Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Fazat e riprodhimit

Rritja e një qelize bakteriale duhet kuptuar si një rritje në masën e citoplazmës së saj, e cila ndodh si rezultat i sintezës së materialit qelizor gjatë ushqyerjes. Rritja e një popullate bakteriale kalon në 4 faza: 1) faza e vonesës, 2) faza eksponenciale ose logaritmike, 3) faza e palëvizshme, 4) faza e vdekjes.

FAZA LAG (4 -5 orë) Ndodh pasi fara futet në mjedis. Kjo është periudha e përshtatjes së baktereve në mjedisin ushqyes, kur ndodh aktivizimi diferencial i ekzo- dhe endoenzimave për zbatimin e mëvonshëm të reaksionit enzimë-substrat. Me përmbajtje të qëndrueshme të ADN-së, ka një rritje të mprehtë të proteinave bakteriale dhe ARN-së.

FAZA E LAG-ut (4 -5 orë) Kohëzgjatja e fazës së vonesës është zakonisht e shkurtër, e matur në orë dhe varet nga lloji i baktereve, shumëllojshmëria e inokulimit në një mjedis të caktuar, gjendja e kulturës, temperatura e përdorur për kultivim, dhe përbërjen e mediumit ushqyes. Në mungesë të shenjave të dukshme të rritjes në fazën e vonesës, ndodh një rritje e biomasës, si rezultat i së cilës madhësia e qelizës bakteriale rritet disa herë.

FAZA LAG (4 -5 orë) Duke arritur një madhësi të caktuar, duke "akumuluar" sasinë e nevojshme të proteinave, ARN dhe ADN-së, duke aktivizuar ekzo- dhe endoenzimat, qeliza bakteriale fillon të ndahet në mënyrë aktive. Bakteret riprodhohen me ndarje të tërthortë të qelizave.

FAZA LOGARITMIKE E RRITJES (5 - 6 orë) Kjo është faza e riprodhimit, që kryhet nëpërmjet ndarjes binare të qelizës amë në dy qeliza bija. “Reaksioni zinxhir i ndarjes binare progresive të përshpejtuar të qelizave bakteriale çon në një rritje të shpejtë të masës bakteriale në mediumin ushqyes, konsum intensiv të substratit të tij energjetik dhe akumulim të produkteve metabolike bakteriale.

FAZA E RRITJES SACIONARE Si rezultat, mjedisi bëhet gjithnjë e më i pafavorshëm për rritjen dhe riprodhimin e mëtejshëm të baktereve. Gjatë fazës stacionare, shpejtësia e riprodhimit mbetet konstante. Në varësi të llojit të baktereve që kultivohen, mund të zgjasë për një kohë të gjatë, pas së cilës ndodh faza e katërt -

FAZA E VDEKJES Faza e vdekjes karakterizohet nga vdekja progresive e qelizave bakteriale në mënyrë logaritmike. Kohëzgjatja e kësaj faze varion nga 48 orë deri në disa javë.

Natyra e rritjes së baktereve në media të lëngshme ushqyese është e ndryshme - turbullira difuze e mediumit ushqyes, - formimi i një filmi ose sedimenti (rritja e poshtme), - rritja në formën e një "topi leshi pambuku". Modeli i rritjes në lëndë ushqyese të lëngshme përdoret për të diferencuar bakteret.

Mjete ushqyese Për kultivimin e baktereve në kushte laboratorike përdoren lëndë ushqyese artificiale të përbërjeve të ndryshme. Mjetet ushqyese konvencionale ose të thjeshta (agar peptone mishi, lëng mishi me pepton) përdoren për kulturat fillestare (primare). Mediat komplekse përfshijnë mediume ushqyese selektive dhe diferenciale diagnostikuese.

Mjetet ushqyese Mjetet e zgjedhura sigurojnë rritjen e vetëm një lloji të caktuar mikroorganizmash, ndërsa mikroflora shoqëruese shtypet nga aditivë të veçantë. Mjetet ushqyese diagnostikuese diferenciale përdoren për të studiuar vetitë biokimike të mikroorganizmave dhe për të bërë të mundur diferencimin e baktereve nga aktiviteti enzimatik.

KLASIFIKIMI I MIKROORGANIZMAVE Me studimin dhe identifikimin e llojeve të reja të baktereve, çdo klasifikim i krijuar rishtazi pasqyronte nivelin e zhvillimit të shkencës. Klasifikimi i mikroorganizmave, domethënë sistemimi i të gjitha specieve të njohura, bazohej në një numër karakteristikash:

Sekuenca e përcaktimit të një mikroorganizmi I. Cilës mbretëri i përket - prokariotëve apo eukariotëve II. Cilës nga kategoritë kryesore i përket: 1. Eubaktereve gram-negative që kanë mure qelizore. 2. Eubaktere gram-pozitive me mure qelizore. 3. Eubaktereve u mungojnë muret qelizore. 4. Arkebakteret.

Njihen gjithsej 35 grupe mikroorganizmash III. Në cilin grup brenda 4 kategorive bën pjesë mikroorganizmi: 1. Spiroketet 2. Bakteret aerobike /mikroaerofile, të lëvizshme, në formë spirale/, vibroide, gram-negative. 3. Baktere gram-negative jo-lëvizëse, të lakuara. 4. Shufra dhe koke gram-negative, anaerobe, mikroaerofile.

I. Eubaktere gram-negative me një mur qelizor 5. Shufra fakultative anaerobe, gram-negative. 6. Shufra gram-negative, anaerobe, të drejta, të lakuar dhe spirale. 7. Bakteret që kryejnë reduktimin disimilues të sulfatit ose squfurit. 8. Koke gram-negative anaerobe. 9. Riketsia dhe klamidia.

