganizma grubu için tanımlama, biyolojik özelliklerine göre gerçekleştirilir. Bu nedenle, virüslerin tanımlanması için (bkz.), üremelerinin gerçekleştiği hücre kültürlerinin türleri, sitopatik etkinin doğası, kapanımların oluşumu, antijenik yapı, bazı durumlarda virüslerin morfolojisi ve ayrıca Virüslerin deney hayvanları için patojenitesi önemlidir.
Bazı araştırmacıların önerisi dikkate değerdir [Cowan ve Steel (S.T. Cowan, K.I. Steel), 1961, 1965; Seeley ve Van Demark (H.W. Seeley, V.I. Van Demark), 1972] bakterileri tanımlamak için başlangıç noktası olarak Gram boyamayı kullanır. Gram-pozitif bakterilerin farklılaşmasının ilk aşamasında yazarlar hücre şeklini, asit direncini, spor oluşumunu, hareketliliğini, katalaz, oksidaz üretimini ve glikozla ilişkisini ve gram-negatif bakterilerin hücre şekli, hareketliliğini hesaba katarlar. , katalaz, oksidaz üretimi ve glikozla ilişkisi. Araştırmanın sonraki aşamalarında, belirli bir cinse ait bakterileri karakterize eden tabloları kullanarak türleri, alt türleri ve türleri tanımlamanın anahtarını buluyorlar.
Morfolojik ve tentürel özellikler
Bir mikrobun morfol ve tentürel belirtilerinin incelenmesi genellikle tanımlanmasının yalnızca ilk aşamasıdır. Mikroorganizmaların morfolojisi, sabit ve lekeli preparatların yanı sıra asılı veya ezilmiş bir damlada yaşayan lekesiz mikroorganizmaların mikroskopisi ile incelenir.
Canlı bakterilerin uzun süreli gözlemlenmesi için özel kameralar kullanılır (Peshkova, Fontbrune). Mikroskobik inceleme, mikroorganizmaların şeklini, boyutunu ve yapısını, bunların göreceli konumunu, hareketliliğini, flagella sayısını ve dağılımını, sporların şeklini ve konumunu ve ayrıca kapsül oluşumunu belirlemeyi mümkün kılar. Hareketliliği incelemek için genç (6-8 saatten yaşlı olmayan) hızlı büyüyen et suyu kültürleri alınır. Flagella genç agar kültürlerinde, sporlarda, aksine birkaç gün yetiştirilen kültürlerde, patol ve eksüdalardaki kapsüllerde daha kolay tespit edilir. Asılı damla mikroskobu için karanlık alan veya faz kontrast cihazı kullanmak daha iyidir. Mikroorganizmaların şekil ve boyutlarının suşun özelliklerine, kültürün yaşına, besiyerinin bileşimine, inkübasyon sıcaklığına ve diğer faktörlere bağlı olarak değiştiği dikkate alınmalıdır.
Mikropların renklendirici özellikleri, sabit preparatların boyanmasıyla belirlenir. Gram boyama, tüm bakterileri 2 gruba ayırmanıza olanak tanır: gram negatif ve gram pozitif (bkz. Gram yöntemi). Ziehl-Neelsen boyaması, aside dirençli bakterileri aside dirençli olmayan bakterilerden ayırmayı mümkün kılar (bkz. Ziehl-Neelsen yöntemi). Özel yöntemler kullanılarak, bir bakteri hücresinin bireysel elemanları tanımlanır: nükleoid, protoplazma ve kapanımlar (Romanovsky-Giemsa, Feilgen, Robineau, vb. yöntemleri), metakromatik granüller (bkz. Neisser yöntemleri vb.), flagella, kapsüller ve sporlar. Floresan antikorların yöntemi, mikrop tipinin ve hatta tipinin önceden belirlenmesini mümkün kılar (bkz. İmmünofloresan).
Bir mikrobun morfolojisinin spesifik olduğu durumlarda, mikroskobik inceleme onu tahminen tanımlayabilir. Tıpta Mikrobiyolojide bu tür bir tanımlama, yalnızca ayırıcı tanıya ve tanıya karşılık geldiğinde haklı çıkar. Örneğin, kama hastası bir hastanın beyin omurilik sıvısındaki aside dirençli basiller, menenjit semptomları geçici olarak tüberküloz mikobakterilerine atfedilebilir. Vebanın yaygın olduğu bölgelerde kasık hıyarcıkları olan bir hastanın lenf düğümü suyunda gram-negatif bipolar boyanan oval çubuklar muhtemelen veba bakterisi olarak düşünülebilir.
Kültürel özellikler, bir mikrobun belirli bir gruba ait olduğunu gösterir ve onu nihai olarak tanımlamak için yapılacak ileri araştırmaların yönünü belirler. İncelenen kültürün besin ortamlarına (agar, et suyu, jelatin enjeksiyonu vb.) ekilmesiyle belirlenirler. Bakteri ve mantarların kültürel özellikleri arasında kültürün katı besin ortamlarına ekilmesiyle oluşan kolonilerin görünümü ve iç yapısı önemlidir. Normal et pepton agarında bir mikrop gelişmezse, onun için en uygun olan başka bir besiyeri kullanılmalıdır. Koloniler genellikle t° 37°'de 24 saatlik inkübasyonun ardından ve ardından 1 - 3 günlük aralıklarla tekrar incelenir. Kolonileri tanımlarken boyutlarına, rengine (pigment oluşumu), şekline, profiline, yüzeyine, kenarlarına, yoğunluğuna dikkat edin. Bakteriler faz varyantlarına ayrılma eğilimindeyse (bkz. Bakterilerin ayrışması), o zaman bir besin ortamıyla Petri kapları üzerinde elenerek ayrılırlar. Sıvı besin ortamında yetiştirirken, büyüme tabana yakındır, büyüme bir film şeklindedir veya ortamın tek tip bulanıklığıdır. Bazı durumlarda büyüme, Loeffler serumu, gliserinli patates, kan içeren ortamlar vb. gibi özel ortamlarda incelenir. Mikrobun kültürel özellikleri, morfolojik özelliklerine önemli bir katkıdır.
Mikropların çeşitli çevresel faktörlere karşı direnci
Mikropların çeşitli çevresel faktörlere karşı direnci I. m.'de kullanılır, çünkü bazı durumlarda mikroplar bu özellik açısından önemli ölçüde farklılık gösterir. Örneğin, spor taşımayan bakteriler ve spor taşıyan bakterilerin bitkisel formları sıcaklığa ve düşük antiseptik konsantrasyonlarına karşı duyarlıdır. 60° sıcaklıkta yarım saat içinde, %1 fenol çözeltisinde ise 1 saat içinde ölürler. Aside dirençli bakteriler sıcaklığa duyarlıdır ancak dezenfektanlara karşı nispeten dirençlidir; 60° sıcaklıkta yarım saat içinde ölürler, ancak soğukta antiseptiklere genellikle birkaç saat direnç gösterirler. Bakteri sporları özellikle oldukça dirençlidir (bkz. Sporlar, bakteriler). Ya basınç altında buhardan (yarım saat boyunca 120° sıcaklıkta) ya da yüksek konsantrasyonda antiseptiklerden, örneğin birkaç saat boyunca% 5 fenolün etkisi altında ölürler. Bu nedenle bir mikrop tarafından spor oluşumundan şüpheleniliyorsa sıcaklığa dayanıklılık testleri yapılır.
Belirli bakteri türlerinin belirli antibiyotiklere ve kemoterapötik ilaçlara karşı direnci gösterge niteliğindedir. Yani, örneğin klasik kolera vibrio'yu El-Tor vibrio'dan ve Proteus mirabilis'i diğer bağırsak bakterilerinden ayırmayı mümkün kılan testlerden biri, El-Tor vibrio ve Proteus mirabilis'in büyüme yeteneğidir. polimiksin B varlığında (1 ml ve üzeri 50 ünite).
Fizyoloji ve biyokimyasal aktivitenin özellikleri
Mikropların biyokimyasal aktivitesini belirlerken, oksijen, karbondioksit ve çeşitli substratlarla ilişkileri, optimal büyüme sıcaklığı, hemolitik yetenek ve ayrıca bakteriyel büyüme faktörleri de dahil olmak üzere çeşitli maddelerin büyümeleri üzerindeki etkisi dikkate alınır (bkz. ). Serbest oksijenle ilgili olarak, mikroplar genellikle katı aeroblara (bkz.), katı ve fakültatif anaeroblara (bkz.) ayrılır. Bu nedenle, patojeni izole etmek ve tanımlamak için, yalnızca aerobik, fakültatif aerobik veya anaerobik temsilcilerin büyümesini destekleyen özel yöntemler ve besin ortamları kullanılır.
Patojenik mikropların çoğu için optimum yetiştirme sıcaklığı 37°'dir (bakınız Bakteriler).
Mikropların hemolitik aktivitesi, onları kanlı agar plakalarında büyüterek veya yıkanmış eritrositlerin bir süspansiyonuna bir et suyu kültürünün çeşitli seyreltilerini ekleyerek belirlenir.
Çeşitli biyollerin, substratların ve kimyasalların bakteri büyümesi üzerindeki etkisinin incelenmesi. bileşikler (kan, serum, glikoz, nitratlar, safra tuzları, vitaminler, amino asitler vb.) genellikle bu mikroorganizma grubunu ayırt etmede önemlidir.
I. m. için, şekerler ve alkoller, protein substratları ve yağlar (lipolitik özellikler) içeren ortamlarda tespit edilen mikropların enzimatik aktivitesinin özellikleri büyük önem taşır ve bu, yakından ilişkili mikroplar arasındaki ince farkları tanımlamayı mümkün kılar. Bakterilerin indirgeyici özelliklerini ve indol, amonyak ve hidrojen sülfür oluşturma ve sitrat ve tartrat kullanma yeteneklerini belirlemek de önemlidir (bkz. Ayırıcı tanı ortamları).
Antijenik yapı ve bakteriyofajla ilişkisi
Antijenik yapı ve bakteriyofaj ve bakterisinlerle ilişkisi I. m'nin son aşamasında incelenir. Mikropların antijenik yapısının tanımlanması, çeşitli seroller, reaksiyonlar, örneğin aglütinasyon reaksiyonu (bkz.), Kompleman fiksasyonu kullanılarak gerçekleştirilir. reaksiyon (bkz.), vb.
Kapsamlı bir aglütinasyon reaksiyonunda test edilen mikrop, bağışıklık serumunun titresine veya titresinin yarısına aglütine olursa, pratikte bu serumun belirlendiği türe (tipe) ait olduğu düşünülebilir. Tam tanımlama için, izole edilen patojen, referans mikrobuna karşı hazırlanan bir bağışıklık serumu ile titreye aglütine edilmelidir: test mikrobu, bu serumdaki tüm aglütininleri adsorbe etmelidir. Öte yandan, referans mikrobunun, incelenen mikroba karşı hazırlanan serumla titreye aglütine edilmesi ve ayrıca bu serumdaki tüm aglütininleri adsorbe etmesi gerekir. Başka bir deyişle, hem serum hem de her iki mikrop arasında tam bir çapraz aglütinasyon ve çapraz adsorpsiyon olmalıdır. Aglütinasyon reaksiyonu bazen çökelme reaksiyonu (bkz.) ve dolaylı hemaglutinasyon reaksiyonu (antikorlarla yüklü kırmızı kan hücreleri ile) ile desteklenir veya değiştirilir. Serol, yöntemle ilgili mikroplar arasındaki ince farkları ortaya çıkarıyor. Belirli bir türün alt türlerini veya türlerini ayırt etmek için genellikle mevcut tek yöntemdir.
Aglütine edici monoreseptör serumları, Salmonella, Shigella ve diğer mikropların tanımlanması için laboratuvar uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. I.m.'yi hızlı bir şekilde (1 - 2 saat) gerçekleştirmenize olanak tanıyan immünofloresan yönteminin (bkz.) kullanımı da çok etkilidir.
I.m.'nin hassas bir yöntemi, tanımlayıcı kültürü bir bakteriyofajla yazmaktır (bkz.). Bu yöntem örneğin tifo basilinin araştırılmasında kullanılır (bkz. Vi-tifo fajları), çünkü bir tür içindeki fagotipin tanınmasına olanak tanır. Shigella'yı, kolera vibriolarını kolera benzeri olanlardan, klasik kolera vibrioslarını El Tor vibrioslarından, veba basilini psödotüberküloz bakterilerinden ve diğer bakterilerden ayırmak için spesifik fajlar kullanılır.
Bir tür içindeki bazı bakterileri ayırt etmek için, bakteriyosinojenite olgusu kullanılır (bkz.) ve ayrıca bakterilerin çeşitli türlerdeki bakterisinlere (kolisinler, vibriosinler, pestisinler, difteriosinler, vb.) duyarlılığının test edilmesi. Kolicinotipleme, izole edilmiş bir Shigella kültürünün belirli bir kolicinotipe ait olup olmadığını belirlemek için geniş uygulama alanı bulmuştur.
Hayvanlar için patojenite
Mikropların patojenitesi genellikle beyaz fareler, kobaylar ve tavşanlar üzerinde yapılan deneylerle belirlenir. Hayvanlara deri altı, deri içi, kas içi, damar içi, periton içi, ağızdan, burun içi veya beyin içi yolla enfekte edilir (bkz. Biyolojik Tahlil).
Patojenik mikroorganizmaları incelerken bazen bunların ekzotoksin üretip üretmediğini belirlemek gerekir. Bu amaçla uygun bir sıvı ortamda belirli bir süre büyütülen bakteri kültürünün süzüntüleri hassas hayvanlar üzerinde test edilir. Yüksek derecede toksik bakterilerin (difteri basili, tetanoz basili, botulinum basili, vb.) ekzotoksinleri, hayvanlarda karakteristik bir klinik tabloyla hastalığa ve ardından tipik patolojik anatomik değişikliklerle ölümlerine neden olur. Bazı mikrobiyal ekzotoksinleri tespit etmek için bunlara duyarlı doku kültürleri ve tavuk embriyoları kullanılır. Ekzotoksinlerin spesifik antitoksinlerle nötralizasyonu I. m'de önemli bir rol oynar.
Kaynakça: Krasilnikov N.A. Bakteri ve aktinomisetlerin anahtarı, M.-L., 1949, bibliogr.; Bulaşıcı hastalıkların mikrobiyolojik tanısına yönelik kılavuz, ed. K. I. Matveeva, M., 1973; Tim ve kov V.D. ve Goldfarb D.M. Deneysel tıbbi bakteriyolojinin temelleri, M., 1958, bibliogr.; Bergey'in belirleyici bakteriyoloji el kitabı, ed. R. E. Buchanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975, bibliogr.; Cowan S.T.a. Tıbbi bakterilerin tanımlanması için Steel K.J. Kılavuzu, Cambridge, 1974; Mikrobiyoloji için tanımlama yöntemleri, ed. Yazan: W. M. Gibbs a. F. A. Skinner, v. 1-2, L.-N.Y., 1966-1968; Uluslararası bakteri isimlendirme kodu, ed. S.P. Lapage tarafından o., Washington, 1975; M e u n e 1 1 G.G.a. M e y n e 1 1 E. Deneysel bakteriyolojide teori ve pratik, Cambridge, 1970, bibliogr.; Nomura M. Kolisinler ve ilgili bakteriyosinler, Ann. Rev. Mikrobiyol., v. 21, s. 257, 1967, kaynakça; W i 1-s o n G.S.a. M i 1 es A. A. Topley ve Wilson'ın bakteriyoloji ve bağışıklık ilkeleri, v. 1-2, L., 1964.
A. V. Ponomarev.
Federal Eğitim Ajansı
Biysk Teknoloji Enstitüsü (şube)
devlet eğitim kurumu
240901 “Biyoteknoloji” uzmanlık öğrencileri için “Genel Biyoloji ve Mikrobiyoloji”, “Mikrobiyoloji” derslerinde,
260204 “Fermantasyon üretimi ve şarap yapımı teknolojisi”
her türlü eğitim
UDC 579.118:579.22
Kamenskaya, mikroorganizmalar: “Genel Biyoloji” derslerinde laboratuvar çalışmaları için metodolojik öneriler
ve mikrobiyoloji", uzmanlık öğrencileri için "Mikrobiyoloji" 240901 "Biyoteknoloji", 260204 "Fermantasyon üretimi ve şarap yapımı teknolojisi" her türlü eğitim / ,
.
Alt. durum teknoloji. Üniversite, BTI. – Biysk:
Yayınevi Alt. durum teknoloji. Üniversite, 2007. – 36 s.
Bu kılavuzlar mikroorganizmaların sınıflandırılması ve tanımlanmasına ilişkin temel kavramları, kuralları ve ilkeleri tartışmaktadır. Bir bakteri suşunu tanımlamak ve onu cins düzeyinde tanımlamak için gerekli olan bakterilerin çeşitli özelliklerini incelemek için laboratuvar çalışması sunulmaktadır.
İncelendi ve onaylandı
bir departman toplantısında
"Biyoteknoloji".
01/01/2001 tarih ve 88 No'lu Protokol
İnceleyen:
Biyolojik Bilimler Doktoru, Profesör, BPSU adını almıştır.
© BTI AltSTU, 2007
1 TEMEL KAVRAMLAR VE İSİM KURALLARI
MİKROORGANİZMALAR
Binlerce mikroorganizma türü tanımlanmıştır ancak bunların 1'den azını temsil ettiğine inanılmaktadır. % gerçekte var olanlardan. Mikroorganizmaların çeşitliliğinin incelenmesi taksonominin konusudur. Ana görevi mikroorganizmaların filogenetik ilişkilerini yansıtan doğal bir sistem oluşturmaktır. Yakın zamana kadar mikroorganizmaların taksonomisi temel olarak fenotipik özelliklere dayanıyordu: morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal vb., bu nedenle mevcut sınıflandırma sistemleri büyük ölçüde yapaydır. Ancak yeni izole edilen bazı mikroorganizma türlerinin tanımlanmasını nispeten kolaylaştırırlar.
Taksonomi şu bölümleri içerir: sınıflandırma, isimlendirme Ve cennet onay . sınıflandırma Belirli bir homojenlik derecesine sahip bireylerin belirli gruplara (taksonlara) yerleştirildiği sırayı belirler. İsimlendirme taksonların isimlendirilmesine yönelik bir kurallar dizisidir. Tanılama incelenen organizmanın belirli bir taksona ait olup olmadığının belirlenmesi anlamına gelir.
"Taksonomi" terimi sıklıkla sistematik ile eşanlamlı olarak kullanılır, ancak bazen sınıflandırma teorisi, taksonomik kategoriler sisteminin incelenmesi, taksonların sınırları ve tabi kılınması da dahil olmak üzere sistematiğin bir bölümü olarak anlaşılır. Diğer biyolojik bilimlerde olduğu gibi mikrobiyolojide de ana taksonomik kategori: görüş- Bir takım ortak morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler genetik özelliklerle karakterize edilen bir grup birey.
"Suş" terimi, belirli bir habitattan (su, toprak, hayvan vücudu vb.) izole edilen bir mikroorganizmanın saf kültürünü ifade eder. Aynı türdeki mikroorganizmaların farklı türleri, antibiyotiklere duyarlılık, belirli metabolik ürünleri sentezleme yeteneği vb. gibi bazı özellikler açısından farklılık gösterebilir, ancak bu farklılıklar türe özgü olmaktan daha azdır. Mikrobiyoloji ve genetikte "gerilim" kavramı biraz farklıdır: mikrobiyolojide bu kavram daha geniştir. Mikroorganizma türleri daha yüksek düzeyde taksonomik kategoriler halinde gruplandırılır: cinsler, aileler, takımlar, sınıflar, bölümler, krallıklar. Bu kategorilere zorunlu denir. İsteğe bağlı kategoriler de vardır: alt sınıf, alt düzen, alt aile, kabile, alt kabile, alt cins, alt türler. Ancak taksonomide isteğe bağlı kategoriler oldukça nadir kullanılır.
Mikroorganizmaların isimlendirilmesi uluslararası kurallara tabidir. Dolayısıyla, Uluslararası Bakteri İsimlendirme Kodu vardır. Maya mantarları için ana rehber “Mayalar”dır. Filamentli mantarlar ve algler için Taksonomik Bir Çalışma - Uluslararası Botanik İsimlendirme Kodu.
Zooloji ve botanikte olduğu gibi mikrobiyolojide de nesneleri adlandırmak için ikili veya binom (lat. bis- iki kez) her türün iki Latince kelimeden oluşan bir isme sahip olduğu bir isimlendirme sistemi. İlk kelime cins anlamına gelir, ikincisi ise bu cinsin belirli bir türünü tanımlar ve belirli bir sıfat olarak adlandırılır. Genel ad her zaman büyük harfle, özel ad ise her zaman büyük harfle yazılır. – belirli bir sıfat bir bilim adamının onuruna verilmiş olsa bile küçük harfle, örneğin Klostridyum pastörianyum. Metinde özellikle Latin grafiklerinde tüm ifadeler italik olarak vurgulanmıştır. Bir mikroorganizmanın ismi tekrar tekrar anıldığında, jenerik isim bir veya daha fazla başlangıç harfiyle kısaltılabilir, örn. İLE.pastörianyum. Metin aynı harfle başlayan iki mikroorganizmanın adını içeriyorsa (örneğin, Klostridyum pastörianyum Ve Citrobacter freundii), o zaman kısaltmalar farklı olmalıdır (S. pastörianyum Ve CT. dost). Bir mikroorganizmanın sadece cinse tanımlanması durumunda spesifik sıfat yerine sp kelimesi yazılır. (türler– tip), örneğin Psödomonaslar sp. Bu durumda bir mikroorganizmanın adı metinde tekrar geçtiğinde genel adı her zaman tam olarak yazılmalıdır.
Bir alt türü adlandırmak için, cinsin adının yanı sıra belirli ve alt tür epitetlerden oluşan bir ifade kullanın. Bu epitetleri ayırt etmek için, aralarına alt türlerin kısaltılmış kelimesi olan "subsp." olan bir harf kombinasyonu yazılır. veya (daha az yaygın olarak) "ss." Örneğin, Laktobasil Delbrueckii alt sp. Bulgaricus.
Her suş için, içinde depolandığı mikroorganizma kültürleri koleksiyonunun adının kısaltmasını ve burada listelendiği numarayı da belirtin. Örneğin, Klostridyum butyricum ATCC 19398, türün 19398 numarasıyla Amerikan Tipi Kültür Koleksiyonunda (ATCC) tutulduğu anlamına gelir. Dünyaca ünlü mikroorganizma koleksiyonlarının bir listesi, mikroorganizma kültürleri kataloglarında Bergeys Manual of Systematic Bacteriology, 1984–1989'da verilmiştir. ve diğer referans yayınlar.
