Mikrobiológia

Alosztálya	Biológia , egzakt tudományok
Gyakorolta	Mikrobiológus
Mezők	Bakteriológiai virológiai protisztológia

A mikrobiológia az alkalmazott tudomány olyan területe, amelynek célja a mikroorganizmusok és az őket jellemző tevékenységek. Pontosabban, a mikrobiológiát a mikroorganizmusok azonosítására és jellemzésére fordítják; származásuk és evolúciójuk tanulmányozásához; meghatározni sajátosságaikat, tevékenységeik termékeit és igényeiket; és megérteni az egymással és a természetes vagy mesterséges környezetükkel fenntartott kapcsolatokat.

Három királysághoz tartozó mikroorganizmusok, amelyek eukarióta vagy prokarióta sejtstruktúrát mutatnak be, vagy amelyek eukarióták, és amelyekre jellemző az egysejtűség, a mikroszkopikus vagy ultramikroszkópos méret, az anyagcsere és a szaporodási potenciál, az általános jelenlét és a bőség. A mikroorganizmusok öt csoportra oszthatók: algák , protozoonok , gombák , baktériumok , vírusok és prionok . A baktériumokat a monerek közé sorolják . Az egysejtű algák a prokarióta és az eukarióta protisták részei . Az egysejtű gombák, a zuzmók és a protozoonok eukarióta protiszták. A vírusok és a prionok acarióták (azaz sejtszerveződés nélkül).

Most " molekuláris mikrobiológiáról " is beszélünk , különös tekintettel a biotechnológia területére .

Történelmi

Az ókortól kezdve feltételezték a szabad szemmel láthatatlan fertőző ágensek létezését.

1546 : Jérôme Fracastor a betegségek terjedését az élő csíráknak tulajdonítja, amelyeket „seminaria” -nak nevezett.
1665 : Robert Hooke megmutatja a penészgombák reproduktív szerkezetét, ezért elsőként írja le a mikroorganizmusokat.
1677 : A baktériumok felfedezése Antoine van Leeuwenhoek holland mikroszkóppal .
1828 : Christian Gottfried Ehrenberg először használja a baktériumok kifejezést .
1840 : Jacob Henle német patológus "csíraelméletet" javasol a betegségekre.
1857 - 1876 : Louis Pasteur ( a Lille-i Természettudományi Kar dékánja ) kiemeli a mikroorganizmusok szerepét a tejsavas és alkoholos erjesztésben. Pasztőrözési és sterilizálási technikákat fejleszt, amelyek lehetővé teszik tiszta mikroorganizmus-kultúrák felállítását. A kultúra lehetősége lehetővé tette annak demonstrálását, hogy a spontán generáció aberráció volt.
1877 - 1895 : Louis Pasteur bizonyítja, hogy a betegségek e mikroorganizmusok jelenlétének következményei. Első szisztematikus kutatás bizonyos betegségek eredetéről, valamint az oltásról ( Edward Jenner óta ismert himlő - vírusos betegségről).
1873 - 1882 : Robert Koch kiemeli a tuberkulózisért felelős bacillust ( Mycobacterium tuberculosis ). Koch megállapította azokat a szabályokat (amelyek még mindig érvényben vannak), amelyek szigorúan bizonyítják, hogy egy adott baktérium okozza a fertőzést.
1884 : Hans Christian Gram kifejleszt egy olyan festési technikát, amelyet a baktériumok tanulmányozásában és osztályozásában használnak a két nagy csoportba: Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok.
1912 : Paul Ehrlich felfedezi az első hatékony kezelést (arzénszármazék) a szifilisz ellen. Ez az első alkalom, hogy egy bakteriális betegséget kemoterápiás szerrel kezelnek.
1917 : A bakteriofágok felfedezése Frederick Twort és Félix d'Hérelle részéről .
1928 : Frederick Griffith felfedezi a baktériumok átalakulását és megalapozza a molekuláris genetika alapjait.
1929 : Alexander Fleming felfedezi a Penicillum által termelt penicillin antibakteriális tulajdonságait . Az emberiség az antibiotikumok korszakába lép.
1944 : Albert Schatz és Selman Waksman felfedez egy másik antibiotikumot: a sztreptomicint, amelyet hamarosan felhasználnak a tuberkulózis ellen.
1960 : François Jacob , David Perrin , Carmen Sanchez és Jacques Monod az operon fogalmát javasolja a bakteriális gének expressziójának ellenőrzésére.
1977 : Carl Woese a riboszomális RNS- t tanulmányozza, hogy felfedezze egy harmadik életformát, az Archaea-t , amely genetikailag elkülönül a baktériumoktól és az eukariótáktól.
1986 : enzim-baktériumból származó Thermus aquaticus , Kary Mullis feltalálja PCR ( Polymerase Chain Reaction ) technológia. A PCR technika a molekuláris biológia alapvető eszközévé vált.
1995 : Az első bakteriális genom ( Haemophilus influenzae ) teljes szekvenálása Craig Venter és munkatársai által a TIGR-től . A mikrobiológia a genomika korszakába lép.