I. Eubakteret gram-negative me mur qelizor 10. Bakteret fototrofike anoksigjene. 11. Bakteret fototrofike oksigjenike. 12. Bakteret kemolitotrofike aerobe. 13. Bakteret që lulëzojnë dhe/ose formojnë rritje. 14. Bakteret me mbulesa. 15. Baktere rrëshqitëse jo fotosintetike që nuk formojnë trupa frutorë. 16. Bakteret rrëshqitëse që formojnë trupa frutorë.

II. Eubakteret gram-pozitive me mure qelizore. 1. Koke gram-pozitive. 2. Shufra gram-pozitive dhe koke që formojnë endospore. 3. Shufra gram-pozitive që nuk formojnë spore dhe kanë formë të rregullt. 4. Shufra gram-pozitive të formës së çrregullt që nuk formojnë spore. 5. Mikobakteret. 6. Aktinomycete.

IV. Arkebakteret. 1. Metanogjenet. 2. Arkea sulfate-reduktuese. 3. Arkebaktere jashtëzakonisht halofilike. 4. Arkebakteret pa mur qelizor. 5. Termofile ekstreme dhe hipertermofile që metabolizojnë S

Sekuenca për identifikimin e një mikroorganizmi IV. Cilës gjini i përket mikroorganizmi? V. Cilës familje i përket mikroorganizmi? VI. Çfarë lloj mikroorganizmi është ai?

Ndërtimi i emrit taksonomik të mikroorganizmit. 1. MBRETËRI 2. KATEGORIA. 3. GRUP. 4. ROD. 5. FAMILJA. 6. PAMJE

Përparësitë e klasifikimit modern të mikroorganizmave Sistematizimi filogjenetik i krijuar deri më sot ka të gjitha avantazhet dhe disavantazhet e një klasifikimi të bazuar në një karakteristikë. Përparësitë përfshijnë identitetin pothuajse të plotë të rezultateve të marra në laboratorë të ndryshëm në mbarë botën. Për të vendosur identitetin e specieve, ata gjithashtu filluan të vlerësojnë gjithashtu shkallën e homologjisë ADN-ADN duke përdorur shtamet e tipit.

Disavantazhet e klasifikimit ekzistues të mikroorganizmave. Disavantazhi i klasifikimit ekzistues është se ai nuk ofron një ide për funksionet e baktereve. Prandaj, krijimi i një klasifikimi fenotipik ose funksional tani ka një rëndësi të madhe për mikrobiologët praktikë. Për të përcaktuar shpejt pozicionin taksonomik të mikroorganizmave, përdorni përcaktuesin Bergey. Ky botim referencë përditësohet vazhdimisht me grupe të reja izolimesh dhe ribotohet periodikisht. Tani edicioni i 11-të është aktual.

Formimi i një klasifikimi modern të mikroorganizmave. Në fazën e tanishme, identifikimi i pozicionit filogjenetik të prokariotëve, përfshirë ato të pa kultivuara, po zhvillohet në bazë të sekuencave nukleotide të ARN-së 16 Sr. Teknikat e përmirësuara të renditjes dhe përpunimit të të dhënave e kanë bërë këtë qasje praktikisht jo alternativë ndaj përcaktimit të gjinisë së organizmave të rinj. Përshkrimi i taksave të reja bakteriale ka ndodhur me një ritëm shumë të shpejtë në 50 vitet e fundit, falë përparimeve në studimin e anaerobeve.

Dallimi midis klasifikimit dhe identifikimit Përveç klasifikimeve, në mikrobiologji ekzistojnë skema për identifikimin e kulturave bakteriale të izoluara. Për të ndërtuar një skemë identifikimi, zgjidhni karakteristikat e mikroorganizmave që janë të lehta për t'u përcaktuar, dhe për klasifikim, shpesh kërkojnë përdorimin e metodave komplekse. Në këtë rast, skema e identifikimit duhet të përfshijë një numër të vogël karakteristikash, dhe për përcaktimin taksonomik, klasifikimi përdor sa më shumë karakteristika.

FALEMINDERIT PER VEMENDJEN. KENI DËGJUAR LEKTORËN Nr.3 MBI MIKROBILOGJINË ME TEMË: “RRITJA DHE RIPRODHIMI I MIKROORGANIZMAVE. EVOLUCIONI DHE KLASIFIKIMI I MIKROORGANIZMAVE”.

Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobik.

Emri i parametrit	Kuptimi
Tema e artikullit:	Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobik.
Rubrika (kategoria tematike)	Kultura

1. Konceptet e rritjes dhe riprodhimit të baktereve

2. Popullata bakteriale

3.Kolonitë

1 . Për diagnostifikimin mikrobiologjik, studimin e mikroorganizmave dhe për qëllime bioteknologjike kultivohen mikroorganizmat në media artificiale ushqyese.

Nën rritja bakteriale kuptojnë rritja e masës qelizore pa ndryshuar numrin e tyre në popullatë si rezultat i riprodhimit të koordinuar të të gjithë komponentëve dhe strukturave qelizore.
Postuar në ref.rf
Rritja e numrit të qelizave në një popullatë mikroorganizmash të shënuar me termin "riprodhimi". Karakterizohet koha e gjenerimit(intervali kohor gjatë të cilit dyfishohet numri i qelizave) dhe një koncept të tillë si përqendrimi i baktereve(numri i qelizave në 1 ml).

Ndryshe nga cikli i ndarjes mitotike tek eukariotët, ndodh riprodhimi i shumicës së prokariotëve (baktereve). me ndarje binare, dhe aktinomicetet - duke lulëzuar. Sidoqoftë, të gjithë prokariotët ekzistojnë në një gjendje haploide, meqenëse molekula e ADN-së përfaqësohet në qelizë në njëjës.