Herhangi bir yeni mikroorganizma türünün tanımı, mikroorganizma koleksiyonlarından birinde depolanan ve bu türün sahip olduğu özelliklerin toplamına dayanan bir suşa dayanmaktadır.
orijinal makale veya tanımda karakterize edilir. Tip suşu, türün isimlendirme tipidir çünkü türün adı kendisine atanmıştır. Orijinal olarak aynı türe dahil olan herhangi bir suşun daha sonra özel tür olarak tanımlanmaya değer bulunması halinde, bunlara yeni isimler verilmeli, tip ve ilgili suşlar için eski tür adı korunmalıdır. Bu durumda yeniden adlandırılan suşun sayısı aynı kalır. Otantik türler, özelliklerine tamamen uyan türlerdir.
Bir cins için isimlendirme türü, belirli bir taksonun temsilcilerinin en karakteristik özelliği olan bir dizi karaktere sahip, özel olarak belirlenmiş bir tür türüdür. Örneğin ayni olarak Basil tür türü İÇİNDE.incelikli.
Bazı kılavuz ve kataloglarda, yeniden adlandırılan mikroorganizmaların eski adlarının yanı sıra, bu mikroorganizmayı ilk izole eden yazarların adları ve bu organizmanın ilk tanımlandığı yayın yılı da belirtilmektedir. Örneğin, Tüm Rusya Mikroorganizmalar Koleksiyonu (VKM) kataloğunda bir maya türü şu şekilde belirtilmiştir: Aday manolya(Lodder ve Kreger van Rij, 1952) Meyer ve Yarrow 1978, BKM Y-1685. Bu, türün ilk kez 1952 yılında Lodder ve Kreger van Rij tarafından bir yayında tanımlandığı anlamına gelir. Bu tarihte türe isim verilmiştir. Torulopsis manolya. 1978'de Torulopsis manolya Meyer ve Yarrow gibi araştırmacılar tarafından yeniden adlandırıldı. Aday manolya ve şu anda VKM'de Y-1685 VKM numarasıyla saklanmaktadır. Suş numarasının önündeki Y harfi “Mayalar” anlamına gelir.
Mikrobiyolojide "gerilim" kavramının yanı sıra "varyant", "tip" ve "form" terimleri de kullanılmaktadır. Genellikle bazı özellikler açısından tip suştan farklı olan mikroorganizma suşlarını belirtmek için kullanılırlar. Morfolojik özellikleri bakımından tipik olandan farklı olan bir türe denir. morfovar(morfotip), fizyolojik ve biyokimyasal özellikler – biyovar(biyotip, fizyolojik tip), belirli kimyasal bileşikleri sentezleme yeteneğine göre - hemovar(kemoform, kemotip), yetiştirme koşulları – çeşit, bir bakteriyofajın tanıtımına verilen yanıtın türüne göre - fagovar(fagotip, lizotip), antijenik özellikler – serovar(serotip)
ve benzeri.
Mikroorganizmaların genetiği üzerine yapılan çalışmalarda bu terim sıklıkla kullanılır. "klon", bununla tek bir ebeveyn hücreden eşeysiz olarak elde edilen genetik olarak ilişkili hücrelerden oluşan bir popülasyonu kastediyoruz. Moleküler biyolojide bir klon, birden fazla klonu ifade eder.
klonlama vektörlerine (örneğin plazmidler) yerleştirilerek elde edilen özdeş DNA dizilerinin kopyaları. "Genetiği değiştirilmiş" veya "rekombinant" suşlar terimi, genetik mühendisliği manipülasyonları sonucunda elde edilen mikroorganizma suşlarını ifade eder. Genellikle mutajenler kullanılarak yeni mikroorganizma türleri elde edilir.
Doğal veya insan yapımı kaynaklardan izole edilen her yeni mikroorganizma türü, mikroorganizmanın özelliklerine ilişkin eksiksiz bir veri seti elde etmek için karakterize edilmelidir.
saf kültürde. Bu veriler, örneğin endüstriyel açıdan değerli suşların pasaportunu derlemek ve bunların tanımlanması için kullanılabilir.
Tanımlamanın amacı
- incelenen ve kabul edilen (resmi olarak kayıtlı) türlerle özelliklerinin karşılaştırılmasına dayanarak incelenen türün taksonomik konumunu belirlemek. Bu nedenle, tanımlamanın sonucu genellikle incelenen mikroorganizmanın bazı türlerle veya atamalarla tanımlanmasıdır.
belirli bir cinse. Çalışılan suş veya suş grubu, özellikleri açısından bilinen taksonların temsilcilerinden farklıysa, bunlar yeni bir taksona ayrılabilir. Bunu yapmak için, örneğin bakteriler söz konusu olduğunda aşağıdakileri içeren yeni taksonun bir açıklaması verilmiştir: taksona dahil edilen türlerin bir listesi; her suşun özellikleri; temel olarak kabul edilen özelliklerin listesi
taksonda; bir taksonun en yakın yüksek taksonda temsil edilmeye hak kazandığı özelliklerin listesi; Önerilen taksonu yakından ilişkili taksonlardan ayıran tanısal özelliklerin bir listesi; tipik (tür) suşun ayrı bir açıklaması; Bir mikroorganizmanın fotoğrafı.
Yeni önerilen bir taksonun resmi olarak kabul edilebilmesi için tanımının belirli kurallara göre yayınlanması gerekmektedir. Örneğin, bir bakteri taksonunun geçerli veya yetkili olarak yayınlanması, onu Uluslararası Sistematik ve Evrimsel Mikrobiyoloji Dergisi'nde (IJSEM) açıklayan bir makalenin yayınlanmasını gerektirir. Yayının başka bir saygın bilimsel dergide yer alması (etkili yayın) durumunda, makalenin o dergiden yeniden basımı İJSEM'e gönderilir. 1980'den beri IJSEM düzenli olarak bakterilerin yasal adlarının sözde listelerini yayınlamaktadır. IJSEM'de (gerçek veya yetkili yayın) yayınlanmış veya daha önce herhangi bir yerde etkin olarak yayınlanmış tüm bakteri adlarını listeler.
diğer saygın dergiler. Bir bakteri adı IJSEM yetkili adlar listesine dahil edildiğinde, adın daha önce IJSEM'de veya başka bir dergide yayınlanmış olup olmadığına bakılmaksızın geçerli olduğu kabul edilir. Belirli bir taksonun adının IJSEM'de veya IJSEM'in yasallaştırılmış adları listesinde yayınlanma tarihi, takson için öncelik taşımaktadır.
Yeni bir mikroorganizma türünün bir tür suşunun kültürü, depolama için dünya çapında öneme sahip mikroorganizma koleksiyonlarından birine aktarılır. Bir tip suş kaybolursa, neotip suş adı verilen bir suşla değiştirilebilir. Bu durumda, yeni suşun özelliklerinin kayıp suşun tanımıyla iyi örtüştüğü doğrulanmalıdır. Bir taksonun ilk kez önerildiğini belirtmek için yeni familyanın adından sonra "fam" kısaltması eklenir. kasım.”, yeni bir cins – “gen. kasım.” ve yeni türler – “sp. kasım." Örneğin,
2000 yılında ortak yazarlarla birlikte yeni bir bakteri ailesi önerildi. Oscillocloridaceae,
dostum. kasım. "Tür insertac sedis" ifadesi, geçici olarak belirli bir taksonomik statüye sahip olmayan bir türden bahsettiğimiz anlamına gelir, çünkü belirli bir türün daha yüksek dereceden hangi taksonun (cins veya familya) yer alması gerektiği açık değildir. bunun için gerekli deneysel verilerin eksikliği
veri.
2 TANIM VE TANIMLAMA
MİKROORGANİZMALAR
Daha önce belirtildiği gibi, farklı prokaryot ve ökaryotik mikroorganizma gruplarının sınıflandırılması ve tanımlanması ilkelerinde önemli farklılıklar vardır. Mantarların sınıflara, siparişlere tanımlanması
ve aileler, her şeyden önce cinsel yapıların karakteristik yapısal özelliklerine ve oluşum yöntemlerine dayanmaktadır. Ayrıca aseksüel sporülasyonun özellikleri, miselyumun yapısı ve gelişim derecesi (ilkel, iyi gelişmiş, bölmeli veya bölmesiz), kültürel (koloni) ve fizyolojik özellikler de kullanılır. Familya içerisinde cinslerin farklılaştırılması ve türlerin tanımlanması, elde edilen morfolojik karakterler kullanılarak gerçekleştirilir.
Elektron mikroskobu kullanılarak fizyolojik ve kültürel özelliklerin yanı sıra. Tüm mantarların tanımlanması için tek bir belirleyici bulunmadığından, öncelikle tanımlanan mantarın sınıfı veya sırası belirlenmekte, daha sonra bu sınıf veya diziye uygun olan determinant kullanılmaktadır.
Çeşitli mikrobiyolojik çalışmaların yaygın olarak kullanılan nesneleri arasında yer alan maya mantarlarının tanımlanması, kültürel (makromorfolojik), sitolojik, fizyolojik ve biyokimyasal özelliklere, yaşam döngüsü ve cinsel sürecin özelliklerine, ekolojiyle ilgili spesifik özelliklere dayanılarak gerçekleştirilmektedir. maya için özel belirleyiciler kullanarak.
Mikroskobik alg formlarının taksonomisi, hücrelerinin yapısına ve pigmentlerin bileşimine dayanmaktadır. Tek hücrelilerin sistematik konumu, morfolojik özellikler ve yaşam döngüleri kullanılarak belirlenir. Dolayısıyla ökaryotların tanımlanması esas olarak morfolojilerinin ve gelişim döngülerinin özelliklerine dayanmaktadır.
Morfolojik olarak ökaryotlardan daha az çeşitliliğe sahip olan prokaryotların tanımlanması, çok çeşitli fenotipik ve çoğu durumda genotipik karakterlerin kullanımına dayanmaktadır. Ökaryotların tanımlanmasından daha büyük ölçüde işlevsel özelliklere dayanmaktadır, çünkü çoğu bakteri görünümlerine göre değil, yalnızca hangi işlemleri gerçekleştirebildikleri bulunarak tanımlanabilmektedir.
Bakterileri tanımlarken ve tanımlarken kültürel özellikleri, morfolojisi, hücre organizasyonu, fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri, hücrelerin kimyasal bileşimi, içeriği
DNA'daki guanin ve sitozin (GC), 16S rRNA'nın sentezini kodlayan gendeki nükleotid dizisi ve diğer feno- ve genotipik özellikler. Bu durumda aşağıdaki kurallara uyulmalıdır: saf kültürlerle çalışın, standart araştırma yöntemlerini kullanın ve ayrıca aşılama için aktif fizyolojik durumdaki hücreleri kullanın.
2.1 Kültürel varlıklar
Kültürel veya makromorfolojik özellikler, mikroorganizmaların katı ve sıvı besin ortamlarında büyümesinin karakteristik özelliklerini içerir.
2.1.1 Katı ortamda büyüme
Yoğun besin ortamının yüzeyinde ekime bağlı olarak mikroorganizmalar koloni, çizgi veya sürekli çim şeklinde gelişebilir. KoloniÇoğu durumda tek bir hücreden büyüyen, aynı türden izole edilmiş hücre kümesine denir. Hücrelerin geliştiği yere bağlı olarak (yoğun bir besin ortamının yüzeyinde, kalınlığında veya kabın dibinde) ayırt edilirler. yüzeysel, derin Ve alt koloniler.
Eğitim üstteson Koloniler, yoğun bir substrat üzerinde birçok mikroorganizmanın büyümesinin en önemli özelliğidir. Bu tür koloniler çok çeşitlidir. Bunları açıklarken aşağıdaki özellikler dikkate alınır:
profil– düz, dışbükey, krater şeklinde, koni şeklinde vb. (Şekil 1);
biçim– yuvarlak, amoeboid, düzensiz, rizoid vb. (Şekil 2);
boyut (çap)– milimetre cinsinden ölçülür; koloninin boyutu 1 mm'yi geçmiyorsa noktalı olarak adlandırılır;
yüzey- pürüzsüz, pürüzlü, yivli, katlanmış, buruşuk, eşmerkezli daire şeklinde veya radyal olarak çizgili;
parlamak Ve şeffaflık– koloni parlak, mat, mat, tozlu, şeffaftır;
renk– renksiz (kirli beyaz koloniler renksiz olarak sınıflandırılır) veya pigmentli – beyaz, sarı, altın rengi, turuncu
vaya, leylak, kırmızı, siyah vb.; özellikle tahsise dikkat edin
pigment substratı; Aktinomiset kolonilerini tarif ederken, hava ve substrat miselyumunun pigmentasyonunun yanı sıra pigmentlerin ortama salınması da not edilir;
kenar– pürüzsüz, dalgalı, pürüzlü, saçaklı vb. (Şekil 3);
yapı– homojen, ince veya kaba taneli, akıcı vb. (Şekil 4); koloninin kenarı ve yapısı bir büyüteç kullanılarak veya bir mikroskobun düşük büyütmesi ile belirlenir. Bunu yapmak için Petri kabı, kapağı aşağı bakacak şekilde mikroskop tablasına yerleştirilir;
tutarlılık koloninin yüzeyine bir halka ile dokunularak belirlenir. Koloni agardan kolayca çıkarılabilir, yoğun, yumuşak veya agara doğru büyüyebilir, mukoza (ilçeye yapışır), viskoz olabilir, film gibi görünebilir (tamamen çıkarılabilir), kırılgan olabilir (ilçeye dokunulduğunda kolayca kırılabilir) .
1 - kavisli; 2 – krater şeklinde; 3 – topaklı;
4 – alt tabakaya doğru büyümek; 5 - düz; 6 – dışbükey;
7 – gözyaşı damlası şeklinde; 8 - koni şeklinde
Şekil 1 – Koloni profili
derin koloniler, tam tersine oldukça monotondurlar. Çoğu zaman az çok düzleştirilmiş mercimeğe benzerler,
projeksiyonda sivri uçlu oval şekillidirler. Sadece
Birkaç bakteride derin koloniler pamuk yünü tutamlarına benzer
besin ortamına filamentli büyümeler ile. Mikroorganizmaların karbondioksit veya başka gazlar salması durumunda, derin kolonilerin oluşumuna sıklıkla yoğun ortamın yırtılması eşlik eder.
Alt kolonilerÇeşitli mikroorganizmalar genellikle tabana yayılan ince şeffaf filmler şeklini alır.
Koloninin boyutu ve diğer birçok özelliği yaşla birlikte değişebilir ve çevrenin bileşimine bağlı olabilir. Bu nedenle, bunları açıklarken kültürün yaşını, ortamın bileşimini ve yetiştirme sıcaklığını belirtin.
1
- yuvarlak; 2
– fistolu kenarlı yuvarlak; 3
– kenarında rulo bulunan yuvarlak; 4, 5
– rizoid; 6
– rizoid kenarlı; 7 - amipli;
8
– iplik benzeri; 9
- katlanmış; 10
- yanlış;
11 – eşmerkezli; 12 - karmaşık
Şekil 2 – Koloni şekli
/ - düz; 2 – dalgalı; 3 – dişli; 4 – kanatlı; 5 - yanlış; 6 – kirpikli; 7 – filamentli; 8 – villöz; 9 - dallı
Şekil 3 - Koloni kenarı
1 – homojen; 2 – ince taneli; 3 – iri taneli;
4 – akıcı; 5 – lifli
Şekil 4 - Koloni yapısı
Mikroorganizmaların büyümesini anlatırken vuruşlaşu özelliklere dikkat edin: az, orta veya bol, sürekli
pürüzsüz veya dalgalı kenarlı, açık şekilli, izole edilmiş koloni zincirlerine benzeyen, dağınık, pinnat, ağaç benzeri veya rizoid (Şekil 5). Plağın optik özelliklerini, rengini, yüzeyini ve kıvamını karakterize edin.
Kolonileri ve çizgi gelişimini karakterize etmek için birçok mikroorganizma genellikle et pepton agarında yetiştirilir. Et-pepton jelatin de kullanılır. Derin kolonileri daha iyi görebilmek için agar veya jelatin içeren besiyerlerinin berraklaştırılması tavsiye edilir.
1 – pürüzsüz kenarlı sağlam; 2 – dalgalı kenarlı sağlam; 3 - açıkça görülebilir; 4 – yaygın; 5 – tüylü; 6 – rizoid
Şekil 5 – Hat boyunca bakterilerin büyümesi
2.1.2. Sıvı ortamda büyüme
Sıvı besin ortamlarında mikroorganizmaların büyümesi daha düzgündür ve buna ortamın bulanıklığı, bir film veya tortu oluşumu eşlik eder. Sıvı bir ortamda mikroorganizmaların büyümesini karakterize eden, belirtilmektedir. bulanıklık derecesi(zayıf, orta veya güçlü), film özellikleri(ince, yoğun veya gevşek, pürüzsüz veya katlanmış),
ve bir çökelti oluştuğunda bunun az mı yoksa bol mu, yoğun, gevşek, sümüksü veya pul pul olup olmadığı belirtilir.
Genellikle mikroorganizmaların büyümesine kokunun ortaya çıkması, ortamın pigmentasyonu ve gaz salınımı eşlik eder. İkincisi, köpük, kabarcık oluşumu ve ayrıca bir ucu kapatılmış küçük tüpler olan "şamandıralar" yardımıyla tespit edilir. Şamandıra yerleştirildi
Besiyerini sterilize etmeden önce kapalı ucu test tüpünün içine yerleştirin ve besiyeriyle tamamen doldurulduğundan emin olun. Gaz salınırsa şamandırada kabarcık şeklinde birikir.
Mikroorganizmaların sıvı ortamdaki büyüme modelini tanımlamak için, bunlar et pepton suyunda (MPB) veya iyi büyüme sağlayan başka bir ortamda büyütülür.
2.2 Morfolojik özellikler
Bakteri hücrelerinin morfolojik özellikleri ve organizasyonu, hücrelerin şekli ve boyutu, hareketliliği, kamçının varlığı ve kamçılama tipi ve sporlanma yeteneği gibi özellikleri içerir. Hücrelerde tespit de faydalı olabilir.
bireysel bakteri gruplarının doğasında bulunan karakteristik membran sistemleri (klorosomlar, karboksizomlar, fikobilizomlar, gaz vakuolleri vb.)
rium ve ayrıca kapanımlar (parasporal cisimcikler, volütin granülleri,
poli-β-hidroksibutirat, polisakkaritler, vb.). Hücrelerin gram boyaması bakterilerin taksonomisi için birincil öneme sahiptir.
ve hücre duvarlarının yapısı.
2.3 Fizyolojik ve biyokimyasal özellikler
Fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerin incelenmesi, her şeyden önce incelenen bakterinin beslenme yönteminin (foto/kemo-, oto/heterotrofi) ve enerji metabolizmasının tipinin (fermantasyon, aerobik veya anaerobik solunum veya fotosentez yeteneği) belirlenmesini içerir. . Bakterilerin moleküler oksijene oranı, sıcaklık, ortamın pH'ı, tuzluluk, ışık ve diğer çevresel faktörler gibi özelliklerin belirlenmesi önemlidir. Bu işaret grubunda
Aynı zamanda karbon, nitrojen ve kükürt kaynağı olarak kullanılan substratların bir listesini, vitaminlere ve diğer büyüme faktörlerine duyulan ihtiyacı, karakteristik metabolik ürünlerin oluşumunu ve belirli enzimlerin varlığını da içerir. Bu amaçla özel testler kullanılmaktadır.
Bu belirtileri tespit etmek için kullanılan testlerin çoğu (bazen rutin testler olarak da adlandırılır) tanı için önemlidir ve tıbbi mikrobiyolojide yaygın olarak kullanılır. Üretimleri önemli miktarda zaman yatırımı, çok sayıda karmaşık ortam ve reaktif, standart koşullara uygunluk ve dikkatli uygulama gerektirir. Esas olarak tıbbi öneme sahip bazı mikroorganizmaların tanımlanması sürecini hızlandırmak ve kolaylaştırmak için çeşitli test sistemleri geliştirilmiştir; örneğin, Hoffmann-La Roche'tan (İsviçre) Oxi/Ferm Tube, Mycotube ve Enterotube II sistemleri. Dolayısıyla, enterobakterilerin tanımlanması için tasarlanan Enterotube II sistemi, renkli teşhis ortamını içeren 12 hücreli plastik bir odadır. Tüm ortamların aşılanması, iğne haznesi boyunca tohum materyali ile öteleme-dönme hareketleriyle gerçekleştirilir. Kuluçka, 37 ºС sıcaklıkta 24 saat süreyle gerçekleştirilir. Pozitif veya negatif test sonucu, besiyerinin rengindeki bir değişiklik, agarın yırtılması (gaz oluşumu testi) veya özel reaktiflerin eklenmesinden sonra (indol oluşumu testi, Voges-Proskauer reaksiyonu) ile değerlendirilir. Her karakteristik belirli bir sayı ile belirtilir, böylece elde edilen veriler uygun programla bir bilgisayara girilebilir ve incelenen türün taksonomik konumu hakkında bir cevap alınabilir.
Bakteri hücrelerinin kompozisyonunun belirlenmesi aynı zamanda sistematiği (kemosistematik) açısından da önemlidir. Kemotaksonomik yöntemler, özellikle morfolojik ve fizyolojik özelliklerin büyük ölçüde değiştiği ve tatmin edici bir tanımlama için yetersiz olduğu bakteri grupları için önemli olabilir. Farklı prokaryotların hücre duvarları çeşitli benzersiz heteropolimer sınıflarını içerir: murein (veya psödomurein), lipopolisakkaritler, mikolik ve teikoik asitler. Hücre duvarının bileşimi aynı zamanda bakterilerin serolojik özelliklerini de belirler. Bu, bunların tanımlanması için immünokimyasal yöntemlerin temelini oluşturur.
Bakteri hücrelerinin lipit ve yağ asidi bileşimi bazen kemotaksonomik bir belirteç olarak da kullanılır. Gaz kromatografik analizin gelişmesiyle yağ asitlerinin yoğun olarak incelenmesi mümkün hale geldi. Lipid bileşimindeki farklılıklar, bakterileri cins ve hatta tür düzeyinde tanımlamak için kullanılır. Ancak bu yöntemin bazı sınırlamaları vardır çünkü hücrelerin yağ asidi içeriği kültür koşullarına ve kültürün yaşına bağlı olabilir.
Bazı bakterilerin taksonomisi kinonların bileşimini dikkate alır.
ve diğer elektron taşıyıcılarının yanı sıra pigmentler.
Bakterilerin karşılıklı ilişkisi hakkında önemli bilgiler, gen çevirisinin ürünleri olan hücresel proteinlerin incelenmesiyle elde edilebilir. Membran, ribozomal, toplam hücresel proteinlerin yanı sıra bireysel enzimlerin incelenmesine dayanarak yeni bir yön oluşturuldu - protein taksonomisi. Ribozomal proteinlerin spektrumları en stabil olanlardır ve bakterileri aile veya takım düzeyinde tanımlamak için kullanılır. Membran proteinlerinin spektrumları cinsi, türü ve hatta tür içi farklılıkları yansıtabilir. Bununla birlikte, bir hücrenin kimyasal bileşiklerinin özellikleri, fenotipi tanımlayan diğer verilerden ayrı olarak bakterileri tanımlamak için kullanılamaz çünkü fenotipik özelliklerin öneminin değerlendirilmesine yönelik bir kriter yoktur.