Tanult szervezetek

Prokarióták

A görög pro (előtte) és a caryon (sejtmag) prokarióták Prokaryota vagy Prokarya) olyan szervezetek, amelyeknek sejtje nem rendelkezik sejtmaggal vagy más organellumokkal, legalább két különálló taxonhoz tartoznak:

Az archaea vagy az archaea különleges csoport, mert főként csak anaerob fajokat tartalmaz (amelyeknek nincs szükségük oxigénre, sőt gyakran nem tolerálják az oxigént), szélsőséges környezetben élnek: extrémofil organizmusról beszélünk. A szélsőséges környezetek a biológiai sejtek által tolerált körülmények határán vannak (nagyon savas vagy nagyon lúgos sóoldat, forró közeli hőmérsékletű közeg). Az archaebaktériumok nemcsak extremofilek, hanem gyakoribb organizmusok is, amelyek klasszikus életkörülmények között élnek, például mocsarakban vagy kérődzők kérgében. Az archeobaktériumokat nem szabad szisztematikusan társítani a szélsőséges organizmusokkal, még akkor sem, ha megtaláljuk közöttük a legtöbb extremeophilust;
eubaktériumokat találunk mindennapi életünkben: talaj, étel stb. Ezek a legismertebb baktériumok. Egyes eubaktériumok azonban szintén extremofilek.

Ezeknek a mikroorganizmusoknak olyan mechanizmusaik vannak, amelyek ellenállnak ezeknek a feltételeknek.

Eukarióták

Eukarióták belső membrán rendszer körülzáró organellumok ( nucleus , plasztid , mitokondriumok , stb ); hogy van egy belső citoszkeleton (aktin, tubulin) hiányzik prokarióták, ami számukra gyakran nagyobbak, mint a prokarióták.

Úgy gondolják, hogy az eukarióták minden csoportjának volt őse a prokarióták között (archeobaktériumok vagy eubaktériumok), és hogy a mai eukarióták citoplazmájában jelen lévő mitokondriumoknak (és esetleg más organellumoknak, például kloroplasztikáknak ) is van mínuszuk egy különálló prokarióta őstől, aki gyarmatosította volna ezt az ősi baktériumot, hogy szimbiózisban ( endoszimbiózisban ) éljen vele, és az összes eukarióta képződjön, amely nélkülük már nem élhet.

Valójában a mitokondriumokban találunk egy sajátos belső citoszkeletet, egy komplex külső membránszerkezetet, egy sajátos belső genetikai anyagot, amelyet a proto-magnak nevezett plazma zónában helyezünk el (membrán nélküli, de még mindig strukturált), még akkor is, ha a mitokondrium nem sajátjaik a gazdasejt segítsége nélkül (a mitokondrium elveszítette volna reproduktív képességeiket, amelyekre már nem volt szükségük, mivel a gazdasejt gyakorlatilag minden olyan anyagot biztosít számukra, amely a növekedésükhöz és osztódásukhoz szükséges).