2. Gjatë studimit të procesit të riprodhimit bakterial, është jashtëzakonisht e rëndësishme të merret parasysh se bakteret ekzistojnë gjithmonë në formën e popullatave pak a shumë të shumta, dhe zhvillimit popullata bakteriale në një mjedis të lëngshëm ushqyes në kulturën e grumbullit mund të konsiderohet si sistem i mbyllur.

Ka 4 faza në këtë proces:

‣‣‣ 1 - fillestare, ose faza e vonesës ose faza e vonuar e riprodhimit - karakterizuar fillimi i rritjes intensive të qelizave, Por shkalla e ndarjes së tyre mbetet e ulët;

‣‣‣ 2 - logaritmike ose Faza log, ose faza eksponenciale, - karakterizuar një shkallë maksimale konstante e ndarjes së qelizave dhe një rritje e konsiderueshme e numrit të qelizave në popullatë;

‣‣‣ 3 - faza stacionare - vjen kur numri i qelizave në popullatë ndalon së rrituri. Kjo për faktin se ndodh një ekuilibër midis numrit të qelizave të sapoformuara dhe atyre që vdesin. Numri i qelizave bakteriale të gjalla në një popullatë për njësi vëllimi të mediumit ushqyes në fazën stacionare shënohet si M-përqendrimi. Ky tregues është një tipar karakteristik për çdo lloj bakteri;

‣‣‣ 4 - faza e vdekjes (vdekja logaritmike) - karakterizuar një mbizotërim në popullatë të numrit të qelizave të vdekura dhe një rënie progresive e numrit të qelizave të qëndrueshme në popullatë. Ndërprerja e rritjes së numrit (riprodhimit) të një popullate mikroorganizmash ndodh për shkak të varfërimit të mediumit ushqyes dhe/ose akumulimit të produkteve metabolike të qelizave mikrobike në të. Për këtë arsye, duke hequr produktet metabolike dhe/ose duke zëvendësuar mediumin ushqyes, duke rregulluar kalimin e popullatës mikrobike nga faza e palëvizshme në fazën e vdekjes, është e mundur të krijohet sistemi i hapur biologjik duke kërkuar të eliminojë ekuilibrin dinamik në një nivel të caktuar të zhvillimit të popullsisë.

Ky proces i rritjes së mikroorganizmave quhet zakonisht kultivimi i rrjedhës (kultura e vazhdueshme). Rritja në një kulturë të vazhdueshme bën të mundur marrjen e masave të mëdha të baktereve gjatë kultivimit të rrjedhës në pajisje speciale (kemostatet dhe turbidistatet) dhe përdoret në prodhimin e vaksinave, si dhe në bioteknologji për prodhimin e substancave të ndryshme biologjikisht aktive të prodhuara nga mikroorganizmat. .

Për të studiuar proceset metabolike gjatë gjithë ciklit të ndarjes qelizore, është gjithashtu e mundur të përdoret kulturat sinkrone - kultura të tilla bakteriale, të gjithë anëtarët e popullatës së të cilave janë në një fazë të ciklit. Kjo arrihet duke përdorur metoda të veçanta kultivimi.

Në këtë rast, pas disa ndarjeve të njëkohshme, pezullimi i qelizave të sinkronizuara gradualisht kalon në ndarjen asinkrone, në mënyrë që numri i qelizave të rritet më pas jo hap pas hapi, por vazhdimisht.

3. Kur kultivohet në mjedise të forta ushqyese, formohen bakteret kolonitë - një grup bakteresh të së njëjtës specie të dukshme me sy të lirë, që më së shpeshti është pjellë e një qelize.

Kolonitë e baktereve të llojeve të ndryshme janë të ndryshme:

formë ‣‣‣;

madhësia ‣‣‣;

‣‣‣ transparencë;

‣‣‣ ngjyrë;

‣‣‣ lartësia;

‣‣‣ natyra e sipërfaqes dhe e skajeve;

‣‣‣ qëndrueshmëri.

Natyra e kolonive - një nga karakteristikat taksonomike të baktereve.

44. Përkufizimi dhe thelbi i koncepteve “biosferë” dhe “biocenozë”. Idetë moderne rreth evolucionit të mikrobeve.

Në natyrë, mikroorganizmat banojnë pothuajse në çdo mjedis (tokë, ujë, ajër) dhe janë shumë më të përhapur se qeniet e tjera të gjalla. Për shkak të shumëllojshmërisë së mekanizmave për riciklimin e ushqimit dhe burimeve të energjisë, si dhe përshtatjes së theksuar ndaj ndikimeve të jashtme, mikroorganizmat mund të jetojnë aty ku format e tjera të jetës nuk mund të mbijetojnë.

Habitatet natyrore të shumicës së organizmave janë uji, toka dhe ajri. Numri i mikroorganizmave që jetojnë në bimë dhe në trupat e kafshëve është shumë më i vogël. Shpërndarja e gjerë e mikroorganizmave shoqërohet me lehtësinë e përhapjes së tyre përmes ajrit dhe ujit; në veçanti, sipërfaqja dhe fundi i trupave me ujë të ëmbël dhe të kripur, si dhe disa centimetra të shtresës së sipërme të tokës, janë të mbushura me mikroorganizma që shkatërrojnë lëndën organike. Një numër më i vogël i mikroorganizmave kolonizojnë sipërfaqen dhe disa zgavra të brendshme të kafshëve (për shembull, traktin gastrointestinal, traktin e sipërm respirator) dhe bimët.

Në zonat e habitatit, formohen mikroorganizma biocenozat[nga greqishtja bios, jeta, + koinos, komunitet] - shoqata komplekse me marrëdhënie specifike dhe shpesh të pazakonta. Çdo komunitet mikrobik në një biocenozë specifike formon specifike mikroorganizmave autoktone[nga greqishtja autovetura juaji, + chton, vend, lokalitet], domethënë mikrobe të qenësishme në një zonë specifike.

