KOLONIĀLO BAKTĒRIJU MORFOLOĢIJA: RAKSTUROJUMS UN VEIDI - BIOLOĢIJA - 2025

Koloniālā baktēriju morfoloģija ir tie aprakstošas funkcijas, kas palīdz mikrobiologi, lai noteiktu un pabeigt "profilu" no apstrādājamo baktēriju sugu. Jāņem vērā, ka daudzus baktēriju veidus agarizētā barotnē var viegli atšķirt pēc to šūnu agregātu īpašībām koloniju formā.

Šis baktēriju koloniju atribūts ir viegli pamanāms cietajos barotnēs neatkarīgi no tā, vai tās ir "iesētas" vai inokulētas ar tīrām kultūrām (atsevišķa izolēta suga) vai ar jauktām kultūrām (nezināmu sugu maisījums), un tādā gadījumā tās vairākas reizes ir ko izmanto kā rakstzīmi taksonomijas identifikācijai.

Staphylococcus aureus dažādās koloniālās morfoloģijas (Avots: New HanseN, izmantojot Wikimedia Commons)

Baktēriju kolonijas morfoloģija ir ļoti mainīga gan no makroskopiskā, gan no mikroskopiskā viedokļa. Tas ir fakts, kas tiek parādīts, novērojot kolonijas, izmantojot skenējošo elektronu mikroskopiju, kur var novērtēt pārsteidzošu informāciju par to ultrastruktūru.

Tā kā gan baktērijas, gan citi mikroorganismi spēj augt uz cietām virsmām koloniju formā, zināšanas par šāda veida augšanas īpašībām ir ļoti svarīgas tiem, kuri pēta mikrobus savā dabiskajā vidē un to attiecībās ar apkārtējo vidi (“ mikrobu ekologi ”).

Koloniju augšanas raksturojums

Lielākajai daļai baktēriju sugu, kuras audzē laboratorijā un atrodamas dabiskā vidē, ir spēja augt gan šķidrā, gan cietā vidē.

Šķidrā vidē

Augšanu šķidrā vidē parasti eksperimentāli "izseko", mērot kultūras optisko blīvumu laika gaitā.

Šis process sastāv no sterila barības barotnes inokulēšanas ar interesējošajām baktēriju sugām un “duļķainības” pieauguma novērošanu laika gaitā, ko nosaka kā optiskā blīvuma palielināšanos, ko mēra ar elektronisku ierīci, ko sauc par spektrofotometru. .

Tiklīdz ir acīmredzams, ka optiskā blīvuma vērtības noteiktā viļņa garumā vairs nepalielinās, pētnieks parasti grafizē iegūtās vērtības kā laika funkciju un iegūst tā saukto baktēriju augšanas līkni.

Šādi iegūtās līknēs ir viegli saskatāma regulāra izturēšanās (jo tā notiek praktiski visās analizētajās baktēriju sugās), jo tiek novērotas četras precīzi noteiktas fāzes:

- “aizkavēšanās” jeb aizkavēšanās fāze.

- logaritmiska vai eksponenciāla fāze (pēkšņa augšana).

- stacionāra fāze (līknes kopa).

- nāves fāze (optiskā blīvuma samazināšanās).

Cietā vidē

Baktēriju augšana cietā barotnē ir nedaudz atšķirīga nekā šķidrā vidē, jo šūnas nav izkliedētas kustīgā šķidrumā, bet drīzāk agregējas, veidojot precīzi noteiktas kolonijas.

Parasti cietā barotnē augšana ir straujāka kolonijas galējību virzienā vai, citiem vārdiem sakot, šūnas, kas aktīvāk dalās, atrodas perifērijā, savukārt centrālajā reģionā esošās šūnas ir “vecākas”, tās ir neaktīvas un tie iziet autolīzes (nāves) procesus.

Daži autori šīs izaugsmes atšķirības kolonijās attiecina uz skābekļa, barības vielu un pat toksisku produktu gradientu esamību, ko baktērijas rada koloniju iekšienē, norādot, ka galējībās ir augstāka barības vielu un skābekļa koncentrācija nekā virzienā uz centru.

Ņemot vērā to, ka koloniju robežas ir mazāk biezas nekā centrālajā daļā, skābeklis un barības vielas šajās zonās izkliedējas vieglāk nekā centrā, kur, gluži pretēji, difūzijas procesi ir tik lēni, ka tie novērš efektīva šūnu dalīšana.