Algák

A gombákkal és a protozoákkal ellentétben az algák klorofill pigmentekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a fotoszintetizációt.

Ezért mozgó és autotróf élő szervezetek .

Az algák megtalálhatók a talajban, a növényekben, az édesvízben és a tengervízben.

Az "algák" szónak filogenetikai szempontból nincs értelme, vagyis az összes algára jellemző ős az eukariótáké.

Gomba

A gombák megtalálhatók a talajban, a növényekben, a növényi törmelékben, a zuzmóban , az emberi parazitákban, az állatokban és a növényekben.

Megjegyzés : Az élesztő , egysejtű eukarióta gomba. Számos élesztőfaj létezik, mint például Saccharomyces cerevisiae (pékélesztő), a Candida család (felelős a candidiasisért), Rhodotorula (néha megtalálható savanyú káposztában, amelyet vörösre színez ), Schizosaccharomyces stb.

A gombák „abszorbotrófak”: felszívódással táplálkoznak. Olyan enzimeket választanak ki, amelyek megemésztik a polimereket a külső környezetben, ez a kémiai mechanizmus például átalakítja a szénhidrátokat monomerekké (kis molekulákká), amelyek így felszívódnak.

A gombák egy bipetetikus csoport, mert egy részük, az eumycetes, az opistocontokhoz, egy másik pedig az oomycetes a heterocontokhoz tartozik.

A mikroorganizmusok mérete

Amint az elején rámutattunk, a mikroorganizmusok nagyon kicsiek (ezért a nevük is):

prokarióták ( baktériumok ): 0,5-3 µm nagyságrendű (a szélességre vonatkoztatva), a hossza nem korlátozott; az emberi szem felbontóképessége 100 µm ( 10–4 m vagy 0,1 mm ), ezért ezek a mikroorganizmusok szabad szemmel láthatatlanok;
eukarióták: nagyon változó, 2 és 200 µm között (a szélességre vonatkoztatva), a hossza nincs korlátozva; némelyik eukarióta szabad szemmel látható (különösen az algák), mások csak aggregátumok formájában láthatók (gombák, amelyek plazmafalai méretükhöz képest nagy hosszúságú szálakat bocsátanak ki). Nem minden eukarióta aggregálódik így (különösen a szabad szemmel láthatatlan protozoonok).

A terület térfogat aránya közvetlenül befolyásolja a méret: ha figyelembe vesszük, egy egyszerű forma, mint a gömb , a területe arányos a tér a mérete ( a a gömb sugarának), míg a térfogat arányos a kocka A méret ( ) esetén a felület / térfogat arány fordítottan arányos a ( ) -val . $4 \ cdot \ pi \ cdot r ^ 2$ $r$ $\ frac {4} {3} \ cdot \ pi \ cdot r ^ 3$ $r$ $\ frac {3} {r}$

Ez feltételezi a mikroorganizmus táplálkozásának sebességét: az étel áthalad a plazmamembránon, így az abszorpció sebessége arányos a felülettel, de a táplálandó mennyiség arányos a térfogattal. A tápanyagok és a hulladék be- és kilépési sebessége tehát fordítottan arányos a méretével. Tehát minél kisebb a baktérium, annál inkább képes nagy sebességgel táplálkozni. Kis méretét úgy kompenzálja, hogy nagyon nagy sebességgel szaporodik (nagyon gyors növekedési ütem).