Simbiozë[nga greqishtja simbiozë, bashkëjetesë] - bashkëjetesa afatgjatë e mikroorganizmave në bashkësitë jetëgjatë. Marrëdhënia në të cilën një mikroorganizëm ndodhet jashtë qelizave të bujtësit (organizëm më i madh) njihet si ektosimbioza: kur lokalizohet brenda qelizave, njihet si endosimbiozë. Mikrobet tipike ektosimbiotike - Escherichia coli gjinitë e baktereve Bakteroidet Dhe Bifidobacterium, Proteus vulgaris, si dhe përfaqësues të tjerë të mikroflorës së zorrëve. Si shembull i endosimbiozës, ne mund të konsiderojmë plazmidet që ofrojnë, për shembull, rezistencë bakteriale ndaj ilaçeve. Marrëdhëniet simbiotike ndahen gjithashtu sipas përfitimeve të marra nga secili partner.

Mutualizmi[nga lat. mutuus, reciproke] - marrëdhënie simbiotike e dobishme reciproke. Kështu, mikroorganizmat prodhojnë substanca biologjikisht aktive të nevojshme për trupin pritës (për shembull, vitaminat B). Në të njëjtën kohë, endo- dhe ektosimbiontet që jetojnë në makroorganizma mbrohen nga kushtet e pafavorshme mjedisore (tharja dhe temperaturat ekstreme) dhe kanë akses të vazhdueshëm në lëndë ushqyese. Nga të gjitha llojet e ndërsjellshmërisë, më befasuesja është kultivimi i disa kërpudhave nga insektet (brumbujt dhe termitet). Nga njëra anë, kjo kontribuon në një shpërndarje më të gjerë të kërpudhave, nga ana tjetër - o\

mj siguron një burim të vazhdueshëm të lëndëve ushqyese për larvat. Kjo të kujton kultivimin njerëzor të bimëve dhe mikroorganizmave të dobishëm.

Kommensalizëm- një lloj simbiozë në të cilën përfiton vetëm njëri partner (pa shkaktuar dëm "të dukshëm" tek tjetri); mikroorganizmat e përfshirë në marrëdhënie të tilla janë komensale [nga lat. qeliza-, s, + mensa, tavolinë; fjalë për fjalë - shokë tavoline]. Mikroorganizmat komensal kolonizojnë lëkurën dhe zgavrat e trupit të njeriut (për shembull, traktin gastrointestinal), pa shkaktuar dëm "të dukshëm"; tërësia e tyre është flora mikrobike normale (mikroflora natyrore). Organizmat tipikë ektosimbiotikë komensalë janë Escherichia coli, bifidobakteret, stafilokokët dhe laktobacilet. Shumë baktere komenzale i përkasin mikroflorës oportuniste dhe janë të afta, në rrethana të caktuara, të shkaktojnë sëmundje të makroorganizmit (për shembull, kur ato futen në qarkullimin e gjakut gjatë procedurave mjekësore).

Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobik. - koncepti dhe llojet. Klasifikimi dhe veçoritë e kategorisë "Rritja dhe riprodhimi i baktereve. Mekanizmi dhe shpejtësia e riprodhimit. Fazat e riprodhimit mikrobial". 2017, 2018.

Rritja e baktereve - Kjo është një rritje në madhësinë e qelizave bakteriale pa rritur numrin e individëve në popullatë. Rritja e qelizave nuk është e pakufizuar. Pas arritjes së një madhësie kritike, qeliza i nënshtrohet ndarjes.

Riprodhimi i baktereve - një proces që siguron një rritje të numrit të individëve në një popullsi. Bakteret karakterizohen nga një shkallë e lartë riprodhimi.

Rritja gjithmonë i paraprin riprodhimit. Bakteret riprodhohen me ndarje binare tërthore, në të cilën dy qeliza bijë identike formohen nga një qelizë nënë. Në shumicën e baktereve gram-pozitive, ndarja ndodh përmes sintezës së një septumi tërthor që shkon nga periferia në qendër. Qelizat e shumicës së baktereve gram-negative ndahen nga shtrëngimi.

Procesi i ndarjes së qelizave bakteriale fillon me riprodhimin e ADN-së kromozomale. Replikimi fillon në një rajon të zgjedhur, të quajtur origjinë, i cili ka një sekuencë të veçantë nukleotide. Këtu mund të ndodhin një ose dy pirunë përsëritjeje. Më shumë se 20 enzima janë të përfshira në procesin e riprodhimit. Meqenëse ADN-ja bakteriale është me dy fije, ajo duhet të ndahet përpara replikimit. Ky proces përfshin enzimat helikazë, e cila zbërthen spiralen e dyfishtë, dhe topoizomerazën, e cila parandalon formimin e kaçurrelave dytësore. Proteina SSB lidhet me ADN-në me një fije floku, duke e penguar atë të ripaloset në një spirale të dyfishtë. Si rezultat, formohet një pirun replikues. Sinteza e zinxhirëve të rinj të ADN-së kryhet nga enzima ADN polimiraza. Për të kryer reaksionin e polimerizimit të nukleotideve në shabllonin e zinxhirit mëmë, polimeraza kërkon një abetare. Abetarja është një zinxhir i shkurtër nukleotid ARN, plotësues i vargut shabllon, me një skaj të lirë 3/-. Pasi vargu i ADN-së ka filluar të sintetizohet, primeri ARN hiqet. Meqenëse fijet e ADN-së në një dupleks janë antiparalele, drejtimi i zbërthimit të vargut të dyfishtë përkon vetëm me drejtimin e sintezës së ADN-së në një shabllon, i cili quhet ai kryesor. Në vargun plotësues, ADN-ja sintetizohet në fragmente të shkurtra, të cilat më pas qepen në një varg nga ligazat e ADN-së. Procesi i replikimit të ADN-së bakteriale vazhdon derisa e gjithë ADN-ja të dyfishohet.

