KOLONIJINĖS BAKTERIJOS MORFOLOGIJA: SAVYBĖS IR TIPAI - BIOLOGIJA - 2025

Kolonijinio bakterijų morfologija yra tie aprašomieji funkcijos, kurios pagalba mikrobiologai nustatyti ir užpildyti "profilį" iš dirbamų bakterijų rūšių. Reikia atsižvelgti į tai, kad daugelio rūšių agarizuotoje terpėje esančias bakterijas galima lengvai atskirti pagal jų ląstelių agregatų savybes kolonijų pavidalu.

Šis bakterijų kolonijų požymis yra lengvai pastebimas kietose kultūrinėse terpėse, nesvarbu, ar jos buvo „pasėtos“, ar pasėtos grynosiomis kultūromis (viena atskira rūšis) ar mišriomis kultūromis (nežinomų rūšių mišinys), tokiu atveju jos daug kartų yra naudojamas kaip simbolis taksonominiam identifikavimui.

Įvairios Staphylococcus aureus kolonijinės morfologijos (Šaltinis: „New HanseN“ per „Wikimedia Commons“)

Bakterijų kolonijos morfologija yra labai įvairi - tiek makroskopiniu, tiek mikroskopiniu požiūriu - tai įrodyta stebint kolonijas skenavimo elektronų mikroskopu, kai galima įvertinti nuostabias jų ultrastruktūros detales.

Kadangi bakterijos ir kiti mikroorganizmai gali augti ant kieto paviršiaus kolonijų pavidalu, žinios apie šio tipo augimą yra labai svarbios tiems, kurie tiria mikrobus savo natūralioje aplinkoje ir jų ryšį su aplinka („ mikrobų ekologai “).

Kolonijinio augimo ypatybės

Daugelis laboratorijoje auginamų ir natūralioje aplinkoje aptinkamų bakterijų rūšių turi galimybę augti tiek skystoje, tiek ir kietoje terpėje.

Skystoje terpėje

Skystų terpių augimas paprastai „stebimas“ eksperimentiškai išmatuojant kultūros optinį tankį laikui bėgant.

Šis procesas susideda iš sterilios mitybinės terpės pasėjimo į dominančias bakterijų rūšis ir „drumstumo“ padidėjimo stebėjimą bėgant laikui, kuris nustatomas kaip optinio tankio padidėjimas, kuris matuojamas elektroniniu prietaisu, vadinamu spektrofotometru. .

Kai akivaizdu, kad optinio tankio vertės tam tikru bangos ilgiu daugiau nedidėja, tyrėjas paprastai nubraižo gautas reikšmes kaip laiko funkciją ir gauna tai, kas vadinama bakterijų augimo kreive.

Tokiu būdu gautose kreivėse yra lengvai pastebimas įprastas elgesys (nes jis būdingas praktiškai visoms tirtoms bakterijų rūšims), nes stebimos keturios tiksliai apibrėžtos fazės:

- „vėlavimo“ arba vėlavimo fazė.

- Logaritminė arba eksponentinė (staigaus augimo) fazė.

- nejudanti fazė (kreivės rinkinys).

- mirties fazė (optinio tankio sumažėjimas).

Tvirtoje terpėje

Bakterijų augimas kietoje terpėje yra šiek tiek kitoks nei skystoje terpėje, nes ląstelės nėra išsklaidytos judančiame skystyje, o greičiau kaupiasi, kad sudarytų tiksliai apibrėžtas kolonijas.

Paprastai kietoje terpėje augimas vyksta sparčiau kolonijos kraštutinumų atžvilgiu, arba, kitaip tariant, ląstelės, kurios aktyviau dalijasi, yra periferijoje, o centriniame regione esančios ląstelės yra „senesnės“, jos neaktyvios ir jie patiria autolizės (mirties) procesus.

Kai kurie autoriai šiuos augimo skirtumus kolonijose priskiria deguonies, maistinių medžiagų ir net toksiškų produktų, kuriuos gamina bakterijos kolonijų viduje, gradientams, teigdami, kad kraštutinumų atžvilgiu maistinių medžiagų ir deguonies koncentracija yra didesnė nei link centro.

Atsižvelgiant į tai, kad kolonijų kraštai yra mažiau stori nei centrinė dalis, deguonis ir maistinės medžiagos pasklinda lengviau šiose vietose nei centre, kur, priešingai, difuzijos procesai yra tokie lėti, kad jie neleidžia efektyvus ląstelių dalijimasis.

Taip pat svarbu komentuoti, kad tam tikro morfologinio modelio apibrėžimas bakterijų kolonijoje yra labai kontroliuojamas procesas ne tik metaboliškai, bet ir atsižvelgiant į genų ekspresiją, tarpląstelinės komunikacijos procesus ir kt.