Mikroorganizmusok tenyésztése

A környezet gazdagsága

A mikroorganizmusoknak szükségük van:

energiaforrás;
- kemotrófok esetében kémiai vegyületek (például glükóz ) lebomlásából származik ,
- fototrofáknál fény;
szénforrás;
- autotrófok esetében a CO 2 elegendő légköri (ásványi szén),
- heterotrófok esetében szerves molekulákból származik (CH 4 , ózok stb. );
Makrotápanyag (úgynevezett, mert azok koncentrációja a tenyésztő táptalajban): C , H , O , N , S , Na , Mg , P , K . A szén, a nitrogén és a foszfor elemeknek a megfelelő környezethez viszonyítva 100/10/1 arányban kell jelen lenniük ;
mikroelemek: Cu , Co , Zn , Cl , Fe , stb ;
egy nitrogén- forrást , ásványi eredetű (ammónium-só);
növekedési faktorok az auxotrófok esetében: vitaminok , aminosavak , nitrogén bázisok . A prototróf baktériumok azok, amelyeknek nincs szükségük növekedési faktorra;
A dioxigén (molekuláris oxigén) a szigorú aerobok , vagy hiánya dioxigén szigorú anaerobok; Ez utóbbiak esetében a mikroorganizmusok, a hidrogén-peroxid (H 2 O 2 ) által képzett közötti reakció O 2 és H 2 O mérgek őket, mert nincs kataláz bontó H 2 O 2 , hogy a fordított aerob egyének. Vannak választható aerob mikroorganizmusok is, amelyek képesek szaporodni oxigén jelenlétében vagy hiányában, köszönhetően a fermentáció és mikroaerofil baktériumok használatának, amelyek csak bizonyos oxigénnyomáson fejlődnek ki;
fizikai-kémiai tényezők:
- a hőmérsékleti tényező szempontjából a mikroorganizmusok három kategóriáját lehet megkülönböztetni növekedési optimumaik alapján. A pszichrofil van optimális át 15 ° C-on , a mezofil át 37 ° C-on , a termofilek át 65 ° C-on . A mikrobiális szaporodás megállításához -18 ° C-on felül kell haladni . A 3 ° C-on , kicsi a kockázata társul patogén baktériumok (mezofil, ezért virulens testhőmérsékleten), vagy toxikus, csak néhány élő baktériumok ilyen hőmérsékleten veszélyes lehet (Listeria),
- a pH- faktor szempontjából a baktériumok a semlegességet részesítik előnyben a tejsavbaktériumok kivételével. Élesztők és penészgombák esetében az optimális pH-érték savasabb (pH = 5).

A kulturális környezet sokfélesége

Kétféle kulturális média létezik:

szintetikus: olyan közeg, amelyhez a teljes kémiai összetétel megadható. Szintetikus közegeket használnak az alapkutatásban;
empirikus: olyan közeg, amelynek összetétele csak részben ismert.

és e két közegtípus között vannak szelektív táptalajok (amelyek lehetővé teszik az ott szaporodni képes mikroorganizmusok típusának kiválasztását). Így választható, hogy csak egy adott típusú baktérium fejlődhet-e (pl. Széklet coliformok esetén mFC-táptalaj vagy bizonyos kórokozók esetén véragar), vagy éppen ellenkezőleg, az élesztőgomba kialakulásának elősegítése antibiotikum hozzáadásával. közepes. A beoltott táptalaj inkubálásának hőmérséklete szintén szelekciós tényezőt képez, amint azt fentebb említettük.

A táptalaj tartalmazhat élesztő- kivonatokat (dehidratált és lizált élesztősejtek), amelyek aminosav-, vitamin- és nitrogénforrást biztosítanak, a malátakivonatok szénforrást, peptonok (állati fehérjék, halak, tejkazein) szerves nitrogénforrást jelentenek, amelyek heterotróf hatásúak lehetnek egyének.

Ezek a közegek folyékonyak vagy szilárdak. A közeg megszilárdításához gyakran használnak agart vagy agar-agart , egy vörös algából származó cukorpolimert, amelynek tulajdonsága, hogy vízzel szilárd gélt képez 60 ° C alatti hőmérsékleten .

Mód

Kihívás teszt

A kihívásteszt egy technika, amely lehetővé teszi egy adott anyag (például gyógyszerészeti, kozmetikai vagy élelmiszer-ipari termékek) antimikrobiális ( bakteriosztatikus vagy baktericid ) hatékonyságának kimutatását .