Kur bakteret shtohen në mjedisin ushqyes, ato rriten dhe shumohen derisa përmbajtja e njërit prej përbërësve të nevojshëm të mediumit të arrijë minimumin, pas së cilës rritja dhe riprodhimi ndalojnë. Nëse nuk shtojmë lëndë ushqyese dhe nuk heqim produktet përfundimtare të metabolizmit, marrim një kulturë statistikore bakteriale.

Fazat e riprodhimit të baktereve:

1. Fillestare(faza e vonesës) mbulon periudhën kohore nga momenti i inokulimit të baktereve deri në fillimin e rritjes së tyre. Kohëzgjatja e tij është mesatarisht 2-5 orë dhe varet nga përbërja e mediumit ushqyes.

2. Eksponenciale faza (logaritmike). Karakterizohet nga një shkallë maksimale konstante e ndarjes së qelizave. Kjo shpejtësi varet nga lloji i baktereve dhe mediumi ushqyes. Koha që i duhet qelizave për t'u dyfishuar quhet koha e gjenerimit. Kjo kohë varion nga disa minuta në disa orë.

3. Stacionare Faza ndodh kur numri i qelizave ndalon së rrituri. Me një ulje të përqendrimit të lëndëve ushqyese në mediumin ushqyes, një ulje të presionit të pjesshëm të oksigjenit dhe akumulimin e produkteve metabolike toksike, shkalla e rritjes së baktereve zvogëlohet. Kohëzgjatja e fazës stacionare është disa orë dhe varet nga lloji i baktereve.

4. Faza e zbehjes ndodh për shkak të grumbullimit të produkteve acidike metabolike ose si rezultat i autolizës nën ndikimin e enzimave të veta. Kohëzgjatja e kësaj faze varion nga dhjetë orë deri në disa javë.

3.2. Mjetet ushqyese, parimet e klasifikimit të tyre, kërkesat për mjediset ushqyese, kushtet për kultivimin e mikroorganizmave.

Baza e punës bakteriologjike është media ushqyese, shpesh duke përcaktuar rezultatet e studimit nga cilësia e tyre.

Kërkesat themelore për lëndë ushqyese:

1. Mjetet e kulturës duhet të përmbajnë të gjithë lëndët ushqyese të nevojshme për të ushqyer mikrobin, d.m.th. kanë vlera ushqyese.

2. Keni lagështi të mjaftueshme

3. Të kenë një pH optimale (7,2-7,6) aciditet të mjedisit.

4. Të jetë izotonik (përqendrimi i NaCl 0.87%), për bakteret halofilike përqendrimi i kripës është 1% ose më i lartë.

5. Të ketë një potencial elektronik optimal, që tregon përmbajtjen e oksigjenit të tretur në mjedis. Duhet të jetë i lartë për aerobet dhe i ulët për anaerobet.

6. Të jetë transparent në mënyrë që rritja e baktereve të jetë e dukshme, veçanërisht në media të lëngshme.

7. Të jetë steril (në mënyrë që të mos ketë baktere të tjera).

Për përgatitjen e lëndëve ushqyese përdoren produkte me origjinë shtazore (mish, peshk, gjak, vezë, qumësht) dhe produkte me origjinë bimore (patate). Përdoren gjithashtu media sintetike ushqyese të përbëra nga komponime kimike.

Burimi i azotit për bakteret janë komponimet e thjeshta të amonit, aminoacidet ose peptonet; Burimi i karbonit - sheqeri, alkoolet polihidrike, acidet organike. Nevoja e baktereve për elementë inorganikë plotësohet nga kripërat e shtuara në mjedisin ushqyes: NaCl, KN 2 PO 4, K 2 HPO 4.

Në varësi të konsistencës, lëndët ushqyese mund të jenë: të lëngshme, gjysmë të lëngshme dhe të dendura. Dendësia e mediumit arrihet duke shtuar agar. Agari është një polisaharid i marrë nga algat. Shkrihet në temperaturën 100 oC, ftohet në temperaturën 45-50 oC. Për mediat gjysmë të lëngshme, agar shtohet në një përqendrim prej 0,5%, për media të dendura - 1,5-2%. Mediat e lëngëta nuk përmbajnë agar-agar.

Përbërja e mediave ushqyese mund të jetë të thjeshta dhe komplekse. Mediat e thjeshta përfshijnë ujin me pepton, lëngun me pepton të mishit, agarin me pepton të mishit, agarin Hottinger. Ato komplekse janë ato të thjeshta me shtimin e një përbërësi shtesë ushqyes (sheqer, hirrë, lëngje biliare, gjak, hirrë, agarë të verdhë-kripë, Keith-Tarozzi, medium Wilson-Blair).

Në varësi të qëllimit të mjedisit, ato ndahen në:

1. Qëllimi i përgjithshëm - për kultivimin e shumicës së baktereve (agar pepton mishi, agar gjaku).

2. Qëllimi i veçantë:

a) mjediset me zgjedhje– këto janë media mbi të cilat rritet një mikroorganizëm specifik. Për shembull, agar alkaline me një pH prej 9 përdoret për të izoluar Vibrio cholerae.

b) Me hapat e pasurimit– këto janë mjedise që stimulojnë rritjen e një mikroorganizmi të caktuar, duke penguar rritjen e të tjerëve. Për shembull, magnezi dhe seleniti stimulojnë rritjen e baktereve të gjinisë Salmonella, duke penguar rritjen e E. coli.

c) mjediset diagnostike diferenciale shërbejnë për studimin e aktivitetit enzimatik të baktereve (mediumi Hiss).

d) mjedise ushqyese të kombinuara kombinoni një medium selektiv që shtyp rritjen e florës shoqëruese dhe një mjedis diagnostik diferencial (mediumi Ploskirev për izolimin e Shigellës, agar bismut-sulfit për Salmonellën). Të dyja këto media pengojnë rritjen e E. coli.