Bazen bakterileri veya maya gibi diğer mikroorganizmaları tanımlamak için bir yöntem kullanılır. sayısal (veya Adansonian) sınıflandırma. Dikkate alınabilecek çeşitli fenotipik özelliklerin eşdeğer olarak kabul edilmesi gerektiğini öneren Fransız botanikçi M. Adanson'un fikirlerine dayanmaktadır; bu, organizmalar arasındaki taksonomik mesafelerin oran şeklinde ölçülmesini mümkün kılar. Olumlu özelliklerin sayısının incelenenlerin toplam sayısına oranı. İncelenmekte olan iki organizma arasındaki benzerlik, seçenekleri alternatif olacak ve "eksi" ve "artı" işaretleriyle gösterilebilecek şekilde seçilen mümkün olan en fazla sayıda (genellikle en az yüz) fenotipik özelliğin niceliksel olarak değerlendirilmesiyle belirlenir. Benzerlik derecesi eşleşen özelliklerin sayısına göre belirlenir ve uygunluk katsayısı olarak ifade edilir. S:
Nerede A + D– A ve B suşlarının çakıştığı özelliklerin toplamı;
A– pozitif özelliklere sahip her iki suş;
D– her ikisi de olumsuz;
B– A suşunun pozitif, B suşunun negatif olduğu özelliklerin toplamı;
İle– A suşunun negatif ve B suşunun pozitif olduğu özelliklerin toplamı.
Uygunluk katsayısının değeri 0 ile 1 arasında değişebilir. Katsayı 1 tam özdeşlik, 0 ise tam farklılık anlamına gelir. Karakteristik kombinasyonlarının değerlendirilmesi bir bilgisayar kullanılarak yapılır. Elde edilen sonuçlar benzerlik matrisi şeklinde ve/veya dendrogram şeklinde sunulur. Sayısal taksonomi, yalnızca düşük dereceli (cins, tür) mikroorganizmaların taksonları arasındaki benzerliği değerlendirirken kullanılabilir. Mikroorganizmaların genetik ilişkisine ilişkin doğrudan sonuçlara varılmasına izin vermez, ancak bir dereceye kadar onların filogenetik özelliklerini yansıtır. Böylece, şu anda üzerinde çalışılabilen bakterilerin fenotipik özelliklerinin, genotip özelliklerinin %5 ila %20'sini yansıttığı tespit edilmiştir.
2.4 Genotip çalışması
Mikroorganizmaların genotipinin incelenmesi, moleküler biyolojinin başarılı bir şekilde gelişmesinin bir sonucu olarak mümkün hale gelmiş ve genosistematiğin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Nükleik asit analizine dayanan genotip araştırması, prensip olarak, zamanla doğal (filogenetik) bir mikroorganizma sistemi oluşturmayı mümkün kılar. Bakterilerin filogenetik ilişkileri değerlendiriliyor molar içeriğin belirlenmesi guanin ve sitozin (GC) DNA'da, DNA yöntemleri–DNA ve DNA–DNA probları kullanılarak rRNA hibridizasyonu ve ayrıca 5'teki nükleotid sekansının incelenmesiS,
J6
SVe
23
S rRNA.
2.4.1 GC'nin molar içeriğinin belirlenmesi
GC'lerin molar içeriğinin prokaryotlardaki toplam DNA baz sayısından belirlenmesi, daha önce belirtildiği gibi %25 ila %75 arasında değişmektedir. Her bakteri türü, karakteristik bir ortalama GC içeriğine sahip DNA'ya sahiptir. Bununla birlikte, genetik kod dejenere olduğundan ve genetik kodlama yalnızca kodlama birimlerindeki (üçlü) nükleotid bazlarının içeriğine değil aynı zamanda göreceli konuma da dayandığından, iki bakteri türünün DNA'sındaki aynı ortalama GC içeriği, önemli genotiplerinin eşlik etmesi
bölüm. Eğer iki organizma nükleotid bileşimi açısından çok benzerse, o zaman bu onların evrimsel ilişkisinin kanıtı ancak çok sayıda ortak fenotipik özelliğe veya diğer yöntemlerle doğrulanan genetik benzerliğe sahip olmaları durumunda olabilir. Aynı zamanda, ortak fenotipik özelliklere sahip iki bakteri türünün DNA'sının nükleotid bileşimindeki tutarsızlık (%10...15'ten fazla), bunların en azından farklı türlere ait olduklarını göstermektedir.
2.4.2 DNA yöntemi –DNA hibridizasyonu
Bu yöntem bakterilerin genetik ilişkisinin değerlendirilmesi açısından daha önemlidir. Deneyler dikkatli bir şekilde yapıldığında genetik homolojilerinin derecesi hakkında değerli bilgiler elde edilebilir. Bir bakteri türü içinde, suşların genetik homoloji derecesi %70 ila %100'e ulaşır. Ancak evrimsel farklılaşma sonucunda iki bakterinin genomlarının nükleotid baz dizileri büyük ölçüde farklılaşırsa, spesifik DNA-DNA yeniden birleşmesi ölçülemeyecek kadar zayıflar. Bu durumda, DNA-rRNA hibridizasyonu, ribozomal RNA'yı kodlayan bakteriyel genomun nispeten küçük bir bölümünde orijinal baz dizisinin bulunması nedeniyle, genetik homoloji derecesinin belirlenebildiği organizma aralığını önemli ölçüde arttırmayı mümkün kılar. Kromozomun diğer bölümlerine göre çok daha eksiksiz bir şekilde korunur. Sonuç olarak, DNA-rRNA hibridizasyonu sıklıkla bakteri genomlarında oldukça yüksek bir homoloji ortaya koyarken, DNA-DNA yeniden birleşmesi fark edilebilir bir homoloji ortaya çıkarmaz.
2.4.3 DNA probu (gen probu) yöntemi
DNA prob yöntemi, DNA-DNA moleküler hibridizasyon yönteminin bir çeşididir. Bu durumda, hibridizasyon reaksiyonu iki toplam DNA preparatı arasında değil, belirli bir fonksiyondan (örneğin, bazı antibiyotiklere direnç) sorumlu bir gen (genetik işaretleyici) dahil olmak üzere DNA nükleotid dizisinin bir parçası (prob) arasında gerçekleştirilir. ) ve incelenen bakterilerin DNA'sı. Gen probları oluşturmanın en yaygın yolu, spesifik parçaları moleküler klonlama yoluyla izole etmektir. Bunu yapmak için önce incelenen bakterinin DNA'sını endonükleazlarla bölerek bir gen bankası oluşturun.
kısıtlama ve ardından elektroforez yoluyla DNA fragmanlarının toplamından istenen klonu seçin, ardından bu fragmanların genetik özelliklerini transformasyonla kontrol edin. Daha sonra seçilen DNA fragmanı uygun bir plazmit (vektör) içerisine bağlanır,
ve bu birleştirilmiş plazmid, çalışmaya uygun bir bakteri türüne dahil edilir (örneğin, Escherichia koli).
Plazmid DNA, DNA probunu taşıyan bakteriyel biyokütleden izole edilir ve örneğin bir radyoizotop etiketiyle etiketlenir. Daha sonra DNA probu hibridize edilir
bakteriyel DNA ile. Ortaya çıkan hibrit alanlar otoradyografi ile gösterilmiştir. Belirli bir bakterinin kromozomu ile genetik işaretleyicinin göreceli hibridizasyon sıklığına dayanarak,
Bu bakterilerin incelenen türle genetik ilişkisi hakkında sonuç.
2.4.4 Nükleotid dizisi analiz yöntemi
ribozomal RNA'da
Bakterileri tanımlamak ve sınıflandırılacak filogenetik sistemi oluşturmak için en yaygın ve önemli yöntem, ribozomal RNA'daki nükleotid dizilerinin analizidir. 5S, 16S ve 23S rRNA molekülleri en yüksek derecede genetik stabiliteye sahip bölgeleri içerir. Doğal seleksiyon mekanizmasının dışında olduklarına ve ancak sabit hızda kendiliğinden meydana gelen mutasyonlar sonucunda evrimleştiklerine inanılmaktadır. Mutasyonların birikmesi yalnızca zamana bağlıdır, bu nedenle bu moleküllerin nükleotid dizisine ilişkin bilgi, alt türlerden krallığa kadar organizmaların filogenetik ilişkisini belirlemek için en objektif olarak kabul edilir. Analiz durumunda
5S rRNA genellikle nükleotidlerin tam dizisini belirler; prokaryotlardaki bu molekülde 120 nükleotid bulunur. Sırasıyla 1500 ve 2500 nükleotid içeren 16S ve 23S rRNA'yı incelerken, bu moleküllerden elde edilen oligonükleotidler sıklıkla spesifik kısıtlama endonükleazları kullanılarak analiz edilir. En yaygın çalışma 16S rRNA'daki nükleotid dizisinin incelenmesidir. Çeşitli mikroorganizmaların temsilcilerinin 16S rRNA'sının yapısının incelenmesi, prokaryotlar arasında bir grup arkenin tanımlanmasına yol açtı. Benzerlik katsayısı değerleri SAB,
Bakteri ve arkelerin I6S rRNA'sını ayıran değer 0,1 dahilindedir. SAB,
1,0'a eşit olması, nükleotid dizilerinin tam homolojisine karşılık gelir ve 0,02, rastgele tesadüf düzeyine karşılık gelir.
Bakterilerin tanımlanması için, DNA-DNA'nın yanı sıra rRNA'daki nükleotid (veya oligonükleotid) dizisinin çalışmasına dayalı olarak bakteriyel cinsler, türler veya suşlar arasındaki ilişkileri gösteren dendrogramlar giderek daha fazla öneriliyor.
ve DNA-rRNA hibridizasyonu. Bununla birlikte, fenotipik özellikleri incelenmeden bakterilerin doğumdan önce yalnızca genetik yöntemlere dayalı olarak tanımlanması çoğu zaman tamamen imkansızdır. Bu nedenle bakteri taksonomisi üzerinde çalışırken en iyi yaklaşımın hem genotipik hem de fenotipik özelliklerin incelenmesi olduğu düşünülmektedir. Filogenetik ve fenotipik veriler arasında tutarsızlık olması durumunda, geçici olarak ikincisine öncelik verilir.
Bilinen laboratuvar besin ortamlarında büyüyemeyen ve bu nedenle saf kültürlerin elde edilemediği bakteri ve arkelerin, özellikle de deniz türlerinin tanımlanması özel bir zorluktur. Yakın zamana kadar bu sorun çözülemez görünüyordu. Ancak yaklaşık 15 yıl önce, ekstraksiyonu, klonlamayı, dizilimi mümkün kılan yöntemler geliştirildi.
ve ribozomal RNA'ları doğrudan çevreden karşılaştırın. Bu, belirli bir biyotopta yaşayan mikroorganizmaları saf bir kültüre ayırmadan doğru bir şekilde saymayı ve tanımlamayı mümkün kıldı. Laboratuvarda "kültivasyonu mümkün olmayan" olarak tanımlanan bir mikroorganizma, "candidatus" (aday) kelimesinin eklenmesiyle bile tanımlanabilir. Bilim adamları bu organizmayı laboratuvarda yetiştirmek için gerekli koşulları bulana ve onun tüm özelliklerinin incelenip yasal olarak yayınlanmasına olanak sağlayacak saf bir kültür elde edene kadar yeni türe "aday" kelimesi eşlik edecek.
Bakterilerin tanımlanması genellikle Bergey'in Belirleyici Bakteriyoloji El Kitabı kullanılarak gerçekleştirilir. Bu kılavuzun ilk baskısı, ünlü Amerikalı bakteriyolog D. H. Bergey'nin (1860–1937) öncülüğünde 1923'te yayınlandı. O zamandan beri düzenli olarak yeniden yayımlandı. Dünyanın önde gelen mikrobiyologlarının katılımıyla hazırlanan son dokuzuncu baskıda, tüm bakteriler kolaylıkla tanımlanabilen fenotipik özelliklerine göre 35 gruba ayrılıyor.
grup adlarında. Bakterilerin gruplar içindeki taksonomik konumu, az sayıda fenotipik karakter temelinde derlenen tablolar ve anahtarlar kullanılarak belirlenir. Belirli cinslerdeki bakteri türlerinin (örneğin cins) ayırt edilmesine yönelik farklılaşma tabloları Basil,
verilmemiştir ve okuyucuya Burgee'nin Bakteri Taksonomisi Rehberi'ne başvurulmuştur.
Dört ciltlik Bergey'in Sistematik Bakteriyoloji El Kitabı, 1984–1989, bakterilerin taksonomik konumu hakkında daha eksiksiz bilgi içerir. Her bakteri grubu için, içerdiği cinslerin bir açıklaması verilmiştir.
ve taksonomik durumu belirsiz olanlar da dahil olmak üzere türler. Hücrelerin morfolojisi, organizasyonu ve kimyasal bileşimi, antijenik özellikler, koloni tipi, yaşam döngüsü ve ekoloji özellikleri dahil olmak üzere ayrıntılı bir fenotipik tanımlamaya ek olarak, cinslerin özellikleri aynı zamanda DNA'daki GC'lerin içeriği hakkında da bilgi sağlar. DNA-DNA ve DNA-rRNA hibridizasyonunun sonuçları. Anahtarlar ve tablolar, bakterileri yalnızca cinse göre değil aynı zamanda türe göre de tanımlamanıza olanak tanır.
Şu anda, dört ciltlik Bergcy'nin Sistematik Bakteriyoloji El Kitabı'nın ikinci baskısı yayınlanmıştır. İlk cildi 2002'de yayımlanmıştır. Ayrıca, bireysel bakteri gruplarının tanımlanmasına yönelik orijinal anahtarlar sunan çok sayıda makale ve kitap bulunmaktadır. örneğin basiller, psödomonadlar, aktinomisetler, enterobakteriler.
Şu anda, daha önce çalışılan ve yeni izole edilen bakteri türleri hakkında, ribozomal RNA'nın nükleotid dizilerinin analizinden elde edilenler de dahil olmak üzere birçok yeni veri birikmiştir. Bu bilgiye dayanarak bazı bakteri gruplarının tür kompozisyonu, örneğin cins Basil, revize edilecek: bazı türler cins içinde kalacak Basil, ve bazıları yeni cinsler oluşturacak veya halihazırda var olan diğer bakteri cinslerine atanacak. Anahtarlar ve tablolar tanımlanan bakterilerin tüm özelliklerini içermediğinden, yalnızca farklı özelliklerde farklılık gösterenleri içerdiğinden, yeni bakteri türlerini tanımlamak için kural olarak tanımlamaları için gerekenden daha fazla özelliğin incelendiği de belirtilmelidir. farklı türler (Tablo 1).
Tablo 1 - Gerekli minimum veri listesi
yeni bakteri türlerinin tanımları (H. Truper, K. Schleifer, 1992'ye göre)
Özellikler | Ana Özellikler | Ek işaretler |
Hücre morfolojisi | Biçim; boyut; hareketlilik; hücre içi ve hücre dışı yapılar; hücrelerin göreceli düzenlenmesi; hücresel farklılaşma; hücre bölünmesi türü; hücre altyapısı | Renk; flagelasyonun doğası; anlaşmazlıklar; kapsüller; kapsar; büyümeler; yaşam döngüsü; heterosistler; flagella, membran ve hücre duvarının ince yapısı |
Tablo 1'in devamı
Büyüme modeli | Katı ve sıvı besin ortamlarında büyümenin özellikleri; Koloni morfolojisi | Koloni rengi, süspansiyon |
Asit direnci; sporların rengi, kamçı |
||
Hücre bileşimi | DNA bileşimi; yedek maddeler | Nükleik asitlerin homolojisi; hücresel pigmentler; hücre duvarı bileşimi; tipik enzimler |
Fizyoloji | Sıcaklıkla ilişki; ortamın pH'ına; metabolizma türü (fototrof, kemotrof, litotrof, organotrof); moleküler oksijenle ilişkisi; elektron alıcıları; karbon kaynakları; nitrojen kaynakları; kükürt kaynakları | Tuzlara veya ozmotik faktörlere duyulan gereksinim; büyüme faktörlerine duyulan ihtiyaç; tipik metabolik ürünler (asitler, pigmentler, antibiyotikler, toksinler); antibiyotik direnci |
Ekoloji | Yaşam koşulları | Patojenite; ana bilgisayar çemberi; antijenlerin oluşumu; seroloji; fajlara duyarlılık; simbiyoz |
3 LABORATUAR ÇALIŞMASI “TANIMLAMA
MİKROORGANİZMALAR"
Çalışmanın amacı: Mikroorganizmaların tanımlanmasının temel prensiplerine aşinalık. Laboratuvar çalışması sırasında her öğrenci, bir bakteri suşunu tanımlamak ve onu cins düzeyinde tanımlamak için gerekli olan bakteri özelliklerini inceler.
Görevler
1. Tanımlanan bakterinin saflığını belirleyin ve hücrelerinin morfolojisini inceleyin.
2. Kültürel varlıkları tanımlayabilecektir.
3. Tanımlanan bakterilerin sitolojik özelliklerini inceleyin.
4. Tanımlanabilir bakterilerin fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerini inceleyin.
5. Bakterilerin antibiyotiklere duyarlılığını belirleyin.
6. Tabloyu doldurun ve özetleyin.
3.1 Tanımlanan bakterinin saflığının belirlenmesi
ve hücrelerinin morfolojisini incelemek
Mikroorganizmaların tanımlanmasına yönelik çalışmalar yapmak için her öğrenciye bir bakteri kültürü (bir test tüpündeki eğimli agar ortamında) verilir ve bu kültür daha sonra saflığı açısından test edilir. Bu birkaç yolla yapılır: görsel olarak, besin ortamına ekim yaparak ve mikroskopla.
Büyüme modeli Ortaya çıkan bakteri, eğimli agar ortamının yüzeyindeki bir çizgi ile görüntülenir. Hat boyunca büyüme tekdüze değilse, ürün kirlenmiştir. Daha sonra kültür, kullanım için eğimli bir besiyeri (et pepton agar) üzerinde bir test tüpüne aktarılır.
daha ileri bir çalışmada, ayrıca saflığı kontrol etmek için (yetiştirilen kolonilerin tek biçimliliği ile) tükenme çizgisi yöntemini kullanarak bir Petri kabındaki katı ortamın yüzeyini eleyin. Aşılanan test tüpleri ve kapları, 2 ila 3 günlük bir süre boyunca 30 ºС sıcaklıktaki bir termostata yerleştirilir. Bir test tüpündeki ilk bakteri kültürünün geri kalanı, mikroskopi kullanarak (popülasyonun morfolojik homojenliğine dayalı olarak) saflığı kontrol etmenin yanı sıra hücrelerin şeklini, göreceli konumunu, hareketliliğini ve boyutlarını incelemek için kullanılır. Kültür, "ezilmiş damla" preparatları ve sabit, fuksin lekeli hücrelerden oluşan bir preparat kullanılarak mikroskoplanır. Sonuçlar Tablo 2 şeklinde derlenen bir tabloya girilir.
Tablo 2 – Tanımlanan bakterinin özellikleri
Özellikler | İşaretler | sonuçlar |
Kültürel varlıklar | ||
Boyut, mm | ||
Yüzey | ||
Yapı | ||
Tutarlılık | ||
Hücre morfolojisi ve | Hücrelerin şekli ve düzeni | |
Hareketlilik | ||
Endosporların varlığı | ||
Gram boyama | ||
Asit direnci boyama | ||
Fizyolojik ve biyokimyasal özellikler | Moleküler ilişki oksijen | |
Glikoz ortamında büyüme | ||
Jelatin ortamında büyüme | ||
Sütlü besiyerinde büyüme | ||
Nişasta ortamında büyüme | ||
Katalaz testi | ||
Antibiyotik duyarlılığı |
3.2 Kültürel varlıklar
Bir sonraki derste, tanımlanabilir bakteri süspansiyonunun ekildiği bir Petri kabı inceleniyor. Bir kültürün saflığının kriteri, yetiştirilen kolonilerin tekdüzeliğidir. Bölüme uygun olarak bakteri kolonilerinin kültürel özelliklerini tanımlayın
hurda 2.1 ve sonuçlar tablo 2'ye girilir.
3.3 Tanımlanan bakterilerin sitolojik özelliklerinin incelenmesi
3.3.1 Endosporların varlığı
Katı bir ortamdan alınan az sayıda hücre, bir damla musluk suyu içindeki bir cam slayt üzerindeki bir halkaya yerleştirilir ve bir leke yapılır. Leke havada kurutulur, brülör alevinde sabitlenir ve üzerine% 5'lik bir kromik asit çözeltisi uygulanır. 5...10 dakika sonra su ile yıkanır. Preparatın üzeri bir filtre kağıdı şeridi ile kaplanır ve kağıt, Ziehl'in karbolik fuksini ile cömertçe nemlendirilir. Karışımı buhar görünene kadar (kaynamadan) ateşte ısıtın, ardından bir kenara alın ve yeni bir miktar boya ekleyin. Bu prosedür 7 dakika boyunca gerçekleştirilir. Boyanın buharlaşması ancak kağıdın kurumaması önemlidir. Soğutulduktan sonra çıkarılır, preparat suyla yıkanır ve filtre kağıdıyla iyice kurutulur.
Tüm işlemler doğru şekilde yapılırsa, renklendirme kontrast oluşturur ve parlak kırmızı sporlar, sitoplazmanın mavi arka planında açıkça öne çıkar.
3.3.2 Gram boyama
3.3.2.1 Yağdan arındırılmış bir cam slayt üzerine bir damla su ile ince bir yayma yapın, böylece hücreler camın yüzeyine eşit şekilde dağılır ve topaklanma oluşturmaz.
3.3.2.2 Preparasyon havada kurutulur, bir bek alevi üzerinde sabitlenir ve 1...2 dakika boyunca karbolik yılan otu veya kristal menekşe ile boyanır.
3.3.2.3 Daha sonra boya boşaltılır ve lekeler siyahlaşana kadar 1...2 dakika Lugol solüsyonuyla işlenir.
3.3.2.4 Lugol solüsyonunu boşaltın, preparatın rengini %96 etil alkolle 0,5...1,0 dakika süreyle giderin ve hızla suyla yıkayın.
3.3.2.5 Ek olarak su fuksin ile 1...2 dakika süreyle boyandı.
3.3.2.6 Boya süzülür, preparat su ile yıkanır ve kurutulur.
3.3.2.7 Daldırma sistemli mikroskop.
Doğru boyandığında gram pozitif bakteriler mavi-mor, gram negatif bakterilerdir. – pembe-kırmızı renk.
Güvenilir sonuçlar elde etmek için genç, aktif olarak büyüyen (genellikle bir günlük) kültürlerden Gram boyama için smear hazırlamak gerekir, çünkü eski kültürlerden alınan hücreler bazen kararsız bir Gram reaksiyonu verir. Gram negatif bakteriler, bakteri filminin (smear) çok kalın olması ve alkolle beyazlatmanın tam olarak tamamlanmaması durumunda gram pozitif bakteri olarak görünebilir. Smearın alkolle beyazlatılması durumunda gram pozitif bakteriler gram negatif bakteriler olarak görünebilir.