Svarīgi ir arī komentēt, ka noteiktā morfoloģiskā modeļa definīcija baktēriju kolonijā ir ļoti kontrolēts process ne tikai metaboliski, bet arī saistībā ar gēnu ekspresiju, starpšūnu komunikācijas procesiem utt.

Turklāt kolonijas morfoloģija ir atkarīga no daudziem vides faktoriem, piemēram, vides sastāva, temperatūras, mitruma procentiem.

Baktēriju koloniju formu veidi

Baktēriju kolonijas morfoloģiju var analizēt no makroskopiskas perspektīvas (ar neapbruņotu aci) vai mikroskopiski (izmantojot novērošanas instrumentus, piemēram, mikroskopus).

Raugoties no makroskopiskā viedokļa, baktēriju koloniju morfoloģiju var analizēt pēc vispārīgās formas, augstuma un malu vai malu īpašībām.

Morfoloģijas veidi, kādos var atrasties baktēriju kolonija (Avots: nav sniegts mašīnlasāms autors. Evens pieņēma (pamatojoties uz autortiesību pretenzijām). Via Wikimedia Commons)

Margu vai malu vispārējās formas un īpašību novērtējumu panāk, apskatot kolonijas no apakšas uz augšu (kad tās audzē Petri traukā, kontrolētos apstākļos); savukārt pacēluma veidu atšķir, apskatot koloniju profilā vai no sāniem, turot plāksni acu līmenī.

Saskaņā ar tā vispārējo formu

Šajā gadījumā baktēriju kolonijas var būt:

- Norādīti: tie, kas aug kā mazi punktu agregāti, kas atrodas tuvu viens otram.

- Apļveida: tās ir ļoti vienveidīgas kolonijas, pilnīgi apaļas.

- šķiedrainas: kolonijas, kas aug kā pavedieni, kas izdalās no centrālā reģiona vai kodola.

- neregulāras: kolonijas, kurām nav noteiktas formas un kuras ir diezgan amorfas.

- Rhizoids: kā norāda nosaukums, šīs kolonijas aug līdzīgi auga saknēm.

- Fusiform: kolonijas, kurām ir iegarena forma, it kā tā būtu elipse, kuras malas ir izstieptas gareniski.

Saskaņā ar robežām vai robežām

Kolonijām var būt dažāda veida piemales vai apmales, starp kurām ir:

- vesels

- cirtaini

- Lobulēts

- nodzēries

- šķiedrains

- cirtaini (tie, kas izskatās pēc koka gredzeniem).

Pēc tā pacēluma

Visbeidzot, atkarībā no šo baktēriju šūnu agregātu līmeņa paaugstināšanās uz cietas barotnes, kolonijas var būt:

- Dzīvoklis: ar nelielu pacēlumu vai bez tā.

- Paaugstināts: tie nedaudz izvirzās uz virsmas, bet to dara regulāri, tas ir, pacēlums ir vienmērīgs visā kolonijas diametrā.

- izliekti: tie, kas pamanāmāk paceļas centrā, bet kuru malas paliek diezgan piestiprinātas pie virsmas.

- Pulvināti: tie, kas atgādina “kupolu”, kas redzami izvirzīts no virsmas.

- Umbonadas: kolonijas, kurām ir paceltas malas, bet kurām raksturīga lielākas šūnu masas "izvirzīšana" virzienā uz centru, iegūstot formu, kas līdzīga krūtiņai ("mamiliform").

Saskaņā ar tekstūru

Papildus minētajām īpašībām baktēriju kolonijās var būt arī dažādas struktūras, kuras var novērtēt ar neapbruņotu aci tādā veidā, ka kolonijas ir noteiktas

- Mīksts un spīdīgs

- rupjš

- saburzīts

- Sauss vai putekļains.

Atsauces

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., & Matsuyama, T. (2004). Koloniju veidošanās baktērijās: eksperimenti un modelēšana. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matušita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Koloniju paraugu veidošanās baktēriju šūnu populācijā. Fizika A: statistiskā mehānika un tās pielietojumi, 274 (1–2), 190–199.
3. Preskots, H., un Hārlijs, JP (2003). Mikrobioloģija. McGraw Hill augstākā izglītība, 412–413.
4. Šapiro, JA (1995). Baktēriju koloniju modeļa nozīme. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, & Trubatch, D. (1991). Secīgi notikumi baktēriju koloniju morfoģenēzē. Fizika D: nelineāras parādības, 49 (1–2), 214–223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Uzlabojumi koloniju morfoloģijas noteikšanā baktēriju profilēšanai. Mikrobioloģisko metožu žurnāls, 95 (3), 327-335.