Për të dalluar bakteret prototrofike dhe auxotrofike, përdoren media selektive. Prototrofët rriten në një mjedis minimal që përmban vetëm kripëra dhe karbohidrate, pasi ata vetë janë në gjendje të sintetizojnë metabolitët që u nevojiten për zhvillim. Auxotrofët kanë nevojë për media që përmbajnë aminoacide të caktuara, vitamina, d.m.th. faktorët e rritjes.

Përgatitja e mjediseve ushqyese është një nga fushat më të rëndësishme dhe më të vështira të punës bakteriologjike.

Aktualisht, industria mjekësore ka organizuar prodhimin e mediave të konservuara. Mjetet ushqyese të thata gjenden në kavanoza plastike me kapak të shtrënguar për të siguruar një mbyllje hermetike.

Kushtet e kultivimit të baktereve:

1. Disponueshmëria e një mediumi të plotë ushqyes.

2. Një temperaturë e caktuar kultivimi (temperatura optimale 37 0 C).

3. Një atmosferë e caktuar kultivimi. Aerobet e rrepta kërkojnë oksigjen, kështu që ato rriten mirë në sipërfaqen e enëve të agarit Petri ose në një shtresë të sipërme të hollë të mediumit të lëngshëm. Për rritjen e aerobeve në shtresën e thellë të një mediumi të lëngshëm, është e nevojshme që vazhdimisht të përzihen ose shkunden mediumet ushqyese në mënyrë që oksigjeni të shpërndahet në të gjithë vëllimin e mediumit. Për anaerobet fakultative përdoren të njëjtat metoda. Mikroaerofilët shumohen me presion të pjesshëm të reduktuar të oksigjenit. Përqendrimi i CO 2 duhet të jetë 1-5%. Për ta bërë këtë, përdoren inkubatorë të veçantë CO 2 ose të korrat vendosen në tharëse në të cilat është instaluar një qiri i nxehtë. Për rritjen e anaerobeve të detyrueshme, është e nevojshme të përjashtohet aksesi në oksigjen. Për ta bërë këtë, shtoni substanca reduktuese të oksigjenit (acid tioglikolik) në mjediset ushqyese, rigjeneroni lëndë ushqyese të lëngëta nga oksigjeni i ajrit duke i zier, përdorni absorbues oksigjeni duke i vendosur në enë "paketë gazi" të mbyllur hermetikisht dhe përdorni anaerostate.

4. Koha e kultivimit (18-48 orë). Për kultivimin e Mycobacterium tuberculosis (3-4 javë).

5. Ndriçimi. Drita nevojitet për të rritur bakteret fototrofike.

Në kushte industriale, për të marrë biomasë bakteresh ose kërpudhash për të marrë antibiotikë, vaksina dhe medikamente diagnostikuese, kultivimi kryhet në aparate (fermentues) me respektim të rreptë të parametrave optimalë për rritjen dhe shumimin e të korrave.

Ushqyerja e baktereve.

Të ushqyerit i referohet proceseve të hyrjes dhe daljes së lëndëve ushqyese brenda dhe jashtë qelizave. Ushqyerja kryesisht siguron riprodhimin dhe metabolizmin e qelizave.

Lëndët ushqyese thelbësore përfshijnë: karbonin, oksigjenin, hidrogjenin, azotin, fosforin, kaliumin, magnezin, kalciumin. Përveç organogjenëve, janë të nevojshëm edhe mikroelementet. Ato sigurojnë aktivitet enzimë. Këto janë zinku, mangani, molibdeni, kobalti, bakri, nikeli, tungsteni, natriumi, klori.

Bakteret kanë një shumëllojshmëri burimesh të lëndëve ushqyese.

Në varësi të burimit të karbonit, bakteret ndahen në: 1) autotrofe (përdorin substanca inorganike - CO 2); 2) heterotrofe (përdor C-heksoze organike, alkoole polihidrike, aminoacide);

Proceset e të ushqyerit duhet të sigurojnë nevojat energjetike të qelizës bakteriale. Në bazë të burimeve të energjisë, mikroorganizmat ndahen në: 1) fototrofe - burimi është energjia diellore; 2) kemotrofet - marrin energji përmes reaksioneve redoks; 3) kemolitotrofet - përdorin komponime inorganike; 4) kemoorganotrofet - përdorin substanca organike.

Mikrobiologjia mjekësore studion bakteret që janë heterokemoorganotrofe.

Faktorët e rritjes bakteriale janë vitaminat, aminoacidet, bazat purine dhe pirimidine, prania e të cilave përshpejton rritjen. Midis baktereve ka: 1) prototrofe (të aftë të sintetizojnë vetë substancat e nevojshme); 2) auxotrofet (ka nevoje per faktore rritjeje).

Mikroorganizmat asimilojnë lëndët ushqyese në formën e molekulave të vogla, kështu që proteinat, polisaharidet dhe biopolimerët e tjerë mund të shërbejnë si burime ushqimi vetëm pasi ato të ndahen nga ekzoenzimat në komponime më të thjeshta.

Rrugët e hyrjes së metabolitëve dhe joneve në qelizën mikrobike: I. Transporti pasiv (pa kosto energjie): difuzion i thjeshtë; 2) difuzion i lehtësuar (përgjatë një gradient përqendrimi, me ndihmën e proteinave bartës). II. Transporti aktiv (me konsumin e energjisë, kundrejt një gradienti përqendrimi; në këtë rast, substrati ndërvepron me një proteinë mbartëse në sipërfaqen e membranës citoplazmike).