3.3.3 Asit direnci için boyama
İncelenen bakterinin bir smear'ı, bir damla su içinde yağsız bir cam slayt üzerinde hazırlanır. Preparasyon havada kurutulur ve bir brülör alevi üzerinde sabitlenir. Smearın üzerine filtre kağıdı yerleştirilir, preparat Ziehl's carbol fuchsin ile doldurulur ve lam cımbızla brülör alevinin yukarısında tutularak buhar görünene kadar 2-3 kez ısıtılır. Lekeye yandan bakılarak buharların görünümü gözlenir ve göründüklerinde hemen bir kenara bırakılır.
uyuşturucu yan tarafta. Preparatın soğumasını bekleyin, filtre kağıdını çıkarın, boyayı boşaltın ve lekeyi suyla yıkayın. Daha sonra
hücrelerin rengi %5'lik bir asit Hhttps://pandia.ru/text/79/131/images/image009_42.gif" width=11" height=23 src=> çözeltisiyle giderilir. Bunu yapmak için cam slayt 2-3 kez bir bardak sülfürik asit içine daldırılır,
onu içinde tutmadan. Preparasyon tekrar suyla iyice yıkanır ve 3 ila 5 dakika metilen mavisi ile boyanır (Leffler'e göre). Boya süzülür, preparat su ile yıkanır, kurutulur ve daldırma sistemi ile incelenir. Doğru şekilde boyandığında, aside dirençli bakteri hücreleri kırmızı görünürken, aside dirençli olmayan bakteri hücreleri kırmızı görünür. – mavi.
3.3.4 Hareketliliğin belirlenmesi
İncelenmekte olan kültür, prick yöntemi kullanılarak %0,2...0,5 yarı sıvı agardan oluşan bir sütuna aşılanır. Büyüme özelliklerinin en net şekilde ortaya çıkabilmesi için delik, test tüpünün duvarına yakın bir yerden yapılır. Ekim 24 saat boyunca bir termostata yerleştirilir. Bu şekilde yapılan ekim, hareketli mikroorganizmaların hareketsiz olanlardan tanımlanmasını ve ayrılmasını mümkün kılar.
Bakterilerin sabit formları delme hattı boyunca büyüyerek küçük silindirik veya konik çıkıntılar oluşturur. Ortam tamamen şeffaf kalır. Bu tür bir aşılama sırasında hareketli mikroplar, ortamın tüm kalınlığı boyunca az çok eşit bir şekilde yayılarak belirgin bir bulanıklığa neden olur.
3.4 Fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerin incelenmesi
tanımlanabilir bakteriler
3.4.1 Moleküler oksijenle ilişki
Moleküler oksijenle ilgili olarak mikroorganizmalar dört gruba ayrılır: Zorunlu aeroblar, mikroaerofiller, fakültatif aeroblar (anaeroblar) ve zorunlu anaeroblar. Yargılamak
Mikroorganizmaların bir gruba mı yoksa diğerine mi ait olduğunu belirlemek için mikrobiyal süspansiyon, 45 °C sıcaklığa soğutulmuş erimiş agar besin ortamıyla test tüplerine aşılanır. Ekim enjeksiyonla da yapılabilir. Sıkı aeroblar ortamın yüzeyinde ve üst katmanda büyür, mikroaerofiller– yüzeyden belli bir mesafede. Fakültatif anaeroblar genellikle ortamın tüm kalınlığı boyunca gelişir. Katı anaeroblar yalnızca ortamın derinliklerinde, test tüpünün en altında büyür (Şekil 6).
1 – aeroblar; 2 – mikroaerofiller; 3 - fakültatif anaeroblar;
4 – anaeroblar
Şekil 6 – Enjeksiyonla ekim sırasında mikroorganizmaların büyümesi ( A) ve erimiş yoğun bir ortamda ekim yaparken ( B)
3.4.2 Glikoz ve pepton ortamında büyüme
Kültür, steril bir öze ile aşağıdakileri içeren sıvı bir ortama eklenir: 5,0 g/l pepton, 1,0 g/l K2HP04, 10,0 g/l glikoz, 2 ml bromotimol mavisi (%1,6 alkol çözeltisi), test tüplerine dökülen damıtılmış su ( her biri 8...10 ml) şamandıralı. Yetiştirme süresi 30 °C sıcaklıktaki termostatta 7 gündür. Mikroorganizmaların büyümesi veya yokluğu, ortamın bulanıklığı, bir film veya tortu oluşumu ile belirlenir. İndikatörün rengindeki bir değişiklik (bromotimol mavisi), asidik (ortamın sarı rengi) veya alkalin (ortamın mavi rengi) metabolik ürünlerin oluşumunu gösterir. Gazın oluşumu şamandıradaki birikimi ile gösterilir. Gözlem sonuçları steril bir ortamla karşılaştırılır.
3.4.3 Jelatin ortamında büyüme
Mikroorganizmalardaki hücre dışı proteolitik enzimlerin aktivitesi, substrat olarak jelatin, kazein veya diğer proteinler kullanılarak belirlenir. Jelatinli ortam et-pepton et suyundan (MPB) ve %10...15 jelatinden (MPB) oluşur. Ekim enjeksiyonla yapılır.
Bakteriyolojik bir iğne kullanılarak mikrobiyal hücreler sürüden steril bir şekilde seçilir ve iğne, tüpün dibine kadar MPZ kolonunun kalınlığına batırılır.
Yetiştirme süresi oda sıcaklığında 7 ila 10 gün arasındadır. Jelatinin sıvılaşması görsel olarak not edilir. Jelatin sıvılaşırsa, sıvılaşmanın yoğunluğunu ve biçimini belirtin - katman katman, huni şeklinde, torba şeklinde, krater şeklinde, şalgam şeklinde, kabarcık şeklinde.
3.4.4 Sütlü besiyerinde büyüme
Petri kaplarında "süt agarı" ekimi, bakterilerin süt kazeinini parçalama yeteneğini belirlemek için yapılır. Ortam eşit miktarda steril yağsız süt ve steril %3 sulu agar agardan oluşur. Bakteriler, bardağın çapı boyunca veya bardağın bölündüğü sektörün merkezi boyunca bir vuruş çizerek bir ilmek ile aşılanır. 30 °C'deki bir termostatta bakteri üreme süresi 7 gündür. Kazein hidrolizi, kolonilerin etrafındaki besiyerinin temizlendiği bölge veya hat boyunca büyüyen mikroorganizma kültürü ile tespit edilir. Bölge, besiyerinin %5 trikloroasetik asit çözeltisi ile büyütülmüş bakterilerle işlenmesinden sonra özellikle açıkça görülebilir. Kazeinin hidroliz bölgesi çizginin veya koloninin kenarından ışık bölgesinin sınırına kadar milimetre cinsinden ölçülür. Işık bölgesinin çapı ne kadar büyük olursa bakterilerin kazeinolitik aktivitesi de o kadar yüksek olur.
3.4.5 Nişasta ortamında büyüme
(g/l): pepton içeren nişastalı (Petri kaplarında) agar ortamına ekim – 10.0; KN2R04 – 5.0; çözünür nişasta – 2.0; ağar – 15.0; PH'ı 6,8 – 7.0, mikroorganizmalar tarafından amilaz oluşumunun belirlenmesi amacıyla üretilmiştir. Bakteriler, bardağın çapı boyunca veya bardağın bölündüğü sektörün merkezi boyunca bir vuruş çizerek bir ilmek ile aşılanır. Bakteri yetiştirme süresi 30 °C sıcaklıktaki termostatta 7 gündür. Nişasta hidrolizi, büyütülmüş bakterilerin bulunduğu ortamın Lugol çözeltisi ile işlenmesinden sonra tespit edilir. Bunu yapmak için besiyerinin yüzeyine 3 ila 5 ml Lugol çözeltisi dökün. Nişasta içeren ortam maviye döner ve eğer nişasta dekstrinlere hidrolize edilmişse hidroliz bölgesi renksiz kalır veya kırmızı-kahverengi bir renk alır. Nişasta hidroliz bölgesi çizginin (koloni) kenarından ışık bölgesinin sınırına kadar (mm) ölçülür. Işık bölgesinin çapı ne kadar büyük olursa amilaz aktivitesi de o kadar yüksek olur.
3.4.6 Katalaz testi
Yetiştirilen kültürün bir kısmı, bir cam slayt üzerinde% 3'lük bir hidrojen peroksit damlasında bakteriyolojik bir döngü kullanılarak süspanse edilir. Katalazın varlığı, bakterilerin girişinden 1...5 dakika sonra çıplak gözle veya düşük büyütmede mikroskop altında gözlemlenen gaz kabarcıklarının oluşumuyla gösterilir. Eğimli agarda yetişen bir koloniye veya kültüre doğrudan birkaç damla hidrojen peroksit uygulayabilir ve moleküler oksijen salınımını gözlemleyebilirsiniz.
3.4.7 Bakteri duyarlılığının belirlenmesi
antibiyotiklere
Mikroorganizmaların antibiyotiklere duyarlılığı, belirli antibiyotiklerle emprenye edilmiş hazır kağıt diskler kullanılarak rahatlıkla belirlenebilir. İncelenen mikroorganizmalar uygun bir katı besin ortamında büyütülür. İncelenen mikroorganizmanın kalın bir süspansiyonu, hücrelerin katı besin ortamının yüzeyinden suyla yıkanması yoluyla steril musluk suyunda hazırlanır. Brülör alevinin yakınında çalışarak elde edilen süspansiyondan 1 ml ekleyin.
20 ml eritilmiş ve 50 ºC sıcaklığa soğutulmuş agar ortamı, örneğin et pepton agar (MPA) içeren bir test tüpüne. Mikroorganizmalar sıvı besin ortamında büyütüldüyse, uygun hacimde kültür agara eklenir. Tüpün içeriği hızla ve iyice karıştırılarak steril bir Petri kabına dökülür.
Ortam sertleştiğinde yüzeyine kağıt yerleştirilir.
ny diskler birbirinden eşit uzaklıkta ve belli bir mesafede
Fincanın kenarından 1,5...2,0 cm. Antibiyotiklerin agar ortamının kalınlığına daha iyi yayılması için Petri kapları 2 saat oda sıcaklığında bekletilir ve ardından ters çevrilmeden 30 ºC sıcaklıkta 24 saat termostata yerleştirilir. Bir gün sonra, disklerin çevresinde incelenen mikroorganizmaların büyümesini baskılayan bölgelerin oluşumu not edildi. İncelenen bakteri belirli antibiyotiklere duyarlıysa, disklerin çevresinde kültürün üremediği bölgeler bulunur. Büyüme inhibisyon bölgesinin çapı milimetre cetvelle ölçülür ve sonuçlar Tablo 3'e kaydedilir. 30 mm'den büyük bir bölge,
Mikroorganizmaların antibiyotiğe karşı yüksek duyarlılığını, 12 mm'den az olması ise zayıf duyarlılığı gösterir.
Deneycinin elinde çözümler olduğunda
içeren antibiyotik maddeler veya kültür sıvıları
antibiyotik, agar kalınlığında kuyucuklar kullanan bir yöntem kullanın.
Bu durumda, test mikroorganizması ile aşılanmış donmuş agar ortamında, kabın kenarından 1,5...2,0 cm mesafede steril bir tapalı matkapla (6 ila 8 mm çapında) delikler açılır.
Kuyucuklara antibiyotik solüsyonları veya kültür sıvısı eklenir. Bu yöntem aynı zamanda sıvı bir ortamda büyüyen mikroorganizmaların antibiyotik maddeler oluşturma yeteneklerinin belirlenmesini de mümkün kılar.
Tablo 3 – Antibiyotiklerin bakteri üremesine etkisi
Antibiyotik | Büyüme engelleme bölgelerinin çapı, mm |
Penisilin diski | |
Kloramfenikol içeren disk |
4 TEST SORUSU
1. Aşağıdaki terimleri tanımlayın:
- gerilmek; otantik tür; tip gerilimi;
- koloni;
– kültürel varlıklar;
– sınıflandırma;
– sınıflandırma;
– isimlendirme;
– plazmit;
– faj tiplemesi.
2. Mikroorganizmaların taksonomisi hangi bölümleri içerir? Özelliklerini verin.
3. Mikroorganizmaların mevcut sınıflandırma sistemleri neden yapaydır?
5. Aynı tip mikroorganizmanın farklı suşlarını birbirinden ayıran özellikler nelerdir?
6. Mikroorganizmaların hangi taksonomik kategorileri zorunlu, hangileri isteğe bağlı olarak sınıflandırılmıştır?
7. Mikroorganizmaların isimlendirilmesine ilişkin temel kuralları listeler.
8. Mikroorganizmaların tanımlanmasının temel amacı nedir?
9. Farklı prokaryot ve ökaryot gruplarının sınıflandırılması ve tanımlanması ilkeleri nasıl farklılık gösterir?
10. Bakterileri tanımlarken ve tanımlarken hangi özellikler inceleniyor?
11. Mikroorganizmaların yüzey, derin ve dip kolonilerini tanımlarken hangi işaretler dikkate alınır?
12. Mikroorganizmaların felç yoluyla büyümesini tanımlarken hangi özelliklere dikkat edilir?
13. Sıvı besin ortamında mikroorganizmaların büyümesini karakterize ederken nelere dikkat edilir?
14. Bakteri hücrelerinin morfolojik özellikleri ve organizasyonu hangi özellikleri içerir?
15. Bakterileri tanımlarken hangi fizyolojik ve biyokimyasal özellikler inceleniyor?
16. Kemotaksonomik yöntemlerin kullanılması hangi durumlarda gereklidir?
17. Kemo-taksonomik belirteç olarak kullanılan maddelere örnekler verin?
18. Protein taksonomisinin özellikleri nelerdir?
19. Sayısal taksonomi yöntemini açıklayın, ne gibi sınırlamaları var?
20. Bakterilerin filogenetik ilişkilerini değerlendirmek için hangi yöntemler kullanılıyor?
21. DNA prob yönteminin özü ve yöntemden farkı nedir?
DNA-DNA hibridizasyonu?
22. Ribozomal RNA'daki nükleotid dizilerini analiz etmeye yönelik yöntemin özellikleri nelerdir?
23. “Burgee'nin Bakteri Rehberi”nde bakterilerin sınıflandırılmasının temeli hangi işaretlerdir?
24. Yeni bakteri türlerini tanımlarken hangi özellikler ve özellikler inceleniyor?
25. Tanımlanan bir bakterinin saflığını belirleme yöntemleri nelerdir?
26. Gram boyama tekniğini uygulamanın temel kuralları nelerdir?
27. Mikroorganizmalar moleküler oksijene göre hangi gruplara ayrılır?
28. Mikroorganizmalarda hücre dışı protolitik enzimlerin aktivitesini belirlerken substrat olarak ne kullanılır?
29. Mikroorganizmaların antibiyotiklere duyarlılığını belirlemek için hangi yöntemleri biliyorsunuz?
30. Mikroorganizmaların amilaz üretimini belirlemek için hangi yöntem kullanılır?
31. Tohumlama, hareketli mikroorganizmaların hareketsiz olanlardan tanımlanmasını ve ayrılmasını nasıl mümkün kılar?
5 BOYA VE BESİN TARİFLERİ
5.1 Temel karbolik fuksin (Tsilya fuksin)
– taze damıtılmış fenolün %5 sulu çözeltisi – 100 ml;
– bazik fuksinin doymuş alkol çözeltisi – 10 ml;
Hazırlanan karışım 48 saat sonra süzülür.
5.2 Metilen mavisi (Leffler)
- metilen mavisinin doymuş alkol çözeltisi - 30 ml;
– damıtılmış su – 100 ml;
– %1 sulu KOH çözeltisi – 1 ml.
5.3 Et pepton suyu (MPB)
500 g yağsız ve tendonsuz kıyma, 1 litre musluk suyuna dökülerek oda sıcaklığında 12 saat veya termostatta 37 ºC sıcaklıkta 2 saat, 50 ºC sıcaklıkta bir saat ekstrakte edilir. Daha sonra et tülbentten sıkılır ve elde edilen infüzyon 30 dakika kaynatılır. Bu durumda proteinler pıhtılaşır. Soğutulan kütle pamuklu bir filtreden süzülür ve orijinal hacmine su ile eklenir. Daha sonra 1 litre et suyuna 5 ila 10 gr pepton ve 5 gr sofra tuzu ekleyin. Ortam sürekli karıştırılarak pepton çözünene kadar ısıtılır. MPB, 2 atm basınçta 20 dakika süreyle sterilize edilir.
5.4 Et pepton agar (MPA)
1 litre MPB'ye 20 g agar ekleyin. Ortam, agar çözünene kadar ısıtılır, ardından ortam hafif alkali hale gelir.
%20 NaCO64 çözeltisi" height="52" bgcolor="white" style="vertical-align:top;background: white">
Her mikroorganizma, ne kadar ilkel olursa olsun, birçok antijen içerir. Yapısı ne kadar karmaşıksa bileşiminde o kadar çok antijen bulunabilir. Aynı sistematik kategorilere ait farklı mikroorganizmalar ayırt edilir
gruba özgü antijenler - aynı cins veya ailenin farklı türlerinde bulunur, türe özgü - aynı türün farklı temsilcilerinde bulunur ve tipe özgü (varyant) antijenler - aynı tür içindeki farklı varyantlarda bulunur. İkincisi serolojik varyantlara veya serovarlara bölünmüştür. Bakteriyel antijenler arasında H, O, K vb. Bulunur. Farklı mikroorganizma türlerinin antijenleri yapı ve bileşim bakımından birbirlerinden keskin biçimde farklılık gösterir. En iyi çalışılan, somatik O- ve Vi-antijenleri, zarfı, kapsüler (K), flagellar (H), koruyucu ve ribozomalleri içeren antijenik bakteri mozaiğidir. Kural olarak hepsi karmaşık protein bileşikleridir. Dolayısıyla somatik O- ve Vi-antijenleri bakteri hücrelerinin yüzey yapılarında bulunur ve lipopolisakkaritlerle yakından ilişkilidir. Zarf antijenleri O-antijenler tarafından oluşturulur, ancak O-antijenlerden farklı olarak bunlar termolabil ve termostabil fraksiyonlardan oluşur. Kapsül K antijenleri, protein maddeleri (şarbon basili) veya kompleks polisakkaritler (streptokok, Klebsiella) ile temsil edilir. Flagellar H-antijenleri proteinlerdir, ribozomal ve koruyucu antijenler ise proteinlerin ve nükleik asitlerin karmaşık bileşikleridir. Antijenler aynı zamanda bakterilerin endo ve ekzotoksinleridir.
Bakterilerin antijenik yapısının bilgisi, sırasıyla mikrop türlerini belirlemek ve bulaşıcı hastalıkları tedavi etmek için kullanılan bir dizi teşhis ve tedavi edici serumun elde edilmesini mümkün kılmıştır.
hastalıklar.
Flagellar H antijenleri. Bu antijenler bakteri flagellasının bir parçasıdır. H antijeni bir flagellin proteinidir. Isıtıldığında yok edilir ve fenol ile muameleden sonra antijenik özelliklerini korur.
Somatik O-antijen. Daha önce, O-antijeninin hücrenin içeriğinde, yani somasında bulunduğuna inanılıyordu ve bu nedenle buna somatik antijen deniyordu. Daha sonra bu antijenin bakteri hücre duvarı ile ilişkili olduğu bulundu. Gram-negatif bakterilerin O-antijeni, hücre duvarının LPS'si ile ilişkilidir. Bu kompleks antijenin belirleyici grupları, ana kısmına bağlı polisakkarit zincirlerinin terminal tekrarlayan birimleridir. Belirleyici gruplardaki şekerlerin bileşimi ve sayıları farklı bakteriler arasında farklılık gösterir. Çoğu zaman heksozlar (galaktoz, glikoz, ramnoz vb.), Amino şeker (N-asetilglukozamin) içerirler. O-antijen ısıya dayanıklıdır: 1-2 saat kaynatılarak muhafaza edilir, formaldehit ve etanol ile işlendikten sonra yok olmaz. Hayvanlar, kamçılı canlı kültürlerle immünize edildiğinde, O- ve H-antijenlerine karşı antikorlar oluşur ve haşlanmış kültürle immünize edildiğinde, yalnızca O-antijenine karşı antikorlar oluşturulur.
K-antijenleri (kapsül). Bu antijenler Escherichia ve Salmonella'da iyi incelenmiştir. O-antijenleri gibi bunlar da hücre duvarı ve kapsülün LPS'si ile yakından ilişkilidir, ancak O-antijenden farklı olarak esas olarak asidik polisakkaritler içerirler: glukuronik, galakturonik ve diğer üronik asitler. Sıcaklığa duyarlılığına bağlı olarak K-antijenleri A-, B- ve L-antijenlerine ayrılır. En fazla ısıya dayanıklı olanlar, kaynamaya 2 saatten fazla dayanabilen A antijenleridir, B antijenleri 60 °C sıcaklıkta bir saat boyunca ısıtılmaya dayanabilir ve L-antijenler 60 °C'ye ısıtıldığında yok edilir. K antijenleri O-antijenlerden daha yüzeysel olarak bulunurlar ve sıklıkla ikincisini maskelerler. Bu nedenle O-antijenlerini tanımlamak için öncelikle kültürlerin kaynatılmasıyla elde edilen K-antijenlerini yok etmek gerekir. Kapsül antijenleri Vi antijeni olarak adlandırılan antijeni içerir. Oldukça öldürücü olan tifo ve diğer bazı enterobakterilerde bulunur ve bu nedenle bu antijene virülans antijeni denir. Pnömokoklarda, Klebsiella'da ve belirgin bir kapsül oluşturan diğer bakterilerde polisakkarit niteliğindeki kapsüler antijenler tanımlanmıştır. Gruba özgü O-antijenlerden farklı olarak, genellikle belirli bir türün belirli suşlarının (varyantlarının) antijenik özelliklerini karakterize ederler ve bu temelde serovarlara ayrılırlar. Şarbon basilinde kapsüler antijen polipeptitlerden oluşur.
Bakteriyel toksinlerin antijenleri. Bakteriyel toksinler, eğer protein yapısında çözünebilir bileşikler ise, tam antijenik özelliklere sahiptirler. Patojenite faktörleri de dahil olmak üzere bakteriler tarafından üretilen enzimler, tam teşekküllü antijenlerin özelliklerine sahiptir. Toksisitesi düşük olan ve çok sayıda bloke edici antikorun üretimini sağlayan koruyucu antijenler ciddi ilgiyi hak etmektedir. İyi antijenler, ekzotoksinlerin formaldehit ile nötralize edilmesiyle elde edilen toksoidlerdir.
Koruyucu antijenler. İlk olarak şarbon sırasında etkilenen dokunun eksudasında keşfedildi. Karşılık gelen enfeksiyöz ajana karşı bağışıklık sağlayan güçlü bir şekilde ifade edilen antijenik özelliklere sahiptirler. Koruyucu antijenler, konakçının vücuduna girdiklerinde diğer bazı mikroorganizmalar tarafından da oluşturulur, ancak bu antijenler onların kalıcı bileşenleri değildir.