Be to, kolonijos morfologija priklauso nuo daugelio aplinkos veiksnių, tokių kaip aplinkos sudėtis, temperatūra, drėgmės procentas.

Bakterijų kolonijų formų tipai

Bakterijų kolonijos morfologija gali būti analizuojama makroskopine perspektyva (plika akimi) arba mikroskopiškai (naudojant stebėjimo prietaisus, tokius kaip mikroskopai).

Makroskopiniu požiūriu bakterijų kolonijų morfologija gali būti analizuojama remiantis bendrosios formos, pakilimo ir kraštų ar kraštų ypatybėmis.

Morfologijos tipai, kuriuos gali pateikti bakterijų kolonija (Šaltinis: nepateiktas mašininio skaitymo autorius. Ewenas darė prielaidą (remiantis autorių teisių reikalavimais). Via Wikimedia Commons)

Bendros formos ir kraštų ar kraštų savybės įvertinamos žiūrint į kolonijas iš apačios į viršų (kai jos auginamos Petri lėkštelėje, kontroliuojamomis sąlygomis); tuo tarpu pakilimo tipas išsiskiria žiūrint į koloniją iš profilio arba iš šono, plokštelę laikant akių lygyje.

Pagal savo bendrąją formą

Tokiu atveju bakterijų kolonijos gali būti:

- pažymėti: tie, kurie auga kaip maži taškų agregatai, esantys arti vienas kito.

- Apvalios: jos yra labai vienodos kolonijos, visiškai apvalios.

- siūlinės: kolonijos, augančios kaip gijos, išsikišusios iš centrinio regiono ar branduolio.

- Netaisyklinga: kolonijos, kurios neturi apibrėžtų formų ir yra gana amorfiškos.

- Šakniastiebiai: kaip rodo pavadinimas, šios kolonijos auga panašiai kaip augalo šaknys.

- Fusiform: kolonijos, turinčios pailgą formą, tarsi elipsė, kurios kraštai ištiesti išilgai.

Pagal paraštes ar ribas

Kolonijos gali turėti įvairių tipų paraštes ar kraštines, tarp kurių yra:

- Visas

- Garbanotas

- Pasibeldė

- išnaikino

- siūlinis

- Garbanoti (tie, kurie atrodo kaip medžio žiedai).

Pagal jo pakilimą

Galiausiai, atsižvelgiant į šių bakterijų ląstelių agregatų padidėjimą kietoje terpėje, kolonijos gali būti:

- Plokšti: su nedideliu pakilimu arba be jo.

- Padidėjęs: jie šiek tiek išsikiša į paviršių, tačiau tai daro reguliariai, tai yra, pakilimas yra tolygus visame kolonijos skersmenyje.

- Išgaubtas: tas, kuris labiau pastebimas centre, bet kurio paraštės gana pritvirtintos prie paviršiaus.

- Pulvinatas: tie, kurie primena „kupolą“, iškilusį nuo paviršiaus.

- Umbonadai: kolonijos, turinčios pakilusius kraštus, tačiau pasižyminčios didesne ląstelių mase „išsikišančios“ link centro, įgaunančios formą, panašią į krūtį („mamiliform“).

Pagal tekstūrą

Be paminėtų savybių, bakterijų kolonijos taip pat gali turėti skirtingas faktūras, kurias galima įvertinti plika akimi, tokiu būdu, kad būtų apibrėžtos kolonijos.

- Minkšta ir blizgi

- Šiurkštus

- raukšlėta

- Sausi arba dulkėti.

Nuorodos

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., & Matsuyama, T. (2004). Kolonijų susidarymas bakterijose: eksperimentai ir modeliavimas. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… ir Mimura, M. (1999). Kolonijų modelių formavimas bakterijų ląstelių populiacijoje. „Physica A“: statistinė mechanika ir jos taikymai, 274 (1–2), 190–199.
3. Prescott, H., & Harley, JP (2003). Mikrobiologija. „McGraw Hill“ aukštasis mokslas, 412–413.
4. Shapiro, JA (1995). Bakterijų kolonijų modelių reikšmė. „Bioessays“, 17 (7), 597–607.
5. Shapiro, JA, ir Trubatch, D. (1991). Paeiliniai įvykiai bakterijų kolonijos morfogenezėje. „Physica D“: netiesinės fenomenos, 49 (1–2), 214–223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., ir Pereira, MO (2013). Kolonijų morfologijos identifikavimo patobulinimai siekiant nustatyti bakterijas. Mikrobiologinių metodų žurnalas, 95 (3), 327-335.