Ekzistojnë versione të modifikuara të transportit aktiv - transferimi i grupeve kimike. Enzimat e fosforiluara veprojnë si proteina bartëse, kështu që substrati transportohet në një formë të fosforiluar. Ky transferim i një grupi kimik quhet translokim.

Konceptet e rritjes dhe riprodhimit të baktereve

Për diagnostikimin mikrobiologjik, studimin e mikroorganizmave dhe për qëllime bioteknologjike, mikroorganizmat kultivohen në mjedise ushqyese artificiale.

Nën rritja bakteriale kuptojnë një rritje të masës qelizore pa ndryshuar numrin e tyre në një popullatë si rezultat i riprodhimit të koordinuar të të gjithë përbërësve dhe strukturave qelizore. Një rritje në numrin e qelizave në një popullatë mikroorganizmash përcaktohet me termin "riprodhimi". Karakterizohet nga koha e gjenerimit (intervali kohor gjatë të cilit dyfishohet numri i qelizave) dhe një koncept i tillë si përqendrimi bakterial (numri i qelizave në 1 ml).

Ndryshe nga cikli i ndarjes mitotike tek eukariotët, riprodhimi i shumicës së prokarioteve (baktereve) ndodh me ndarje binar, dhe ai i aktinomiceteve me lulëzim. Për më tepër, të gjithë prokariotët ekzistojnë në një gjendje haploide, pasi molekula e ADN-së përfaqësohet në qelizë në njëjës.

Popullata bakteriale

Gjatë studimit të procesit të riprodhimit bakterial, është e nevojshme të merret parasysh se bakteret ekzistojnë gjithmonë në formën e popullatave pak a shumë të shumta dhe zhvillimi popullata bakteriale në një mjedis të lëngshëm ushqyes në kulturën e grumbullit mund të konsiderohet si një sistem i mbyllur. Ka 4 faza në këtë proces:

1 - fillestare, ose faza e vonesës ose faza e vonuar e riprodhimit- karakterizohet nga fillimi i rritjes intensive të qelizave, por shkalla e ndarjes së tyre mbetet e ulët;
2 - logaritmike ose Faza log, ose faza eksponenciale,- karakterizohet nga një shkallë maksimale konstante e ndarjes së qelizave dhe një rritje e konsiderueshme e numrit të qelizave në popullatë;
3 - faza stacionare- ndodh kur numri i qelizave në një popullatë ndalon së rrituri. Kjo për faktin se ndodh një ekuilibër midis numrit të qelizave të sapoformuara dhe atyre që vdesin. Numri i qelizave bakteriale të gjalla në një popullatë për njësi vëllimi të mediumit ushqyes në fazën stacionare përcaktohet si përqendrimi M. Ky tregues është një tipar karakteristik për çdo lloj bakteri;
4 - faza e vdekjes (vdekja logaritmike)- karakterizohet nga një mbizotërim në popullatë i numrit të qelizave të vdekura dhe një rënie progresive e numrit të qelizave të qëndrueshme të popullatës. Ndërprerja e rritjes së numrit (riprodhimit) të një popullate mikroorganizmash ndodh për shkak të varfërimit të mediumit ushqyes dhe/ose akumulimit të produkteve metabolike të qelizave mikrobike në të. Prandaj, duke hequr produktet metabolike dhe/ose duke zëvendësuar mediumin ushqyes, duke rregulluar kalimin e popullatës mikrobike nga faza stacionare në fazën e vdekjes, është e mundur të krijohet një sistem i hapur biologjik që tenton të eliminojë ekuilibrin dinamik në një nivel të caktuar. zhvillimin e popullsisë.

Ky proces i rritjes së mikroorganizmave quhet kultivimi i rrjedhës (kultura e vazhdueshme). Rritja në një kulturë të vazhdueshme bën të mundur marrjen e masave të mëdha të baktereve gjatë kultivimit të rrjedhës në pajisje speciale (kemostatet dhe turbidistatet) dhe përdoret në prodhimin e vaksinave, si dhe në bioteknologji për prodhimin e substancave të ndryshme biologjikisht aktive të prodhuara nga mikroorganizmat. .

Për të studiuar proceset metabolike gjatë gjithë ciklit të ndarjes qelizore, është gjithashtu e mundur të përdoret kulturat sinkrone- kultura të tilla bakteriale, të gjithë anëtarët e popullatës së të cilave janë në të njëjtën fazë të ciklit. Kjo arrihet duke përdorur metoda të veçanta kultivimi.

Megjithatë, pas disa ndarjeve të njëkohshme, suspensioni i sinkronizuar i qelizave gradualisht kalon në ndarjen asinkrone, në mënyrë që numri i qelizave të mos rritet më hap pas hapi, por vazhdimisht.

Kolonitë

Kur kultivohen në mjedise të ngurta ushqyese, formohen bakteret kolonitë- një grup bakteresh të së njëjtës specie të dukshme me sy të lirë, që më së shpeshti është pasardhës i një qelize.

Kolonitë e baktereve të llojeve të ndryshme ndryshojnë:

formë;
madhësia;
transparencë;
ngjyrë;
lartësia;
natyra e sipërfaqes dhe skajeve;
qëndrueshmëri.

Natyra e kolonive është një nga karakteristikat taksonomike të baktereve.

Proceset intensive të anabolizmit dhe katabolizmit në qelizë çojnë në rritjen e shpejtë të qelizave.

Rritja e baktereve është një rritje e rregullt e numrit dhe madhësisë së të gjithë përbërësve të qelizës, në varësi të pranisë së të gjithë elementëve kimikë të nevojshëm, gjë që çon në një rritje të masës së saj. Substratet ushqyese duhet t'i përmbajnë këto elemente në një formë të arritshme metabolike. Rritja e qelizave nuk është e pakufizuar. Pas arritjes së një madhësie kritike, qeliza i nënshtrohet ndarjes ose riprodhimit.