Virüs antijenleri. Herhangi bir virüsün her viryonu farklı antijenler içerir. Bazıları virüse özgüdür. Diğer antijenler, dış kabuğunda bulunan konakçı hücre bileşenlerini (lipitler, karbonhidratlar) içerir. Basit virionların antijenleri nükleokapsidleriyle ilişkilidir. Kimyasal bileşimlerine göre, çözünebilir bileşikler olan ribonükleoproteinlere veya deoksiribonükleoproteinlere aittirler ve bu nedenle S-antjenleri (çözelti-çözelti) olarak adlandırılırlar. Kompleks viryonlarda, bazı antijenik bileşenler nükleokapsidlerle, diğerleri ise dış kabuğun glikoproteinleriyle ilişkilidir. Birçok basit ve karmaşık virion, özel yüzey V-antijenleri - hemaglutinin ve nöraminidaz enzimi içerir. Hemaglutinin antijenik özgüllüğü virüsler arasında farklılık gösterir. Bu antijen hemaglutinasyon reaksiyonunda veya onun varyasyonunda - hemadsorpsiyon reaksiyonunda tespit edilir. Hemaglutinin'in bir başka özelliği, antikorların - antihemaglutininlerin oluşumuna neden olan ve hemaglutinasyon inhibisyon reaksiyonunda (HAI) onlarla etkileşime giren antijenik fonksiyonunda ortaya çıkar.
Viral antijenler, aynı cins veya familyanın farklı türlerinde bulunurlarsa gruba özgü olabilir ve aynı türün bireysel suşlarında doğal olarak tipe özgü olabilir. Virüsleri tanımlarken bu farklılıklar dikkate alınır. Listelenen antijenlerin yanı sıra konak hücre antijenleri de viral partiküllerde mevcut olabilir. Örneğin, bir tavuk embriyosunun allantoik zarı üzerinde büyüyen bir influenza virüsü, allantoik sıvı için elde edilen antiserum ile reaksiyona girer. Enfekte farelerin akciğerlerinden alınan aynı virüs, bu hayvanların akciğerlerinde antiserumla reaksiyona girer ve allantoik sıvıya antiserumla reaksiyona girmez.
Heterojen antijenler (heteroantijenler). Bunlar ortak veya türler arası (özgüllük açısından benzer) antijenlerdir. İlk kez J. Forssman tarafından keşfedildi. Bir tavşanı kobay böbreklerinden elde edilen sulu bir ekstraktla immünize ederek, tavşanın serumunda koyun eritrositleriyle reaksiyona giren grup antikorların oluşmasına neden oldu. Ayrıca Forssman antijeninin bir lipopolisakkarit olduğu ve atların, kedilerin, köpeklerin ve kaplumbağaların organlarında bulunduğu ortaya çıktı. Ortak antijenler insan eritrositlerinde ve piyojenik koklarda, enterobakterilerde, çiçek hastalığı virüslerinde, gripte ve diğer mikroorganizmalarda bulunur. Farklı hücre tiplerindeki antijenik yapının grup ortaklığına denir. antijenik taklit . Antijenik taklit vakalarında, insan bağışıklık sistemi yabancı bir işareti hızlı bir şekilde tanıma ve bağışıklık geliştirme yeteneğini kaybeder, bunun sonucunda patojenik mikroplar vücutta bir süre engellenmeden çoğalabilir. Antijenik taklit, patojen mikropların hastanın vücudunda uzun süre hayatta kalmasını veya kalıcılığını, yerleşik (stabil) mikrobiyal taşıyıcılığı ve hatta çeşitli mikroorganizma türlerinin, hayvanların ve bitkilerin temsilcilerinde bulunan yaygın antijenleri haklı çıkarmak için kullanılır. heterojen denir. Örneğin heterojen Forsman antijeni, kobay organlarının protein yapılarında, koyun eritrositlerinde ve salmonellada bulunur.
Spesifikliğe bağlı olarak bakteriyel antijenler ikiye ayrılır: homolog - türe ve türe özgü ve heterojen - grup, türler arası.
Türler ve özellikle tip antijenleri oldukça spesifiktir. Bunların girişine yanıt olarak, hayvanların vücutları yalnızca belirli bir tür veya mikrop çeşidinin antijenleriyle reaksiyona giren antikorları üretir.
Mikroorganizmaların antijenleri
Her mikroorganizma, ne kadar ilkel olursa olsun, birçok antijen içerir. Yapısı ne kadar karmaşıksa bileşiminde o kadar fazla antijen bulunabilir.
Aynı sistematik kategorilere ait farklı mikroorganizmalarda, gruba özgü antijenler ayırt edilir - bunlar aynı cins veya ailenin farklı türlerinde bulunur, türe özgü - aynı türün farklı temsilcilerinde ve türe özgü (varyant) antijenler - aynı ve aynı türün farklı varyantlarında. İkincisi serolojik varyantlara veya serovarlara bölünmüştür. Bakteriyel antijenler arasında H, O, K vb. Vardır.
Flagellar H-antijenleri. Adından da anlaşılacağı gibi bu antijenler bakteri flagellasının bir parçasıdır. H-antjeni bir flagellin proteinidir. Isıtıldığında yok edilir ve fenol ile muameleden sonra antijenik özelliklerini korur.
Somatik O-antijen. Daha önce, O-antijeninin hücrenin içeriğinde, yani somasında bulunduğuna inanılıyordu ve bu nedenle buna somatik antijen deniyordu. Daha sonra bu antijenin bakteri hücre duvarı ile ilişkili olduğu bulundu.
Gram-negatif bakterilerin O-antijeni, hücre duvarının LPS'si ile ilişkilidir. Bu bitişik kompleks antijenin belirleyici grupları, ana kısmına bağlı polisakkarit zincirlerinin terminal tekrarlayan birimleridir. Belirleyici gruplardaki şekerlerin bileşimi ve sayıları farklı bakteriler arasında farklılık gösterir. Çoğu zaman heksozlar (galaktoz, glikoz, ramnoz vb.), Amino şeker (M-asetilglukozamin) içerirler. O-antijen termal olarak stabildir: 1-2 saat kaynatıldığında korunur ve formaldehit ve etanol ile işlemden sonra yok edilmez. Hayvanlar, kamçılı canlı kültürlerle immünize edildiğinde, O- ve H-antijenlerine karşı antikorlar oluşur ve haşlanmış kültürle immünize edildiğinde, yalnızca O-antjenine karşı antikorlar oluşturulur.
K-antijenleri (kapsül). Bu antijenler Escherichia ve Salmonella'da iyi incelenmiştir. O-antijenleri gibi bunlar da hücre duvarı ve kapsülün LPS'si ile yakından ilişkilidir, ancak O-antijeninden farklı olarak esas olarak asidik nolisakkaritler içerirler: glukuronik, galakturonik ve diğer üronik asitler. K-antijenleri sıcaklığa duyarlılıklarına göre A-, B- ve L-antijenlerine ayrılır. En fazla ısıya dayanıklı olanlar, 2 saatten fazla kaynamaya dayanabilen A-antijenleridir. B-antijenleri, 60°C sıcaklıkta bir saat boyunca ısıtılmaya dayanabilir ve L-antijenleri, 60°C'ye ısıtıldığında yok edilir.
K-antijenleri, O-antijenlerinden daha yüzeysel olarak bulunur ve sıklıkla O-antijenlerini maskeler. Bu nedenle O-antijenlerini tanımlamak için öncelikle kültürlerin kaynatılmasıyla elde edilen K-antijenlerini yok etmek gerekir. Kapsül antijenleri Vi antijeni olarak adlandırılan antijeni içerir. Oldukça öldürücü olan tifo ve diğer bazı enterobakterilerde bulunur ve bu nedenle bu antijene virülans antijeni denir.
Pnömokoklarda, Klebsiella'da ve belirgin bir kapsül oluşturan diğer bakterilerde polisakkarit niteliğindeki kapsüler antijenler tanımlanmıştır. Gruba özgü O-antijenlerden farklı olarak, genellikle belirli bir türün belirli suşlarının (varyantlarının) antijenik özelliklerini karakterize ederler ve bu temelde serovarlara ayrılırlar. Şarbon basilinde kapsüler antijen polipeptitlerden oluşur.
Bakteriyel toksinlerin antijenleri. Bakteriyel toksinler, eğer protein yapısında çözünebilir bileşikler ise, tam antijenik özelliklere sahiptirler.
Patojenite faktörleri de dahil olmak üzere bakteriler tarafından üretilen enzimler, tam teşekküllü antijenlerin özelliklerine sahiptir.
Koruyucu antijenler. İlk olarak şarbon sırasında etkilenen dokunun eksudasında keşfedildi. Karşılık gelen enfeksiyöz ajana karşı bağışıklık sağlayan güçlü bir şekilde ifade edilen antijenik özelliklere sahiptirler. Diğer bazı mikroorganizmalar da konakçının vücuduna girdiklerinde koruyucu antijenler oluştururlar, ancak bu antijenler onların kalıcı bileşenleri değildir.
Virüslerin antijenleri. Herhangi bir virüsün her viryonu farklı antijenler içerir. Bazıları virüse özgüdür. Diğer antijenler, dış kabuğunda bulunan konakçı hücre bileşenlerini (lipitler, karbonhidratlar) içerir. Basit virionların antijenleri nükleokapsidleriyle ilişkilidir. Kimyasal bileşimlerine göre bunlar, çözünür bileşikler olan ribonükleoproteinlere veya deoksiribonükleoproteinlere aittirler ve bu nedenle S-antijenleri (çözelti-çözelti) olarak adlandırılırlar. Kompleks viryonlarda, bazı antijenik bileşenler nükleokapsidlerle, diğerleri ise dış kabuğun glikoproteinleriyle ilişkilidir. Birçok basit ve karmaşık virion, özel yüzey V-antijenleri - hemaglutinin ve nöraminidaz enzimi içerir. Hemaglutinin antijenik özgüllüğü virüsler arasında farklılık gösterir. Bu antijen hemaglutinasyon reaksiyonunda veya onun varyantı olan hemadsorpsiyon reaksiyonunda tespit edilir. Hemaglutininin bir başka özelliği, antikorların - antihemashpotininlerin oluşumuna neden olan ve hemaglutinasyon inhibisyon reaksiyonunda (HRI) onlarla etkileşime giren antijenik fonksiyonunda ortaya çıkar.
Viral antijenler, aynı cins veya familyanın farklı türlerinde bulunurlarsa gruba özgü olabilir ve aynı türün bireysel suşlarında doğal olarak tipe özgü olabilir. Virüsleri tanımlarken bu farklılıklar dikkate alınır.
Listelenen antijenlerin yanı sıra konak hücre antijenleri de viral partiküllerde mevcut olabilir. Örneğin, bir tavuk embriyosunun allantoik zarı üzerinde büyüyen bir influenza virüsü, allantoik sıvı için elde edilen antiserum ile reaksiyona girer. Enfekte farelerin akciğerlerinden alınan aynı virüs, bu hayvanların akciğerlerinde antiserumla reaksiyona girer ve allantoik sıvıya antiserumla reaksiyona girmez.
Heterojen antijenler (heteroantijenler). Farklı mikroorganizma türlerinin, hayvanların ve bitkilerin temsilcilerinde bulunan ortak antijenlere heterojen denir. Örneğin heterojen Forsman antijeni, kobay organlarının protein yapılarında, koyun eritrositlerinde ve salmonellada bulunur.
İnsan vücudunun antijenleri
İnsan vücudundaki tüm doku ve hücreler antijenik özelliklere sahiptir. Bazı antijenler tüm memelilere özgüdür, diğerleri insanlara türe özgüdür ve diğerleri belirli gruplara yöneliktir; bunlara izoantijenler denir (örneğin kan grubu antijenleri). Yalnızca belirli bir organizmanın karakteristik özelliği olan antijenlere alloantijenler (Yunanca allos - diğer) denir. Bunlar, her bireyin karakteristik özelliği olan ana doku uyumluluk kompleksi MHC'nin (Major Histocompatibiliti Complex) genlerinin ürünleri olan doku uyumluluk antijenlerini içerir. Farklı bireylerden gelen ve hiçbir farkı olmayan antijenlere singeneik denir. Organ ve dokularda diğer antijenlerin yanı sıra kendilerine özgü organ ve doku antijenleri de bulunur. Aynı isimli insan ve hayvan dokuları antijenik benzerliğe sahiptir. Doku veya hücre gelişiminin bireysel aşamalarında ortaya çıkan ve kaybolan aşamaya özgü antijenler vardır. Her hücre, dış zarın, sitoplazmanın, çekirdeğin ve diğer bileşenlerin karakteristik antijenlerini içerir.
Her organizmanın antijenleri, vücut onlara karşı toleranslı olduğundan normalde immünolojik reaksiyonlara neden olmaz. Ancak belirli koşullar altında yabancılık belirtileri kazanarak otoantijen haline gelirler ve bunlara karşı ortaya çıkan reaksiyona otoimmün denir.
Tümör antijenleri ve antitümör bağışıklığı. Kötü huylu tümör hücreleri vücuttaki normal hücrelerin varyantlarıdır. Bu nedenle, bu dokuların antijenleri ile karakterize edilirler.
köken aldıkları yerlerin yanı sıra tüm hücre antijenlerinin küçük bir kısmını oluşturan tümöre özgü antijenler. Karsinojenez sırasında hücrelerin farklılaşması meydana gelir, bu nedenle bazı antijenlerin kaybı ve embriyonik olanlar (fetoproteinler) dahil olgunlaşmamış hücrelerin karakteristik antijenlerinin ortaya çıkması meydana gelebilir. Tümöre özgü antijenler yalnızca belirli bir tümör tipine ve sıklıkla belirli bir kişideki tümöre özgüdür. Virüslerin neden olduğu tümörler, belirli bir virüsün neden olduğu tüm tümörlerde aynı olan viral antijenlere sahip olabilir. Antikorların etkisi altında büyüyen bir tümör, antijenik bileşimini değiştirebilir.
Tümör hastalığının laboratuvar tanısı, kan serumunda tümörün karakteristik antijenlerinin tanımlanmasını içerir. Bu amaçla tıp endüstrisi şu anda enzim immünolojik testi, radyoimmünoanaliz ve immünolüminesans analizi kullanılarak antijenlerin tespiti için gerekli tüm bileşenleri içeren teşhis kitleri hazırlamaktadır.
Vücudun tümör büyümesine karşı direnci, kanda ve vücudun tüm dokularında sürekli dolaşan tüm lenfositlerin %15'ini oluşturan doğal öldürücü hücrelerin etkisiyle sağlanır. Doğal öldürücü hücreler (NK), tümör hücreleri de dahil olmak üzere yabancılık belirtisi gösteren her türlü hücreyi vücudun normal hücrelerinden ayırt etme ve yabancı hücreleri yok etme yeteneğine sahiptir. Stresli durumlarda, hastalıklarda, immünsüpresif etkilerde ve diğer bazı durumlarda NK'nin sayısı ve aktivitesi azalır ve bu da tümör büyümesinin başlamasının nedenlerinden biridir. Bir tümörün gelişimi sırasında antijenleri immünolojik bir reaksiyona neden olur, ancak genellikle tümör büyümesini durdurmak için yeterli değildir. Bu olgunun nedenleri çoktur ve iyi anlaşılmamıştır. Bunlar şunları içerir:
vücudun toleranslı olduğu vücudun normal antijenlerine yakınlığından dolayı tümör antijenlerinin düşük immünojenitesi;
olumlu tepki yerine hoşgörünün geliştirilmesi;
humoral tipte bir bağışıklık tepkisinin geliştirilmesi, oysa yalnızca hücresel mekanizmalar tümörü baskılayabilir;
Malign bir tümörün ürettiği immünosüpresif faktörler.
Tümörlerin kemoterapi ve radyoterapisi, cerrahi müdahaleler sırasındaki stresli durumlar vücudun bağışıklık savunmasını azaltan ek faktörler olabilir. Antitümör direnci seviyesini arttırmaya yönelik önlemler arasında immün sistemi uyarıcı ajanların kullanımı, sitokin preparatları, hastanın immünositlerinin in vitro uyarılması ve hastanın kan dolaşımına geri dönüşü yer alır.
İzoantijenler. Bunlar, aynı türden bireylerin veya birey gruplarının birbirinden farklılık gösterdiği antijenlerdir.
Eritrositlerde, lökositlerde, trombositlerde ve ayrıca insan kan plazmasında birkaç düzine izoantijen türü keşfedilmiştir.
Genetik olarak ilişkili izoantijenler, LBO sistemi, Rhesus vb. olarak adlandırılan gruplar halinde birleştirilir. İnsanların ABO sistemine göre gruplara ayrılması, A ve B olarak adlandırılan kırmızı kan hücrelerinde antijenlerin varlığına veya yokluğuna dayanır. bununla tüm insanlar 4 gruba ayrılır. Grup I (0) - antijen yok, grup II (A) - eritrositler antijen A içeriyor, grup
III (B) - eritrositler B antijenine sahiptir, grup IV (AB) - eritrositler her iki antijene de sahiptir. Ortamda aynı antijenlere sahip mikroorganizmalar bulunduğundan (bunlara çapraz reaksiyona giren denir), kişinin bu antijenlere karşı antikorları vardır, ancak yalnızca kendisinde olmayanlara karşı. Vücut kendi antijenlerine karşı dayanıklıdır. Sonuç olarak, grup I bireylerin kanında A ve B antijenlerine karşı antikorlar bulunur, grup II bireylerin kanında anti-B bulunur, grup III bireylerin kanında anti-A bulunur ve grup II bireylerin kanında anti-A bulunur.
A ve Vantigenlere karşı Grup IV antikorları bulunmaz. Kan veya kırmızı kan hücreleri, kanında karşılık gelen antijene karşı antikorlar bulunan bir alıcıya nakledildiğinde, nakledilen uyumsuz kırmızı kan hücrelerinin damarlarda aglütinasyonu meydana gelir ve bu, alıcının şokuna ve ölümüne neden olabilir. Buna göre I (0) grubu kişilere evrensel bağışçılar, IV (AB) grubu kişilere ise evrensel alıcılar adı verilmektedir. İnsan eritrositleri A ve B antijenlerine ek olarak başka izoantijenlere de (M, M2, N, N2) vb. sahip olabilir. Bu antijenlere karşı izoantikorlar yoktur ve bu nedenle kan transfüzyonu sırasında bunların varlığı dikkate alınmaz.
Başlıca doku uyumluluk kompleksinin antijenleri. Tüm insanlar ve grup antijenleri için ortak olan antijenlere ek olarak, her organizmanın kendine özgü benzersiz bir antijen seti vardır. Bu antijenler, insan kromozomu 6 üzerinde bulunan bir grup gen tarafından kodlanır ve majör doku uyumluluk kompleksi antijenleri olarak adlandırılır ve MHC antijenleri (Majör doku uyumluluk kompleksi) olarak adlandırılır. İnsan MHC antijenleri ilk olarak lökositlerde keşfedildi ve bu nedenle başka bir isme sahipler: HLA (İnsan lökosit antijenleri). MHC antijenleri glikoproteinlere aittir ve vücut hücrelerinin zarlarında bulunur, bireysel özelliklerini belirler ve üçüncü bir isim aldıkları transplantasyon reaksiyonlarını tetikler - transplantasyon antijenleri. Ek olarak MHC antijenleri herhangi bir antijene karşı immün yanıtın uyarılmasında zorunlu bir rol oynar.
MHC genleri, ikisi doğrudan bağışıklık sisteminin işleyişiyle ilgili olan ve aşağıda tartışılan üç protein sınıfını kodlar ve sınıf III proteinleri, tamamlayıcı bileşenleri, TNF sitokinlerini ve ısı şoku proteinlerini içerir.
Sınıf I proteinleri vücudun hemen hemen tüm hücrelerinin yüzeyinde bulunur. İki polipeptit zincirinden oluşurlar: ağır zincir, ikinci zincire kovalent olmayan bir şekilde bağlanmıştır. Ağır zincir, sınıf antijenlerinin üç serolojik grup A, B ve C'ye bölünmesini belirleyen üç varyantta bulunur. Ağır zincir, tüm yapının hücre zarı ile temasını ve aktivitesini belirler. Zincir, tüm gruplar için aynı olan bir mikroglobulindir. Her sınıf I antijeni, bir Latin harfi ve bu antijenin seri numarası ile gösterilir.
Sınıf I antijenler, antijenlerin sitotoksik CO8+ lenfositlere sunulmasını sağlar ve bu antijenin, transplantasyon sırasında başka bir organizmanın antijen sunan hücreleri tarafından tanınması, transplantasyon bağışıklığının gelişmesine yol açar.
MHC sınıf II antijenleri ağırlıklı olarak antijen sunan hücrelerde (dendritik hücreler, makrofajlar ve B lenfositleri) bulunur. Makrofajlarda ve Blenfositlerde ekspresyonları hücre aktivasyonundan sonra keskin bir şekilde artar. Sınıf II antijenler, her biri 3 ila 20 antijen içeren 5 gruba ayrılır. Kendilerine karşı antikor içeren serumlar kullanılarak serolojik testlerde tespit edilen sınıf I antijenlerin aksine, sınıf II antijenler en iyi hücre testlerinde tespit edilir - test hücrelerinin standart lenfositlerle birlikte yetiştirilmesiyle hücre aktivasyonu.
Mikroorganizmaların çeşitli malzemelerden izolasyonu ve kültürlerinin elde edilmesi, bulaşıcı hastalıkların mikrobiyolojik tanısı için laboratuvar uygulamalarında, araştırma çalışmalarında ve aşıların, antibiyotiklerin ve mikrobiyal yaşamın diğer biyolojik olarak aktif ürünlerinin mikrobiyolojik üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yetiştirme koşulları aynı zamanda ilgili mikroorganizmaların özelliklerine de bağlıdır. Patojenik mikropların çoğu, 37°C sıcaklıktaki besin ortamında 12 gün boyunca büyütülür. Ancak bazıları daha uzun süreler gerektirir. Örneğin, boğmaca bakterileri - 2-3 gün içinde ve mikobakteri tüberkülozu - 3-4 hafta içinde.
Aerobik mikropların büyüme ve üreme süreçlerini teşvik etmek ve ekimi için gereken süreyi azaltmak için, sürekli havalandırma ve besin ortamının karıştırılmasından oluşan derin yetiştirme yöntemi kullanılır. Derin yöntem biyoteknolojide geniş uygulama alanı bulmuştur.
Anaerobların yetiştirilmesi için, özü havayı uzaklaştırmak veya kapalı termostatlarda - anaeroblar - inert gazlarla değiştirmek olan özel yöntemler kullanılır. Anaeroblar, redoks potansiyelini azaltan indirgeyici maddeler (glikoz, sodyum formik asit vb.) içeren besin ortamlarında yetiştirilir.
Tanısal uygulamada, hastadan veya çevresel nesnelerden alınan test materyalinden izole edilen saf bakteri kültürleri özellikle önemlidir. Bu amaçla, çok çeşitli bileşimlere sahip temel, ayırıcı tanı ve seçmeli ortamlara ayrılan yapay besin ortamları kullanılır. Saf bir kültürün izole edilmesi için besin ortamının seçimi bakteriyolojik teşhis açısından önemlidir.
Çoğu durumda, önceden Petri kaplarına dökülmüş olan katı besin ortamları kullanılır. Test materyali besiyerinin yüzeyindeki bir halkaya yerleştirilir ve tek bir hücreden büyüyen izole koloniler elde etmek için bir spatula ile ovalanır. İzole edilmiş bir koloninin bir test tüpündeki eğimli agar ortamına yeniden tohumlanması, saf bir kültürle sonuçlanır.
Kimlik tespiti için, yani. İzole edilmiş bir mahsulün jenerik ve tür ilişkisini belirlemek için fenotipik özellikler çoğunlukla incelenir:
a) boyalı yaymalardaki veya doğal preparatlardaki bakteri hücrelerinin morfolojisi;
b) bakterilerin proteolitik aktivitesinin ürünleri olan indol, amonyak ve hidrojen sülfür oluşturmak için karbonhidratları (glikoz, laktoz, sakaroz, maltoz, mannitol vb.) fermente etme kabiliyetine göre kültürün biyokimyasal özellikleri.
Daha eksiksiz bir analiz için gaz-sıvı kromatografisi ve diğer yöntemler kullanılır.
Bakteriyolojik yöntemlerin yanı sıra, izole edilen kültürün antijenik yapısını incelemeyi amaçlayan immünolojik araştırma yöntemleri de saf kültürlerin tanımlanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu amaçla serolojik reaksiyonlar kullanılır: aglütanasyon, immünofloresan çöktürme, kompleman fiksasyonu, enzim immünoanalizi, radyoimmün yöntemler vb.
Saf kültürü izole etme yöntemleri
Saf bir mikroorganizma kültürünü izole etmek için malzemede bulunan çok sayıda bakteriyi birbirinden ayırmak gerekir. Bu, iki prensibe dayanan yöntemler kullanılarak başarılabilir: mekanik Ve biyolojik bakterilerin ayrılması.
Mekanik prensibe dayalı saf kültürleri izole etme yöntemleri
Seri seyreltme yöntemi L. Pasteur tarafından önerilen, mikroorganizmaların mekanik olarak ayrılması için kullanılan ilklerden biriydi. Steril bir ortamda mikrop içeren malzemenin ardışık seri seyreltilerinin gerçekleştirilmesinden oluşur. sıvı besin ortamı. Bu teknik, seyreltme sırasında test tüplerine giren mikrobiyal hücrelerin sayısının kontrol edilmesine izin vermediğinden, operasyonda oldukça özenli ve kusurludur.
Bu dezavantaja sahip değil Koch yöntemi (plaka seyreltme yöntemi ). R. Koch, jelatin veya agar-agar bazlı katı besin ortamları kullandı. Farklı bakteri türlerinin bir araya geldiği materyal, eritilmiş ve hafifçe soğutulmuş jelatin ile birkaç test tüpünde seyreltildi ve içerikleri daha sonra steril cam plakalara döküldü. Ortam jelleştikten sonra optimum sıcaklıkta kültürlendi. Kalınlığında oluşan izole edilmiş mikroorganizma kolonileri, saf bir bakteri kültürü elde etmek için bir platin halkası kullanılarak taze bir besin ortamına kolayca aktarılabilir.
Drigalski yöntemi günlük mikrobiyolojik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan daha gelişmiş bir yöntemdir. İlk olarak, test edilecek malzeme bir pipet veya öze kullanılarak bir Petri kabı içindeki ortamın yüzeyine uygulanır. Metal veya cam bir spatula kullanarak ortama iyice sürün. Ekim sırasında kap açık tutulur ve malzemeyi eşit şekilde dağıtmak için yavaşça döndürülür. Spatulayı sterilize etmeden başka bir Petri kabındaki ve gerekirse üçüncü bir kaptaki malzemeye uygulayın. Ancak bundan sonra spatula dezenfektan solüsyonuna batırılır veya brülör alevinde kızartılır. İlk kaptaki besiyerinin yüzeyinde genellikle bakterilerin sürekli büyümesini, ikincisinde yoğun büyümeyi ve üçüncüsünde izole koloniler şeklinde büyümeyi gözlemliyoruz.
Drigalsky yöntemini kullanan koloniler
Hat tohumlama yöntemi Günümüzde en sık mikrobiyoloji laboratuvarlarında kullanılmaktadır. Mikroorganizma içeren malzeme bakteriyolojik bir döngü ile toplanır ve tabağın kenarına yakın besin ortamının yüzeyine uygulanır. Fazla malzemeyi çıkarın ve bardağın kenarından kenarına paralel darbelerle uygulayın. Mahsullerin optimum sıcaklıkta bir gün kuluçkalanmasından sonra, kabın yüzeyinde izole edilmiş mikrop kolonileri büyür.
İnme yöntemi
İzole koloniler elde etmek için test materyalini toplamak amacıyla kullanılan bir çubuk kullanabilirsiniz. Besleyici ortamın bulunduğu Petri kabını hafifçe açın, içine bir tampon yerleştirin ve malzemeyi dikkatlice tabağın yüzeyine sürün, yavaş yavaş tamponu ve tabağı geri koyun.
Dolayısıyla Koch, Drygalski plaka seyreltme ve sürme kültür yöntemlerinin önemli bir avantajı, başka bir besin ortamına aşılandığında saf bir kültüre dönüşen izole edilmiş mikroorganizma kolonileri oluşturmasıdır.
Biyolojik prensiplere dayalı saf kültürleri izole etme yöntemleri
Bakteriyel ayırmanın biyolojik prensibi, mikrobiyal hücrelerin sayısız özelliğini dikkate alan yöntemlerin odaklanmış bir şekilde araştırılmasını içerir. En yaygın yöntemler arasında aşağıdakiler yer almaktadır:
1. Solunum türüne göre. Solunum tipine göre tüm mikroorganizmalar iki ana gruba ayrılır: aerobik (Corynebacterium difteri, Vibrio сholeraevesaire) Ve anaerobik (Klostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensve benzeri.). Anaerobik patojenlerin izole edileceği materyal önceden ısıtılır ve daha sonra anaerobik koşullar altında yetiştirilirse bu bakteriler büyüyecektir.
2. Tarafından sporlanma . Bazı mikropların (bacillus ve clostridia) sporlanma yeteneğine sahip olduğu bilinmektedir. Aralarında Klostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Basil cereus. Sporlar çevresel faktörlere karşı dayanıklıdır. Sonuç olarak, incelenen materyal bir termal faktörün etkisine maruz bırakılabilir ve daha sonra aşılayıcı olarak bir besin ortamına aktarılabilir. Bir süre sonra, üzerinde tam olarak sporlanma yeteneğine sahip bakteriler büyüyecektir.
3. Mikropların asitlere ve alkalilere karşı direnci. Bazı mikroplar (Tüberküloz, Mycobacterium bovis) Kimyasal yapılarının özelliklerinden dolayı asitlere karşı dayanıklıdırlar. Bu nedenle bunları içeren materyal, örneğin tüberküloz balgamı, eşit hacimde% 10'luk sülfürik asit çözeltisi ile ön işleme tabi tutulur ve ardından besin ortamına ekilir. Asitlere karşı direnç göstermeleri sonucunda yabancı flora ölür ve mikobakteriler çoğalır.
Vibrio kolera (Vibrio сholerae) aksine halofilik bir bakteridir, bu nedenle optimum büyüme koşullarını oluşturmak için alkali (% 1 alkalin pepton suyu) içeren ortamlara ekilir. 4-6 saat içinde besiyerinin yüzeyinde hassas mavimsi bir film şeklinde karakteristik büyüme belirtileri belirir.
4. Bakterilerin hareketliliği. Bazı mikroplar (Proteus vulgaris) Sürünerek büyümeye eğilimlidirler ve bazı nemli ortamların yüzeyine hızla yayılabilirler. Bu tür patojenleri izole etmek için, eğimli bir agar sütunu soğutulduğunda oluşan bir damla yoğunlaştırma sıvısına aşılanırlar. 16-18 yıl sonra ortamın tüm yüzeyine yayılırlar. Eğer agarın üst kısmından materyal alırsak saf bir patojen kültürüne sahip oluruz.
5. Mikropların kimyasalların, antibiyotiklerin ve diğer antimikrobiyal ajanların etkisine duyarlılığı. Bakterilerin metabolik özellikleri nedeniyle bazı kimyasal faktörlere karşı farklı duyarlılıkları olabilir. Spor oluşturan aerobik basiller olan stafilokokların %7,5-10 sodyum klorür etkisine dirençli olduğu bilinmektedir. Bu nedenle bu patojenleri izole etmek için bu özel maddeyi içeren seçici besin ortamları (yumurta sarısı-tuz agar, mannitol-tuz agar) kullanılır. Diğer bakteriler pratik olarak bu sodyum klorür konsantrasyonunda çoğalmaz.
6. Bazı antibiyotiklerin uygulanması (nistatin), mantarlarla yoğun şekilde kirlenmiş materyalde mantarların büyümesini engellemek için kullanılır. Tersine, ortama antibiyotik penisilinin eklenmesi, eğer mantarlar izole edilecekse, bakteriyel floranın büyümesini teşvik eder. Besleyici ortama belirli konsantrasyonlarda furazolidonun eklenmesi, korinebakteriler ve mikrokokların büyümesi için seçici koşullar yaratır.
7. Mikroorganizmaların sağlam cilde nüfuz etme yeteneği. Bazı patojen bakteriler (Yersinia pestis) Çok sayıda agresif enzimin varlığı sonucunda sağlam deriden nüfuz edebilirler. Bunu yapmak için, laboratuvar hayvanının vücudundaki tüyler tıraş edilir ve patojen ve büyük miktarda üçüncü taraf mikroflora içeren test materyali bu alana sürülür. Bir süre sonra hayvan kesilir ve kandan veya iç organlardan mikroplar izole edilir.
8. Laboratuvar hayvanlarının bulaşıcı hastalıkların patojenlerine karşı duyarlılığı. Bazı hayvanlar çeşitli mikroorganizmalara karşı yüksek hassasiyet gösterir.
Örneğin, herhangi bir uygulama yöntemiyle Streptococcus pneumoniae beyaz fareler genelleştirilmiş bir pnömokok enfeksiyonu geliştirir. Kobaylara tüberküloz patojenleri bulaştığında da benzer bir tablo gözleniyor. (Tüberküloz) .
Günlük pratikte bakteriyologlar şu kavramları kullanır: gerilmek Ve saf kültür mikroorganizmalar. Bir suş, farklı kaynaklardan veya aynı kaynaktan ancak farklı zamanlarda izole edilen aynı türden mikropları ifade eder. Saf bir bakteri kültürü, bir besin ortamında (içinde) büyüyen, bir mikrobiyal hücrenin soyundan gelen, bir türün mikroorganizmalarıdır.
Saf kültürün izolasyonu aerobik mikroorganizmalar sayıda aşamadan oluşur.
İlk gün (Çalışmanın 1. Aşaması) Patolojik materyal steril bir kapta (test tüpü, şişe, şişe) toplanır. İncelenir - görünüm, kıvam, renk, koku ve diğer işaretler, bir smear hazırlanır, boyanır ve mikroskop altında incelenir. Bazı durumlarda (akut bel soğukluğu, veba), bu aşamada ön tanı koymak ve ayrıca materyalin aşılanacağı ortamı seçmek mümkündür. Daha sonra bir spatula (Drigalsky yöntemi) ve pamuklu gazlı bez kullanılarak bakteriyolojik bir döngü (en sık kullanılan) ile gerçekleştirilir. Kaplar kapatılır, ters çevrilir, özel kalemle işaretlenir ve 18-48 saat boyunca optimum sıcaklıkta (37°C) termostata yerleştirilir. Bu aşamanın amacı izole edilmiş mikroorganizma kolonileri elde etmektir.
Ancak bazen materyal biriktirmek için sıvı besin ortamlarına ekilir.
İkinci günde (Çalışmanın 2. Aşaması) Yoğun bir besin ortamının yüzeyinde mikroorganizmalar sürekli, yoğun büyüme veya izole koloniler oluşturur. Koloni– bunlar besin ortamının yüzeyinde veya kalınlığında çıplak gözle görülebilen bakteri birikimleridir. Kural olarak, her koloni bir mikrobiyal hücrenin (klonlar) soyundan oluşur, bu nedenle bileşimleri oldukça homojendir. Bakterilerin besin ortamındaki büyüme özellikleri, kültürel özelliklerinin bir göstergesidir.
Plakalar dikkatlice incelenir ve agarın yüzeyinde gelişen izole koloniler incelenir. Kolonilerin boyutuna, şekline, rengine, kenarlarının ve yüzeyinin doğasına, tutarlılıklarına ve diğer özelliklerine dikkat edin. Gerekirse kolonileri bir büyüteç, düşük veya yüksek büyütmeli mikroskop altında inceleyin. Kolonilerin yapısı, düşük mikroskop büyütmesinde iletilen ışıkta incelenir. Kolonilerin kalınlığında iç içe geçmiş filamentlerin varlığı ile karakterize edilen hiyalin, granüler, filamentli veya lifli olabilirler.
Kolonilerin özellikleri bakteriyolog ve laboratuvar asistanının işinin önemli bir parçasıdır çünkü her türün mikroorganizmaları kendine özel kolonilere sahiptir.
Üçüncü günde (Çalışmanın 3. Aşaması) Saf bir mikroorganizma kültürünün büyüme modelini incelemek ve tanımlamasını gerçekleştirmek.
Öncelikle besiyerindeki mikroorganizmaların üreme özelliklerine dikkat ederler ve kültürün saflığını kontrol etmek için bir smear yaparak Gram yöntemiyle boyarlar. Mikroskop altında aynı tip morfoloji, boyut ve renk verme (lekelenme yeteneği) özelliklerine sahip bakteriler gözlenirse kültürün saf olduğu sonucuna varılır. Bazı durumlarda, sadece büyümelerinin görünümü ve özelliklerine göre, izole edilen patojenlerin türü hakkında bir sonuca varılabilir. Bakteri türlerinin morfolojik özelliklerine göre belirlenmesine morfolojik tanımlama denir. Patojenin tipinin kültürel özelliklerine göre belirlenmesine kültürel kimlik denir.
Ancak bu çalışmalar izole edilen mikropların türü hakkında kesin bir sonuca varmak için yeterli değildir. Bu nedenle bakterilerin biyokimyasal özellikleri incelenir. Oldukça çeşitlidirler.
Bakterilerin tanımlanması.
Patojenin tipinin biyokimyasal özelliklerine göre belirlenmesine denir. biyokimyasal tanımlama.
Bakteri türlerini belirlemek için sıklıkla antijenik yapıları incelenir, yani tanımlama antijenik özelliklere göre gerçekleştirilir. Her mikroorganizma farklı antijenik maddeler içerir. Özellikle Enterobacteriaceae familyasının temsilcileri (Escherichia, Salmonella, Shigela) zarf O-antijeni, flagellar H-antijeni ve kapsüler K-antijeni içerir. Kimyasal bileşimleri heterojendir, bu nedenle birçok varyantları mevcuttur. Spesifik aglütinasyon serumları kullanılarak belirlenebilirler. Bakteri türünün belirlenmesine denir. serolojik tanımlama.
Bazen bakterilerin tanımlanması, laboratuvar hayvanlarına saf bir kültür bulaştırılarak ve patojenlerin vücutta neden olduğu değişikliklerin (tüberküloz, botulizm, tetanoz, salmonelloz vb.) gözlemlenmesiyle gerçekleştirilir. Bu yöntem denir biyolojik özelliklere göre tanımlama. En sık kullanılan nesneler kobaylar, beyaz fareler ve sıçanlardır.
UYGULAMALAR
(tablolar ve diyagramlar)
Bakteri fizyolojisi
Şema 1. Bakterilerin fizyolojisi.
üreme
besin ortamında büyüyen
Tablo 1. Bakteriyel fizyolojinin genel tablosu.
karakteristik |
||
Enerji ve madde edinme süreci. |
||
Mikrobiyal hücrelerin yaşamı için gerekli olan enerjinin salınmasıyla sonuçlanan bir dizi biyokimyasal süreç. |
||
Tüm hücresel bileşenlerin ve yapıların koordineli bir şekilde çoğaltılması, sonuçta hücre kütlesinde bir artışa yol açar |
||
Üreme |
Bir popülasyondaki hücre sayısının arttırılması |
|
Besin ortamlarında büyüyor. |
Laboratuvar koşullarında mikroorganizmalar, steril, şeffaf, nemli olması, belirli besinleri (proteinler, karbonhidratlar, vitaminler, mikro elementler vb.) içermesi, belirli bir tamponlama kapasitesine sahip olması, uygun pH'a ve redoks potansiyeline sahip olması gereken besin ortamlarında yetiştirilir. . |
Tablo 1.1 Elementlerin kimyasal bileşimi ve fizyolojik işlevleri.
kompozisyon öğesi |
Hücre fizyolojisindeki özellikler ve rol. |
||
Bir bakteri hücresinin ana bileşeni olup kütlesinin yaklaşık %80'ini oluşturur. Hücrenin yapısal elemanlarına bağlı olarak serbest veya bağlı durumdadır. Sporlarda su miktarı %18,20'ye düşer. Su, birçok madde için çözücü olduğu gibi, turgorun sağlanmasında da mekanik rol oynar. Plazmoliz (hipertonik bir çözeltideki bir hücrenin su kaybetmesi) sırasında protoplazma hücre zarından ayrılır. Suyun hücreden uzaklaştırılması ve kurutulması metabolik süreçleri durdurur. Çoğu mikroorganizma kurumayı iyi tolere eder. Su eksikliği olduğunda mikroorganizmalar çoğalmaz. Dondurulmuş halden vakumda kurutma (liyofilizasyon), üremeyi durdurur ve mikrobiyal bireylerin uzun süreli korunmasını destekler. |
|||
%40 – 80 kuru ağırlık. Bakterilerin en önemli biyolojik özelliklerini belirlerler ve genellikle 20 amino asitin birleşiminden oluşurlar. Bakteriler, insan ve hayvan hücrelerinde bulunmayan diaminopimelik asit (DAP) içerir. Bakteriler, yapısal bileşenlerinde yer alan ve metabolik süreçlerde yer alan 2.000'den fazla farklı protein içerir. Çoğu protein enzimatik aktiviteye sahiptir. Bir bakteri hücresinin proteinleri, bakterinin antijenitesini, immünojenitesini, virülansını ve türünü belirler. |
|||
kompozisyon öğesi |
Hücre fizyolojisindeki özellikler ve rol. |
||
Nükleik asitler |
Ökaryotik hücrelerin nükleik asitlerine benzer işlevleri yerine getirirler: kromozom formundaki DNA molekülü kalıtımdan sorumludur, ribonükleik asitler (bilgi veya matris, taşıma ve ribozomal) protein biyosentezinde rol oynar. |
||
Karbonhidratlar |
Basit maddeler (mono ve disakkaritler) ve karmaşık bileşiklerle temsil edilirler. Polisakkaritler genellikle kapsüllere dahil edilir. Bazı hücre içi polisakkaritler (nişasta, glikojen vb.) yedek besin maddeleridir. |
||
Bunlar sitoplazmik membranın ve türevlerinin yanı sıra bakterilerin hücre duvarının, örneğin biyomoleküler lipit katmanına ek olarak LPS'nin bulunduğu dış membranın bir parçasıdır. Lipitler sitoplazmada yedek besin görevi görebilir. Bakteriyel lipitler fosfolipitler, yağ asitleri ve gliseritlerle temsil edilir. Mycobacterium tuberculosis en fazla miktarda lipit içerir (%40'a kadar). |
|||
Mineraller |
Hücreler yandıktan sonra külde bulunur. Fosfor, potasyum, sodyum, kükürt, demir, kalsiyum, magnezyumun yanı sıra mikro elementler (çinko, bakır, kobalt, baryum, manganez vb.) Ozmotik basıncın, pH'ın düzenlenmesinde rol oynarlar. çevre, redoks potansiyeli, enzimleri aktive eder, enzimlerin, vitaminlerin ve mikrobiyal hücrelerin yapısal bileşenlerinin bir parçasıdır. |
Tablo 1.2. Azotlu bazlar.
Tablo 1.2.1 Enzimler
karakteristik |
|||
Tanım |
Tüm canlı hücrelerde bulunan spesifik ve etkili protein katalizörleri. |
||
Enzimler aktivasyon enerjisini azaltarak, onlar olmadan ancak yüksek sıcaklıkta, aşırı basınçta ve canlı bir hücre için kabul edilemez diğer fizyolojik olmayan koşullarda gerçekleşebilecek kimyasal reaksiyonların oluşmasını sağlar. |
|||
Enzimler reaksiyon hızını yaklaşık 10 kat artırır, bu da herhangi bir reaksiyonun yarı ömrünü 300 yıldan bir saniyeye düşürür. |
|||
Enzimler, substratı molekülünün uzaysal düzenine ve içindeki yüklerin dağılımına göre "tanır". Enzimatik protein molekülünün belirli bir kısmı, yani katalitik merkezi, substrata bağlanmaktan sorumludur. Bu durumda, bir ara enzim-substrat kompleksi oluşur ve bu daha sonra reaksiyon ürününü ve serbest enzimi oluşturmak üzere ayrışır. |
|||
Çeşitler |
Düzenleyici (allosterik) enzimler çeşitli metabolik sinyalleri algılar ve bunlara göre katalitik aktivitelerini değiştirirler. |
Efektör enzimler belirli reaksiyonları katalize eden enzimlerdir (daha fazla ayrıntı Tablo 1.2.2'dedir). |
|
Fonksiyonel aktivite |
Enzimlerin fonksiyonel aktivitesi ve enzimatik reaksiyonların hızı, belirli bir mikroorganizmanın bulunduğu koşullara ve her şeyden önce ortamın sıcaklığına ve pH'ına bağlıdır. Birçok patojenik mikroorganizma için optimal sıcaklık 37°C ve pH 7,2-7,4'tür. |
ENZİM SINIFLARI:
Mikroorganizmalar bilinen altı sınıfa ait çeşitli enzimleri sentezler.