Shumica e baktereve ndahen me ndarje binar tërthor ose citokinezë. Në shumicën e baktereve gram-pozitive, ndarja ndodh përmes sintezës së një septumi tërthor që shkon nga periferia në qendër. Qelizat e shumicës së baktereve gram-negative ndahen nga shtrëngimi. Procesi i ndarjes përsëritet në intervale kohore afërsisht të barabarta (nga disa minuta në disa ditë), që është një karakteristikë gjenetike individuale e specieve mikrobike. Si rezultat i riprodhimit, numri i qelizave në popullatë rritet ndjeshëm.

Riprodhimi ose riprodhimi në baktere është ndarja e ADN-së nukleoidale të mbimbështjellur në dy fije bija, secila prej të cilave plotësohet më tej nga një varg komplementar dhe ndodh formimi i dy qelizave bija në të njëjtën kohë (metoda gjysmë konservatore).

Riprodhimi karakterizohet koha e gjenerimit(intervali kohor gjatë të cilit dyfishohet numri i qelizave) dhe një koncept të tillë si përqendrimi i baktereve(numri i qelizave në 1 ml).

Kur bakteret futen në një mjedis ushqyes, ato rriten dhe shumohen derisa përmbajtja e ndonjë prej përbërësve të nevojshëm të mediumit të arrijë minimumin, pas së cilës rritja dhe riprodhimi ndalojnë. Nëse gjatë gjithë kësaj kohe nuk shtojmë lëndë ushqyese dhe nuk heqim produktet përfundimtare të metabolizmit, atëherë marrim kulturë statike bakteriale. Një kulturë statike (batch) e baktereve sillet si një organizëm shumëqelizor, me kufizim gjenetik të rritjes. Nëse ndërtojmë një grafik me kohën në boshtin e abshisave dhe numrin e qelizave në boshtin e ordinatave, marrim një kurbë që përshkruan varësinë e numrit të qelizave të formuara nga koha e riprodhimit, e cila quhet kurba e rritjes.

Kurba e rritjes së baktereve në një mjedis ushqyes. Në këtë kurbë, mund të dallohen disa faza, duke zëvendësuar njëra-tjetrën në një sekuencë të caktuar (Fig. 11):

1. Faza fillestare - vonese(anglisht) vonesë- të mbetet prapa). Mbulon periudhën kohore midis inokulimit të baktereve dhe fillimit të riprodhimit. Kohëzgjatja e tij është mesatarisht 2-5 orë dhe varet nga përbërja e mjedisit ushqyes dhe nga mosha e kulturës që mbillet. Gjatë fazës së vonesës, qelizat bakteriale përshtaten me kushtet e reja të kultivimit dhe sintetizohen enzimat e induktueshme.

2. Faza eksponenciale (logaritmike). Karakterizohet nga një shkallë maksimale konstante e ndarjes së qelizave, një fazë e rritjes gjeometrike me një rritje të mprehtë të popullsisë së mikroorganizmave (2 në shkallën n). Shkalla e riprodhimit varet nga lloji i baktereve dhe mediumi ushqyes. Koha e dyfishimit të qelizave quhet koha e gjenerimit, e cila ndryshon në varësi të llojit të kulturës bakteriale: në bakteret e gjinisë Pseudomonasështë e barabartë me 14 minuta, dhe Mycobacterium 18 - 24 orë Madhësia e qelizave dhe përmbajtja e proteinave në to mbeten konstante gjatë fazës eksponenciale. Kultura bakteriale në këtë fazë përbëhet nga qeliza standarde.

Oriz. 11. Fazat e riprodhimit bakterial

3. Faza stacionare(faza e ekuilibrit të riprodhimit dhe vdekjes së qelizave mikrobike). Ndodh kur numri i qelizave ndalon së rrituri. Meqenëse shkalla e rritjes varet nga përqendrimi i lëndëve ushqyese, kur përmbajtja e lëndëve ushqyese në mjedisin ushqyes zvogëlohet, ritmi i rritjes gjithashtu zvogëlohet. Një rënie në shkallën e rritjes ndodh gjithashtu për shkak të densitetit të lartë të qelizave bakteriale, uljes së presionit të pjesshëm të oksigjenit dhe akumulimit të produkteve toksike metabolike. Kohëzgjatja e fazës stacionare është disa orë dhe varet nga lloji i baktereve dhe karakteristikat e kultivimit të tyre.

4. Faza e zbehjes ose vdekje - një rënie në madhësinë e popullsisë për shkak të një rënie dhe mungesës së kushteve për riprodhimin e mikroorganizmave. Ndodh për shkak të grumbullimit të produkteve acidike metabolike ose si rezultat i autolizës nën ndikimin e enzimave të veta. Kohëzgjatja e kësaj faze varion nga dhjetë orë deri në disa javë.

Kjo dinamikë është tipike për kulturat periodike me varfërim gradual të lëndëve ushqyese dhe akumulim të metabolitëve. Prania e vazhdueshme e popullatës bakteriale në fazën e rritjes logaritmike vërehet në një kulturë të vazhdueshme, e cila arrihet me dozimin gradual të lëndëve ushqyese, kontrollin e densitetit të suspensionit bakterial dhe largimin e metabolitëve. Ky proces i rritjes së mikroorganizmave quhet kultivimi i rrjedhës (kultura e vazhdueshme). Rritja në një kulturë të vazhdueshme bën të mundur marrjen e masave të mëdha të baktereve gjatë kultivimit të rrjedhës në pajisje speciale (kemostatet dhe turbidistatet) dhe përdoret në prodhimin e vaksinave, si dhe në bioteknologji për prodhimin e substancave të ndryshme biologjikisht aktive të prodhuara nga mikroorganizmat. .