Tablo 1.2.2. Efektör enzim sınıfları
Enzim sınıfı |
Katalizler: |
|
Oksidoredüktazlar |
Elektron transferi |
|
Transferazlar |
Çeşitli kimyasal grupların transferi |
|
Hidrolazlar |
Fonksiyonel grupların bir su molekülüne aktarılması |
|
Çift bağlarda grupların eklenmesi ve ters reaksiyonlar |
||
İzomerazlar |
İzomerik formlar oluşturmak için bir molekül içindeki grupların transferi |
|
Adenozin trifosfatın (ATP) parçalanmasıyla ilişkili yoğunlaşma reaksiyonları nedeniyle C-C, C-S, C-O, C-N bağlarının oluşumu |
Tablo 1.2.3. Bakteri hücresinde oluşumuna göre enzim çeşitleri
karakteristik |
Notlar |
||
Uyarılabilir (adaptif) enzimler "substrat indüksiyonu" |
Ortamda indükleyici bir substratın ortaya çıkmasına tepki olarak hücredeki konsantrasyonu keskin bir şekilde artan enzimler. Bir bakteri hücresi tarafından ancak bu enzimin substratının ortamda mevcut olması durumunda sentezlenir | ||
Bastırılabilir enzimler |
Bu enzimin katalize ettiği reaksiyon ürününün aşırı birikmesi sonucu bu enzimlerin sentezi inhibe olur. |
Enzim baskısının bir örneği, antranilat sentetazın katılımıyla antranilik asitten oluşan triptofanın sentezidir. |
|
Yapıcı enzimler |
Çevre koşullarından bağımsız olarak sentezlenen enzimler |
Glikolitik enzimler |
|
Çoklu enzim kompleksleri |
Hücre içi enzimler yapısal ve fonksiyonel olarak birleştirilmiştir |
Sitoplazmik membran üzerinde lokalize olan solunum zinciri enzimleri. |
Tablo 1.2.4. Spesifik enzimler
Enzimler |
Bakterilerin tanımlanması |
|
Süperoksit dismutaz ve katalaz |
Tüm aeroblar veya fakültatif anaeroblar, hücreyi oksijen metabolizmasının toksik ürünlerinden koruyan süperoksit dismutaz ve katalaz enzimlerine sahiptir. Zorunlu anaerobların neredeyse tamamı bu enzimleri sentezleyemez. Aerobik bakterilerin yalnızca bir grubu, laktik asit bakterileri, katalaz negatiftir. |
|
Peroksidaz |
Laktik asit bakterileri, H2O2'nin (suya indirgenmiş) etkisi altında organik bileşiklerin oksidasyonunu katalize eden bir enzim olan peroksidaz biriktirir. |
|
Arginin dihidrolaz |
Saprofitik Pseudomonas türlerini fitopatojenik türlerden ayırmayı sağlayan tanısal bir özellik. |
|
Enterobacteriaceae familyasının beş ana grubu arasında yalnızca ikisi (Escherichiae ve Erwiniae) üreaz sentezlemez. |
Tablo 1.2.5. Bakteriyel enzimlerin endüstriyel mikrobiyolojide uygulanması.
Enzimler |
Başvuru |
|
Amilaz, selülaz, proteaz, lipaz |
Sindirimi iyileştirmek için sırasıyla nişasta, selüloz, protein ve lipitlerin hidrolizini kolaylaştıran hazır enzim preparatları kullanılır. |
|
Maya invertazı |
Sakkarozun kristalleşmesini önlemek için şekerleme üretiminde |
|
Pektinaz |
Meyve sularını berraklaştırmak için kullanılır |
|
Clostridia kollajenaz ve streptokokal streptokinaz |
Proteinleri hidrolize eder, yaraların ve yanıkların iyileşmesini destekler |
|
Bakterilerin litik enzimleri |
Çevreye salgılanırlar, patojenik mikroorganizmaların hücre duvarlarına etki ederler ve antibiyotiklere karşı çok dirençli olsalar bile, patojenik mikroorganizmalarla mücadelede etkili bir araç olarak hizmet ederler. |
|
Ribonükleazlar, deoksiribonükleazlar, polimerazlar, DNA ligazları ve nükleik asitleri spesifik olarak değiştiren diğer enzimler |
Biyoorganik kimya, genetik mühendisliği ve gen terapisinde araç olarak kullanılır |
Tablo 1.2.6. Enzimlerin lokalizasyona göre sınıflandırılması.
Yerelleştirme | |||
Endoenzimler |
Sitoplazmada Sitoplazmik membranda Periplazmik boşlukta |
Sadece hücre içinde görev yaparlar. Biyosentez ve enerji metabolizması reaksiyonlarını katalize ederler. |
|
Ekzoenzimler |
Çevreye salındı. |
Hücre tarafından çevreye salınırlar ve karmaşık organik bileşiklerin, mikrobiyal hücre tarafından asimilasyon için mevcut olan daha basit bileşiklere hidroliz reaksiyonlarını katalize ederler. Bunlar, mikroorganizmaların beslenmesinde son derece önemli bir rol oynayan hidrolitik enzimleri içerir. |
Tablo 1.2.7. Patojenik mikropların enzimleri (saldırganlık enzimleri)
Enzimler | |||
Lesitovitellaz Lesitinaz |
Hücre zarlarını yok eder |
Test materyalinin ZhSA besin ortamına aşılanması Sonuç: LSA'daki kolonilerin çevresinde bulanık bir bölge. |
|
Hemolizin |
Kırmızı kan hücrelerini yok eder |
Test materyalinin kan agar besin ortamına aşılanması. Sonuç: kanlı agardaki kolonilerin çevresinde tam bir hemoliz bölgesi. |
|
Koagülaz pozitif kültürler |
Kan plazmasının pıhtılaşmasına neden olur |
Test materyalinin steril sitratlı kan plazmasına aşılanması. Sonuç: plazma pıhtılaşması |
|
Koagülaz negatif kültürler |
Mannitol üretimi |
Anaerobik koşullar altında bir besin ortamına mannitol ekimi. Sonuç: Renkli kolonilerin görünümü (indikatörün renginde) |
|
Enzimler |
Bazı enzimlerin in vitro oluşumu |
||
Hiyalüronidaz |
Bağ dokusunun ana bileşeni olan hyaluronik asidi hidrolize eder |
Test materyalinin hyaluronik asit içeren bir besin ortamına aşılanması. Sonuç: Hyaluronidaz içeren test tüplerinde pıhtı oluşumu meydana gelmez. |
|
Nöraminidaz |
Sialik (nöraminik) asidi çeşitli glikoproteinlerden, glikolipitlerden, polisakkaritlerden ayırarak çeşitli dokuların geçirgenliğini arttırır. |
Tespit: nöraminidaz (RINA) ve diğerlerine karşı antikorların belirlenmesi için reaksiyon (immünodifüzyon, immünoenzim ve radyoimmün yöntemler). |
Tablo 1.2.8. Enzimlerin biyokimyasal özelliklerine göre sınıflandırılması.
Enzimler |
Tespit etme |
||
Sakkarolitik |
Şekerlerin parçalanması |
Hiss'in ortamı, Olkenitsky'nin ortamı, Endo'nun ortamı, Levin'in ortamı, Ploskirev'in ortamı gibi ayırıcı tanı ortamları. |
|
Proteolitik |
Protein dökümü |
Mikroplar bir jelatin kolonuna enjeksiyon yoluyla aşılanır ve oda sıcaklığında 3-5 günlük inkübasyonun ardından jelatinin sıvılaşmasının doğası not edilir. Proteolitik aktivite aynı zamanda protein ayrışma ürünlerinin oluşumuyla da belirlenir: indol, hidrojen sülfür, amonyak. Bunları belirlemek için mikroorganizmalar et-pepton suyuna aşılanır. |
|
Nihai ürünlerle tanımlanan enzimler |
Alkali oluşumu Asit oluşumu Hidrojen sülfit oluşumu Amonyak oluşumu vb. |
Bazı bakteri türlerini enzimatik aktivitelerine göre diğerlerinden ayırmak için kullanılırlar. diferansiyel teşhis ortamları |
Şema 1.2.8. Enzim bileşimi.
HERHANGİ BİR MİKROORGANİZMANIN ENZİM BİLEŞİMİ:
Genomuyla belirlenir
Kararlı bir işaret mi
Tanımlamaları için yaygın olarak kullanılır
Sakkarolitik, proteolitik ve diğer özelliklerin belirlenmesi.
Tablo 1.3. Pigmentler
Pigmentler |
Mikroorganizma tarafından sentez |
|
Kırmızı, turuncu veya sarı renkte yağda çözünen karotenoid pigmentler. |
Sarcina, mycobacterium tuberculosis ve bazı aktinomisetleri oluştururlar. Bu pigmentler onları UV ışınlarından korur. |
|
Siyah veya kahverengi pigmentler - melaninler |
Zorunlu anaeroblar Bacteroides niger ve diğerleri tarafından sentezlenir. Suda ve hatta güçlü asitlerde çözünmez. |
|
Prodigiosin adı verilen parlak kırmızı bir pirol pigmenti. |
Bazı serataların oluşturduğu |
|
Suda çözünür fenozin pigmenti - piyosiyanin. |
Pseudomonas bakterileri tarafından üretilir (Pseudomonas aeruginosa). Bu durumda nötr veya alkalin pH'a sahip bir besin ortamı mavi-yeşile döner. |
Tablo 1.4. Parlayan ve aroma üreten mikroorganizmalar
Durum ve özellikler |
||
Parıltı (ışıldama) |
Bakteriler, yüzeyinde çoğaldıkları balık pulları, yüksek mantarlar, çürüyen ağaçlar, gıda ürünleri gibi substratların parlamasına neden olur. Işık saçan bakterilerin çoğu, yüksek tuz konsantrasyonlarında üreyebilen halofilik türlerdir. Denizlerde ve okyanuslarda, nadiren de tatlı su kütlelerinde yaşarlar. Tüm ışıldayan bakteriler aerobdur. Lüminesans mekanizması, substratın biyolojik oksidasyonu sırasında enerjinin salınması ile ilişkilidir. |
|
Aroma oluşumu |
Bazı mikroorganizmalar, şarap, bira, laktik asit ve diğer gıda ürünlerine lezzet veren etil asetat ve amil asetat gibi uçucu aromatik maddeler üretir ve bu nedenle bunların üretiminde kullanılır. |
Tablo 2.1.1.Metabolizma
Tanım |
|||
Metabolizma |
Hücrede meydana gelen biyokimyasal süreçler tek bir kelimeyle birleştirilir - metabolizma (Yunanca metabol - dönüşüm). Bu terim “metabolizma ve enerji” kavramına eşdeğerdir. Metabolizmanın iki tarafı vardır: anabolizma ve katabolizma. |
||
Anabolizma, hücre bileşenlerinin sentezini gerçekleştiren bir dizi biyokimyasal reaksiyondur, yani. metabolizmanın yapıcı metabolizma olarak adlandırılan tarafı. |
Katabolizma, hücreye, özellikle yapıcı değişim reaksiyonları için gerekli enerjiyi sağlayan bir dizi reaksiyondur. Bu nedenle katabolizma aynı zamanda bir hücrenin enerji metabolizması olarak da tanımlanır. |
||
Amfibolizm |
Besin maddelerinin düşük molekül ağırlıklı parçalarını bir dizi organik asit ve fosfor esterlerine dönüştüren ara metabolizmaya denir. |
Şema 2.1.1. Metabolizma
METABOLİZMA –
iki zıt fakat etkileşimli sürecin birleşimi: katabolizma ve anabolizma
Anabolizma= asimilasyon = plastik metabolizma = yapıcı metabolizma
Katabolizma= disimilasyon = enerji metabolizması = parçalanma = hücreye enerji sağlanması
Sentez (hücre bileşenlerinin)
sonuçlanan enzimatik katabolik reaksiyonlardır. enerji salınımı ATP moleküllerinde biriken.
Monomerlerin biyosentezi:
amino asitler nükleotidler monosakkaritler yağ asitleri
Polimerlerin biyosentezi:
proteinler nükleik asitler polisakkaritler lipitler
Enzimatik anabolik reaksiyonların bir sonucu olarak, katabolizma sürecinde açığa çıkan enerji, daha sonra biyopolimerlerin (mikrobiyal hücrenin bileşenleri) birleştirildiği organik bileşiklerin makromoleküllerinin sentezi için harcanır.
Enerji hücre bileşenlerinin sentezi için harcanır
Tablo 2.1.3. Hücre enerjisinin metabolizması ve dönüşümü.
Metabolizma |
karakteristik |
Notlar |
|
Metabolizma, sentez ve yıkımın, üreme ve ölümün karşılıklı olarak dengelendiği bir sistem olarak canlı organizmanın doğasında bulunan dinamik dengeyi sağlar. |
Metabolizma yaşamın ana belirtisidir |
||
Plastik değişimi Proteinlerin, yağların, karbonhidratların sentezi. |
Bu bir dizi biyolojik sentez reaksiyonudur. |
Hücreye dışarıdan giren maddelerden hücre bileşiklerine benzer moleküller oluşur, yani asimilasyon meydana gelir. |
|
Enerji metabolizması |
Süreç sentezin tam tersidir. Bu bir dizi bölünme reaksiyonudur. |
Yüksek moleküllü bileşikler parçalandığında biyosentez reaksiyonu için gerekli enerji açığa çıkar, yani disimilasyon meydana gelir. Glikoz parçalandığında, bir dizi enzimin katılımıyla enerji aşamalar halinde açığa çıkar. |
Tablo 2.1.2. Tanımlama için metabolizmadaki farklılık.
Tablo 2.2 Anabolizma (yapıcı metabolizma)
Şema 2.2.2. Prokaryotlarda amino asitlerin biyosentezi.
Şema 2.2.1. Mikroorganizmalarda karbonhidratların biyosentezi.
Şekil 2.2.3. Lipid biyosentezi
Tablo 2.2.4. Enerji metabolizmasının aşamaları - Katabolizma.
Aşamalar |
karakteristik |
Not |
|
Hazırlık |
Disakkarit ve polisakkarit molekülleri, proteinler küçük moleküllere ayrılır - glikoz, gliserol ve yağ asitleri, amino asitler. Büyük nükleik asit molekülleri nükleotidlere dönüşür. |
Bu aşamada az miktarda enerji açığa çıkar ve ısı olarak dağılır. |
|
Anoksik veya eksik veya anaerobik veya fermantasyon veya disimilasyon. |
Bu aşamada oluşan maddeler enzimlerin katılımıyla daha da parçalanır. Örneğin: glikoz iki molekül laktik asit ve iki molekül ATP'ye parçalanır. |
ATP ve H3PO4 glikozun parçalanmasında rol oynar. ATP molekülünde kimyasal bağ formundaki glikozun oksijensiz parçalanması sırasında enerjinin %40'ı korunur, geri kalanı ısı olarak dağılır. Bir glikoz molekülünün parçalandığı tüm durumlarda iki ATP molekülü oluşur. |
|
Aerobik solunum veya oksijen parçalanması aşaması. |
Hücreye oksijen erişimi ile önceki aşamada oluşan maddeler nihai ürünlere oksitlenir (parçalanır) CO 2 VeH 2 Ö. |
Aerobik solunumun genel denklemi: |
Şema 2.2.4. Fermantasyon.
Fermentatif metabolizma – Substratların fosforilasyonu yoluyla ATP oluşumu ile karakterize edilir.
İlk (oksidasyon) = bölünme
İkinci (kurtarma)
Glikozun pirüvik asite dönüşümünü içerir.
Pirüvik asidin geri kazanılması için hidrojen kullanımını içerir.
Karbonhidratlardan piruvik asit oluşumuna yönelik yollar
Şema 2.2.5. Piruvik asit.
Glikolitik yol (Embden-Meyerhoff-Parnas yolu)
Entner-Doudoroff yolu
Pentoz fosfat yolu
Tablo 2.2.5. Fermantasyon.
Fermantasyon türü |
Temsilciler |
Son ürün |
Notlar |
|
Laktik asit |
|
Piruvattan laktik asit oluşturun |
Bazı durumlarda (homoenzim fermantasyonu) yalnızca laktik asit oluşur, diğerlerinde ise yan ürünler de oluşur. |
|
Formik asit |
Enterobakteriler |
Formik asit son ürünlerden biridir. (bununla birlikte - yan etkiler) |
Bazı enterobakteri türleri formik asidi H2 ve CO2/'ye parçalar. |
|
Bütirik asit |
Bütirik asit ve yan ürünler |
Bazı clostridia türleri, bütirik ve diğer asitlerle birlikte bütanol, aseton vb. Oluşturur (buna aseton-bütil fermantasyonu denir). |
||
Propiyonik asit |
Propionobakteri |
Piruvattan propiyonik asit oluşturun |
Birçok bakteri, karbonhidratları fermente ederken diğer ürünlerle birlikte etil alkol oluşturur. Ancak ana ürün bu değil. |
Tablo 2.3.1. Protein sentez sistemi, iyon değişimi.
Öğe adı |
karakteristik |
|
Ribozomal alt birimler 30S ve 50S |
Bakteriyel 70S ribozomları durumunda, 50S alt birimi 23S rRNA (~3000 nükleotid uzunluğunda) içerir ve 30S alt birimi 16S rRNA (~1500 nükleotid uzunluğunda) içerir; "Uzun" rRNA'ya ek olarak, büyük ribozomal alt birim ayrıca bir veya iki "kısa" rRNA (bakteriyel ribozomal alt birimler 50S veya 5S'nin 5S rRNA'sı ve ökaryotların büyük ribozomal alt birimlerinin 5.8S rRNA'sı) içerir. (Daha fazla ayrıntı için bkz. Şekil 2.3.1.) |
|
Haberci RNA (mRNA) | ||
Oluşumu karşılık gelen amino asitleri, aminoasil-tRNA sentetazları, tRNA ve ATP'yi gerektiren yirmi aminoasil-tRNA'dan oluşan eksiksiz bir set |
Bu, enerji yüklü ve tRNA'ya bağlanan, ribozoma taşınmaya ve üzerinde sentezlenen polipeptide dahil edilmeye hazır bir amino asittir. |
|
Transfer RNA'sı (tRNA) |
Görevi amino asitleri protein sentezi bölgesine taşımak olan ribonükleik asit. |
|
Protein başlatma faktörleri |
(prokaryotlarda - IF-1, IF-2, IF-3) Adlarını, 30S ve 50S alt birimlerinin, mRNA'nın ve başlatıcı aminoasil-tRNA'nın (prokaryotlarda -) aktif kompleksinin (708 kompleksi) organizasyonuna katıldıkları için aldılar - formilmetionil -tRNA), ribozomların çalışmasını - mRNA'nın çevirisini "başlatır" (başlatır). |
|
Protein uzama faktörleri |
(prokaryotlarda - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Sentezlenen polipeptit zincirinin (peptidil) uzatılmasına (uzatılmasına) katılın. Protein sonlandırma veya salınım faktörleri (RF), polipeptidin ribozomdan kodona özgü ayrılmasını ve protein sentezinin sonunu sağlar. |
|
Öğe adı |
karakteristik |
|
Protein sonlandırma faktörleri |
(prokaryotlarda - RF-1, RF-2, RF-3) |
|
Diğer bazı protein faktörleri (birleşmeler, alt birim ayrışmaları, salınım vb.). |
Sistemin işleyişi için gerekli protein çeviri faktörleri |
|
Guanozin trifosfat (GTP) |
Çeviriyi gerçekleştirmek için GTP'nin katılımı gereklidir. GTP için protein sentezleme sisteminin gereksinimi çok spesifiktir: diğer trifosfatların hiçbiri ile değiştirilemez. Hücre, protein biyosentezi için diğer biyopolimerlerin sentezinden daha fazla enerji harcar. Her yeni peptid bağının oluşumu, dört yüksek enerjili bağın (ATP ve GTP) bölünmesini gerektirir: ikisi tRNA molekülünü bir amino asitle yüklemek için ve ikisi de uzama sırasında - biri aa-tRNA bağlanması sırasında ve diğeri Translokasyon sırasında. |
|
Belirli bir konsantrasyondaki inorganik katyonlar. |
Sistemin pH'ını fizyolojik sınırlar içinde tutmak. Amonyum iyonları bazı bakteriler tarafından amino asitleri sentezlemek için kullanılır ve potasyum iyonları tRNA'yı ribozomlara bağlamak için kullanılır. Demir ve magnezyum iyonları bir dizi enzimatik süreçte kofaktör görevi görür. |
Şekil 2.3.1. Prokaryotik ve ökaryotik ribozomların yapılarının şematik gösterimi.
Tablo 2.3.2. Bakterilerde iyon değişiminin özellikleri.
tuhaflık |
İle karakterize edilen: |
||
Yüksek ozmotik basınç |
Bakterilerdeki önemli hücre içi potasyum iyonu konsantrasyonu nedeniyle yüksek ozmotik basınç korunur. |
||
Demir alımı |
Bir dizi patojen ve fırsatçı bakteri için (Escherichia, Shigella, vb.), nötr ve hafif alkali pH değerlerinde çözünmemesi nedeniyle konakçı vücutta demir tüketimi zordur. |
Sideroforlar – Demiri bağlayarak onu çözünür ve taşınabilir hale getiren özel maddeler. |
|
Asimilasyon |
Bakteriler, bu elementleri içeren bileşikleri (kükürt içeren amino asitler, fosfolipidler, vb.) sentezlemek için çevredeki SO2/ ve P034+ anyonlarını aktif olarak asimile eder. |
||
Bakterilerin büyümesi ve çoğalması için mineral bileşikleri gereklidir - NH4+, K+, Mg2+ iyonları vb. (daha fazla ayrıntı için bkz. Tablo 2.3.1.) |
Tablo 2.3.3. İyon değişimi
Mineral bileşiklerinin adı |
İşlev |
|
NH4 + (amonyum iyonları) |
Bazı bakteriler tarafından amino asitleri sentezlemek için kullanılır |
|
K+ (potasyum iyonları) |
TRNA'yı ribozomlara bağlamak için kullanılır Yüksek ozmotik basıncı koruyun |
|
Fe 2+ (demir iyonları) |
Bir dizi enzimatik süreçte kofaktör olarak görev yapar Sitokromların ve diğer hemoproteinlerin bir kısmı |
|
Mg 2+ (magnezyum iyonları) |
||
SO 4 2 - (sülfat anyonu) |
Bu elementleri içeren bileşiklerin (kükürt içeren amino asitler, fosfolipidler vb.) sentezi için gereklidir. |
|
PO 4 3- (fosfat anyonu) |
Şema 2.4.1. Enerji metabolizması.
Bakterilerin sentezleyebilmesi için...
Besinler
Tablo 2.4.1. Enerji metabolizması (biyolojik oksidasyon).
İşlem |
Gerekli: |
|
Mikrobiyal hücrelerin yapısal bileşenlerinin sentezi ve hayati süreçlerin sürdürülmesi |
Yeterli miktarda enerji. Bu ihtiyaç, ATP moleküllerinin senteziyle sonuçlanan biyolojik oksidasyon yoluyla karşılanır. |
|
Enerji (ATP) |
Demir bakterileri, CO2'yi sabitlemek için kullanılan demirin (Fe2+'dan Fe3+'ya) doğrudan oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerjiyi alır; kükürdü metabolize eden bakteriler, kükürt içeren bileşiklerin oksidasyonu yoluyla kendilerine enerji sağlar. Ancak prokaryotların büyük çoğunluğu enerjiyi dehidrojenasyon yoluyla elde eder. Nefes alma işlemi sırasında da enerji elde edilir (ilgili bölümdeki ayrıntılı tabloya bakın). |
Şema 2.4. Prokaryotlarda biyolojik oksidasyon.
Polimerlerin monomerlere ayrılması
Karbonhidratlar
Gliserol ve yağ asitleri
amino asitler
monosakkaritler
Oksijensiz koşullar altında ayrışma
Ara maddelerin oluşumu
Nihai ürünlere oksijen koşulları altında oksidasyon
Tablo 2.4.2. Enerji metabolizması.
Konsept |
karakteristik |
|
Enerji metabolizmasının özü |
Enerjiyi sağlayan hücrelerin yaşamı tezahür ettirmesi gerekiyor. |
|
ATP molekülü, bir elektronun birincil donöründen son alıcısına aktarılması sonucu sentezlenir. |
||
Solunum biyolojik oksidasyondur (bozulma). Son elektron alıcısının ne olduğuna bağlı olarak ayırt edilirler. nefes: Aerobik - aerobik solunumda son elektron alıcısı moleküler oksijen O2'dir. Anaerobik - son elektron alıcısı inorganik bileşiklerdir: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2- |
||
Enerjinin mobilizasyonu |
Enerji oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonlarında harekete geçirilir. |
|
Oksidasyon Reaksiyonu |
Bir maddenin elektron verme (oksitlenme) yeteneği |
|
Kurtarma Yanıtı |
Bir maddenin elektron kazanma yeteneği. |
|
Redoks potansiyeli |
Bir maddenin elektron verme (oksitleme) veya kabul etme (geri kazanma) yeteneği. (niceliksel ifade) |
Şema 2.5. Sentez.
karbonhidratlar
Tablo 2.5.1. Sentez
Tablo 2.5.1. Sentez
Biyosentez |
neyden |
Notlar |
|
Karbonhidratların biyosentezi |
Ototroflar glikozu CO2'den sentezler. Heterotroflar, karbon içeren bileşiklerden glikoz sentezler. |
Calvin döngüsü (bkz. diyagram 2.2.1.) |
|
Amino asitlerin biyosentezi |
Çoğu prokaryot, tüm amino asitleri aşağıdakilerden sentezleyebilir: Piruvat α-ketoglutorat duman çıkarmak |
Enerji kaynağı ATP'dir. Piruvat glikolitik döngüde oluşur. Oksotrofik mikroorganizmalar, konağın vücudundaki hazır mikroorganizmaları tüketir. |
|
Lipid biyosentezi |
Lipitler daha basit bileşiklerden (proteinlerin ve karbonhidratların metabolik ürünlerinden) sentezlenir. |
Asetil transfer proteinleri önemli bir rol oynar. Oksotrofik mikroorganizmalar, konakçının vücudunda veya besin ortamından hazır mikroorganizmaları tüketir. |
Tablo 2.5.2. Protein biyosentezinin ana aşamaları.
Aşamalar |
karakteristik |
Notlar |
|
Transkripsiyon |
Genlerde RNA sentezi süreci. Bu, bilginin DNA geninden mRNA genine yeniden yazılması işlemidir. |
DNA'ya bağımlı RNA polimeraz kullanılarak gerçekleştirilir. Protein yapısına ilişkin bilgilerin ribozomlara aktarımı mRNA kullanılarak gerçekleşir. |
|
Yayın (iletim) |
Kendi kendine protein biyosentezi süreci. MRNA'daki genetik kodun deşifre edilmesi ve bunun bir polipeptit zinciri şeklinde uygulanması işlemi. |
Her kodon üç nükleotid içerdiğinden, aynı genetik metin üç farklı şekilde (birinci, ikinci ve üçüncü nükleotidlerden başlayarak), yani üç farklı okuma çerçevesinde okunabilir. |
Tabloya not: Her proteinin birincil yapısı, içindeki amino asitlerin dizisidir.
Şema 2.5.2. Hidrojenin birincil donöründen (elektronlar) son alıcısı O2'ye elektron transfer zincirleri.
organik madde
(birincil elektron donörü)
Flavoprotein (- 0,20)
Kinon (-0,07)
Sitokrom (+0,01)
Sitokrom C(+0,22)
Sitokrom A(+0,34)
son alıcı
Tablo 3.1. Organizmaların beslenme türüne göre sınıflandırılması.
Organojen öğesi |
Güç türleri |
karakteristik |
|
Karbon (C) |
Ototroflar |
Hücreler karbon içeren tüm bileşenleri CO2'den kendileri sentezler. |
|
Heterotroflar |
CO2 ile ihtiyaçlarını karşılayamıyorlar, hazır organik bileşikler kullanıyorlar. |
||
Saprofitler |
Besin kaynağı ölü organik substratlardır. |
||
Beslenmenin kaynağı hayvan ve bitkilerin canlı dokularıdır. |
|||
Prototroflar |
İhtiyaçlarınızı atmosferik ve mineral nitrojenle karşılayın |
||
Oksotroflar |
Hazır organik nitrojen bileşikleri gerektirirler. |
||
Hidrojen (H) |
Ana kaynak H 2 O'dur |
||
Oksijen (O) |
Tablo 3.1.2. Enerji dönüşümü
Tablo 3.1.3. Karbon Besleme Yöntemleri
Enerji kaynağı |
Elektron donörü |
Karbon beslenme yöntemi |
|
Güneş ışığından elde edilen enerji |
İnorganik bileşikler |
Fotolithoheterotroflar |
|
Organik bileşikler |
Fotoorganoheterotroflar |
||
Redoks reaksiyonları |
İnorganik bileşikler |
Kemolitoheterotroflar |
|
Organik bileşikler |
Kemoorganoheterotroflar |
Tablo 3.2. Güç Mekanizmaları:
Mekanizma |
Koşullar |
Konsantrasyon gradyanı |
Enerji maliyetleri |
Substrat özgüllüğü |
|
Pasif difüzyon |
Ortamdaki besin konsantrasyonu hücredeki konsantrasyonu aşıyor. |
Konsantrasyon gradyanına göre | |||
Kolaylaştırılmış difüzyon |
Permeaz proteinleri rol oynar. |
Konsantrasyon gradyanına göre | |||
Aktif taşımacılık |
Permeaz proteinleri rol oynar. | ||||
Kimyasal grupların translokasyonu |
Transfer işlemi sırasında besinlerin kimyasal modifikasyonu meydana gelir. |
Konsantrasyon gradyanına karşı |
Tablo 3.3. Besinlerin bakteri hücresinden taşınması.
İsim |
karakteristik |
|
Fosfotransferaz reaksiyonu |
Taşınan molekül fosforile olduğunda meydana gelir. |
|
Translasyonel sekresyon |
Bu durumda, sentezlenen moleküllerin membrana bağlanabilmesi ve protein moleküllerinin çevreye kaçabileceği bir kanal oluşturabilmesi için belirli bir öncü amino asit dizisine sahip olması gerekir. Bu sayede tetanoz, difteri ve diğer toksinler ilgili bakterilerin hücrelerinden salınır. |
|
Membran tomurcuklanması |
Hücrede oluşan moleküller, çevreye salınan bir zar keseciği ile çevrelenir. |
Tablo 4. Büyüme.
Konsept |
Kavramın tanımı. |
|
Çoğunlukla hücre bölünmesinin neden olduğu, canlı madde miktarında geri dönüşü olmayan bir artış. Çok hücreli organizmalar genellikle vücut boyutunda bir artış yaşarsa, çok hücreli organizmalarda hücre sayısı artar. Ancak bakterilerde hücre sayısındaki artış ve hücre kütlesindeki artışa da dikkat edilmelidir. |
||
İn vitro bakteri üremesini etkileyen faktörler. |
Kültür ortamı: Mycobacterium leprae in vitro olarak üretilemez Sıcaklık (aralıkta artıyor): Mezofilik bakteriler (20-40 o C) Termofilik bakteriler (50-60 o C) Psikrofilik (0-10 o C) |
|
Bakteriyel büyüme değerlendirmesi |
Büyüme miktarının belirlenmesi genellikle büyüyen bakterilerin homojen bir süspansiyon oluşturduğu sıvı ortamda gerçekleştirilir. Hücre sayısındaki artış, 1 ml'deki bakteri konsantrasyonunun belirlenmesiyle veya hücre kütlesindeki artış, birim hacim başına ağırlık birimi cinsinden belirlenir. |
Büyüme faktörleri
Amino asitler
Vitaminler
Azotlu bazlar
Tablo 4.1. Büyüme faktörleri
Büyüme faktörleri |
karakteristik |
İşlev |
||
Amino asitler |
|
Pek çok mikroorganizma, özellikle bakteriler, kendi başlarına sentezleyemedikleri için belirli amino asitlere (bir veya daha fazla) ihtiyaç duyarlar. Bu tür mikroorganizmalar, sentezleyemedikleri amino asitler veya diğer bileşikler için oksotrofik olarak adlandırılır. |
||
Pürin bazları ve türevleri |
Nükleotidler: |
Bunlar bakteriyel büyüme faktörleridir. Bazı mikoplazma türleri nükleotidlere ihtiyaç duyar. Nükleik asitlerin yapımı için gereklidir. |
||
Pirimidin bazları ve türevleri |
Nükleotidler |
|||
Büyüme faktörleri |
karakteristik |
İşlev |
||
Nötr lipitler |
Membran lipitleri içerir |
|||
Fosfolipitler |
||||
Yağ asidi |
Bunlar fosfolipidlerin bileşenleridir. |
|||
Glikolipidler |
Mikoplazmalarda sitoplazmik membranın bir parçasıdırlar |
|||
Vitaminler (çoğunlukla B grubu) |
Tiamin (B1) |
Staphylococcus aureus, pnömokok, Brucella |
||
Nikotinik asit (B3) |
Her türlü çubuk şekilli bakteri |
|||
Folik asit (B9) |
Bifidobakteriler ve propiyonik asit |
|||
Pantotenik asit (B5) |
Bazı streptokok türleri, tetanoz basili |
|||
Biyotin (B7) |
Maya ve nitrojen sabitleyen bakteriler Rhizobium |
|||
Hemes sitokromların bileşenleridir |
Haemophilus influenzae bakterileri, Mycobacterium tuberculosis |
Tablo 5. Solunum.
İsim |
karakteristik |
|
Biyolojik oksidasyon (enzimatik reaksiyonlar) |
||
Temel |
Solunum, evrensel bir kimyasal enerji akümülatörü olan ATP'nin oluşumuyla meydana gelen redoks reaksiyonlarına dayanmaktadır. |
|
Süreçler |
Solunum sırasında aşağıdaki işlemler gerçekleşir: Oksidasyon, donörler tarafından hidrojen veya elektronların verilmesidir. İndirgeme, bir alıcıya hidrojen veya elektronların eklenmesidir. |
|
Aerobik solunum |
Hidrojen veya elektronların son alıcısı moleküler oksijendir. |
|
Anaerobik solunum |
Hidrojen veya elektron alıcısı inorganik bir bileşiktir - NO3-, SO42-, SO32-. |
|
Fermantasyon |
Organik bileşikler hidrojen veya elektron alıcılarıdır. |
Tablo 5.1. Solunum türüne göre sınıflandırma.
Bakteriler |
karakteristik |
Notlar |
|
Katı anaeroblar |
Enerji değişimi serbest oksijenin katılımı olmadan gerçekleşir. Anaerobik koşullar altında glikoz tüketimi sırasında ATP sentezi (glikoliz), substratın fosforilasyonuna bağlı olarak meydana gelir. Oksijen anaeroblar için son elektron alıcısı görevi görmez. Üstelik moleküler oksijenin onlar üzerinde toksik etkisi vardır. |
Katı anaeroblarda katalaz enzimi yoktur, dolayısıyla oksijen varlığında birikir ve onlar üzerinde bakteri yok edici etkiye sahiptir; Katı anaeroblar, redoks potansiyelini (redoks potansiyeli) düzenleyen bir sistemden yoksundur. |
|
Sıkı aeroblar |
Enerjiyi yalnızca nefes alarak elde edebilirler ve bu nedenle mutlaka moleküler oksijene ihtiyaç duyarlar. Enerji elde eden ve yalnızca moleküler oksijenin oksitleyici bir madde olarak işlev görebildiği substratın oksidatif fosforilasyonunu kullanarak ATP oluşturan organizmalar. Çoğu aerobik bakterinin büyümesi %40-50 veya daha yüksek oksijen konsantrasyonlarında durur. |
Katı aeroblar arasında örneğin Pseudomonas cinsinin temsilcileri yer alır. |
|
Bakteriler |
karakteristik |
Notlar |
|
Fakültatif anaeroblar |
Moleküler oksijenin hem varlığında hem de yokluğunda büyür Aerobik organizmalar çoğunlukla üç sitokrom içerir, fakültatif anaeroblar - bir veya iki, zorunlu anaeroblar sitokrom içermez. |
Fakültatif anaeroblar enterobakterileri ve 02 varlığında solunumdan 02 yokluğunda fermantasyona geçebilen birçok mayayı içerir. |
|
Mikroaerofiller |
Katı anaeroblardan farklı olarak, büyümesi için atmosferde veya besin ortamında oksijen varlığına ihtiyaç duyan, ancak normal havadaki veya konakçı vücudun normal dokularındaki oksijen içeriğiyle karşılaştırıldığında daha düşük konsantrasyonlarda oksijen varlığına ihtiyaç duyan bir mikroorganizma (aeroblardan farklı olarak, atmosferde veya besin ortamında normal oksijen içeriği gerektiren). Birçok mikroaerofil aynı zamanda kapnofildir, yani artan karbondioksit konsantrasyonlarına ihtiyaç duyarlar. |
Laboratuvarda bu tür organizmalar bir "mum kavanozunda" kolayca kültürlenebilir. Bir "mum kavanozu", hava geçirmez bir kapakla kapatılmadan önce içine yanan bir mumun yerleştirildiği bir kaptır. Mum alevi oksijen eksikliğinden sönünceye kadar yanacak, bu da kavanozda karbondioksit açısından zengin, oksijeni tükenmiş bir atmosfer oluşmasına neden olacaktır. |
Tablo 6. Üreme özellikleri.
Şema 6. Üretim süresinin çeşitli faktörlere bağımlılığı.
Nesil süresi
Bakteri türü
Nüfus
Sıcaklık
Besleyici ortamın bileşimi
Tablo 6.1. Bakteri üreme aşamaları.
Faz |
karakteristik |
|
İlk sabit faz |
1-2 saat sürer. Bu aşamada bakteri hücrelerinin sayısı artmaz. |
|
Gecikme aşaması (gecikmiş üreme aşaması) |
Yoğun hücre büyümesinin başlamasıyla karakterize edilir, ancak bölünme oranları düşük kalır. |
|
Log aşaması (logaritmik) |
Maksimum hücre çoğalma oranı ve bakteri popülasyonunun boyutunda üstel bir artış ile karakterize edilir |
|
Negatif hızlanma aşaması |
Bakteri hücrelerinin daha az aktivitesi ve daha uzun nesil periyodu ile karakterize edilir. Bu, besin ortamının tükenmesi, içinde metabolik ürünlerin birikmesi ve oksijen eksikliğinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. |
|
Durağan faz |
Ölü, yeni oluşan ve hareketsiz hücrelerin sayısı arasındaki denge ile karakterize edilir. |
|
Ölüm aşaması |
Sabit bir hızda meydana gelir ve yerini hücre ölümü oranının azaldığı UP-US aşamaları alır. |
Şema 7. Besleyici ortamlar için gereklilikler.
Gereksinimler
Viskozite
Nem
Kısırlık
Besin değeri
Şeffaflık
İzotoniklik
Tablo 7. Bakterilerin besin ortamlarında üremesi.
Besin ortamı |
karakteristik |
||
Katı kültür ortamı |
Katı besin ortamlarında bakteriler koloniler (hücre kümeleri) oluşturur. |
||
S- tip(pürüzsüz – pürüzsüz ve parlak) Yuvarlak, pürüzsüz kenarlı, pürüzsüz, dışbükey. |
R- tip(kaba – kaba, eşit olmayan) Şekli düzensiz, kenarları tırtıklı, pürüzlü, çentikli. |
||
Sıvı kültür ortamı |
Dip büyümesi (tortu) Yüzey büyümesi (film) Yaygın büyüme (bulanıklık bile) |
Tablo 7.1. Besin ortamlarının sınıflandırılması.
sınıflandırma |
çeşitler |
Örnekler |
|
Kompozisyona göre |
MPA - et-pepton agar MPB - et-pepton suyu PV – peptonlu su |
||
Kanlı agar JSA - yumurta sarısı tuzu agar Hiss medyası |
|||
Amaca göre |
Temel | ||
Seçmeli |
Alkali agar Alkali pepton suyu |
||
Diferansiyel - teşhis |
|
||
Özel |
Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Tiyoglikol suyu Tukaev'e göre süt |
||
Tutarlılığa göre |
Kanlı agar Alkali agar |
||
Yarı sıvı |
Yarı katı agar |
||
Kökene göre |
Doğal | ||
Yarı sentetik | |||
Sentetik |
|
Tablo 7.2. Saf hücre kültürünün izolasyon prensipleri.
Mekanik prensip |
Biyolojik prensip |
1. L. Pasteur'ün fraksiyonel seyreltmeleri 2. R. Koch'un plaka seyreltmeleri 3. Drigalsky'nin yüzey bitkileri 4. Yüzey vuruşları |
Dikkate almak: a - nefes alma türü (Fortner yöntemi); b - hareketlilik (Shukevich yöntemi); c - asit direnci; g - sporülasyon; d - optimum sıcaklık; e - laboratuvar hayvanlarının bakterilere karşı seçici duyarlılığı |
Tablo 7.2.1. Saf hücre kültürünün izole edilmesinin aşamaları.
Sahne |
karakteristik |
|
Çalışmanın 1. aşaması |
Patolojik materyal toplanır. İncelenir - görünüm, kıvam, renk, koku ve diğer işaretler, bir smear hazırlanır, boyanır ve mikroskop altında incelenir. |
|
Çalışmanın 2. aşaması |
Yoğun bir besin ortamının yüzeyinde mikroorganizmalar sürekli, yoğun büyüme veya izole koloniler oluşturur. Koloni– bunlar besin ortamının yüzeyinde veya kalınlığında çıplak gözle görülebilen bakteri birikimleridir. Kural olarak, her koloni bir mikrobiyal hücrenin (klonlar) soyundan oluşur, bu nedenle bileşimleri oldukça homojendir. Bakterilerin besin ortamındaki büyüme özellikleri, kültürel özelliklerinin bir göstergesidir. |
|
Çalışmanın 3. aşaması |
Saf bir mikroorganizma kültürünün büyüme modeli incelenir ve tanımlanması gerçekleştirilir. |
Tablo 7.3. Bakterilerin tanımlanması.
İsim |
karakteristik |
|
Biyokimyasal tanımlama |
Biyokimyasal özelliklerine göre patojen tipinin belirlenmesi |
|
Serolojik tanımlama |
Bakteri türlerini belirlemek için sıklıkla antijenik yapıları incelenir, yani antijenik özelliklere göre tanımlama yapılır. |
|
Biyolojik özelliklere göre tanımlama |
Bazen bakteriler, laboratuvar hayvanlarına saf bir kültür bulaştırılarak ve patojenlerin vücutta neden olduğu değişikliklerin gözlemlenmesiyle tanımlanır. |
|
Kültürel kimlik |
Patojen türlerinin kültürel özelliklerine göre belirlenmesi |
|
Morfolojik tanımlama |
Bakteri türlerinin morfolojik özelliklerine göre belirlenmesi |
Hangi süreç bakterilerin fizyolojisiyle ilgili değildir?
Üreme
Bir bakteri hücresinin kuru kütlesinin %40-80'ini hangi maddeler oluşturur?
Karbonhidratlar
Nükleik asitler
Mikroorganizmalar hangi sınıf enzimleri sentezler?
Oksiredüktazlar
Tüm sınıflar
Transferazlar
Ortamda indükleyici bir substratın ortaya çıkışına yanıt olarak hücredeki konsantrasyonu keskin bir şekilde artan enzimler?
Uyarılabilir
Anayasal
Baskıcı
Çoklu enzim kompleksleri
Staphylococcus aureus tarafından salgılanan patojenite enzimi?
Nöraminidaz
Hiyalüronidaz
Lesitinaz
Fibrinolizin
Proteolitik enzimlerin bir işlevi var mıdır?
Protein dökümü
Yağların parçalanması
Karbonhidratların parçalanması
Alkali oluşumu
Enterobakterilerin fermantasyonu?
Laktik asit
Formik asit
Propiyonik asit
Bütirik asit
TRNA'yı ribozomlara bağlamak için hangi mineral bileşikleri kullanılır?
Biyolojik oksidasyon...?
Üreme
Hücre ölümü
Hangi maddeler hücrenin tüm karbon içeren bileşenlerini CO2'den sentezler?
Prototroflar
Heterotroflar
Ototroflar
Saprofitler
Besin ortamı değişir:
Kompozisyona göre
Tutarlılığa göre
Amaca göre
Yukarıdakilerin hepsi için
Ölü, yeni oluşan ve hareketsiz hücrelerin sayısı arasındaki denge ile karakterize edilen üreme aşaması?
Negatif hızlanma aşaması
Durağan faz
Nesil süresi neye bağlıdır?
Yaş
Popülasyonlar
Yukarıdakilerin hepsi
Bakterilerin tür kimliğini belirlemek için sıklıkla antijenik yapıları incelenir, yani kimliklendirme yapılır, hangisi?
Biyolojik
Morfolojik
Serolojik
Biyokimyasal
Drigalski'nin yüzey tohumlama yöntemine ne ad verilir?
Saf kültür izolasyonunun mekanik prensipleri
Saf kültürü izole etmenin biyolojik ilkeleri
Kaynakça
1. Borisov L. B. Tıbbi mikrobiyoloji, viroloji, immünoloji: tıp uzmanları için bir ders kitabı. üniversiteler – M .: Medical Information Agency LLC, 2005.
2. Pozdeev O.K. Tıbbi mikrobiyoloji: bal için bir ders kitabı. üniversiteler – M.: GEOTAR-MED, 2005.
3. Korotyaev A.I., Babichev S.A. Tıbbi mikrobiyoloji, immünoloji ve viroloji / tıp uzmanları için ders kitabı. üniversiteler – St. Petersburg: SpetsLit, 2000.
4. Vorobyov A.A., Bykov A.S., Pashkov E.P., Rybakova A.M. Mikrobiyoloji: ders kitabı. – M.: Tıp, 2003.
5. Tıbbi mikrobiyoloji, viroloji ve immünoloji: ders kitabı / ed. V. V. Zvereva, M. N. Boychenko. – M.: GEOTar-Media, 2014.
6. Tıbbi mikrobiyoloji, viroloji ve immünoloji alanında uygulamalı eğitim kılavuzu / ed. V.V. – M.: Tıp, 2002.
Giriş 6
Bakterilerin fizyolojisi açısından bileşimi. 7
Metabolizma 14
Beslenme (besin taşınması) 25
Nefes alma 31
Üreme 34
Mikrobiyal topluluklar 37
UYGULAMALAR 49
Referanslar 105