Ez a technika áll inokulálunk egy ismert mennyiségét különböző mikrobiális csírák ( baktériumok , élesztők , penészgombák , stb ), a vizsgálandó anyag, majd a számolás ezek a csírák különböző időpontokban.

Ezt a tesztet különösen a termék felhasználhatósági dátumának (DLC) vagy optimális felhasználhatósági dátumának (DLUO) érvényesítésére használják.

Sterilizáció

A sterilizálás a mikroorganizmusok fenntartható módon történő eltávolításának folyamata. A mikrobiológiában a sterilizálás célja egyrészt a vizsgálati környezetbe bejuttatott mikroorganizmusok visszaszorítása, másrészt a külső környezet és az emberek szennyeződésének elkerülése (lásd még a higiénés cikket ).

A táptalaj sterilizálásának három módja van. Hő általi megsemmisítés, szűrési módszerrel, vagy sugárzás és vegyi anyagok (gáz) alkalmazásával.

Hő

Különbséget tesznek a „száraz” és a „nedves” hőfolyamat között.

száraz hő:
- Bunsen-égő : az összes levegő, amely egy virtuális földgömbön tizenöt centiméter sugarú körzetben van a Bunsen-égő lángjának sugarától, egyszer áthaladt a lángon. Ez létrehoz egy steril próbabábut. A mikrobiológusok oxidáló lánggal dolgoznak,
- „ Pasteur sütő ” vagy „ Poupinel sütő ”: ez egy hagyományos sütő, amelyet 180 ° C-on használnak legalább 90 percig. Kevésbé hatékony, mint az autokláv (és több energiát fogyaszt).
párás meleg:
- autokláv : elve az, hogy hermetikusan lezárt kamrában forralnak vizet a nyomás növelése érdekében, és ezért meghaladják a 100 ° C-os forrást (a nyomástartó tűzhely elve ). Ezt 134 ° C-on végezzük tizennyolc percig.

Különleges esetek: pasztörizálás és tyndallization

A pasztőrözés az élelmiszer megőrzésének folyamata , amelynek során az ételt meghatározott ideig meghatározott hőmérsékletre melegítik, majd gyorsan lehűtik. A pasztörizálási hőmérséklet 70 ° C és 85 ° C között mozog . Ez a technika csak a baktériumflóra egy részét pusztítja el. Ez korántsem sterilizálási technika .

A tyndallizálás egy rövid, 70 ° C-os hőmérsékletre történő rendszeres időközönként történő hevítés (három melegítő óra huszonnégy óra a melegítés között), annak érdekében, hogy az ellenálló formák csírázásra képesek legyenek, és a következő melegítés során elpusztítsák őket. Például a tejben a kórokozó csírák elpusztítását harminc percig tartó 63 ° C-os ciklus, majd tizenöt percen át 73 ° C- os ciklus végzi .

A forralás nem sterilizálási módszer. A baktériumok spórás formái 100 ° C-on akár harminc órán keresztül is életben maradhatnak .

Szűrés

A szűrés olyan eljárás, amely folyadékot vezet át egy szűrőn, amelynek pórusainak átmérője 0,2 mikron ; a mikroorganizmusok túl nagyok ahhoz, hogy áthaladjanak, ezért a szűrő visszatartja őket. Ennek a folyadéknak a szűrőn való átnyomásához két oldatot használnak:

nyomást gyakorolunk a folyadékra egy dugattyú segítségével;
a folyadék elszívása például nyomásmentes ház létrehozásával a szűrő másik oldalán.

Ez a technika érdekes termolabilis termékek (vagyis nem hőálló termékek), például bizonyos aromás aminosavak, vitaminok, növekedési hormonok, nukleinsavak és az antibiotikumok nagy részének használata esetén. A 0,2 µm-es szűrők azonban gyorsan eltömődnek. Ez a probléma kiküszöbölhető a szűrő felületének növelésével vagy tangenciális szűrési eljárással .

Bizonyos esetekben a mikroorganizmusok gátlására szolgáló szűrőt szilárd táptalajra lehet helyezni a csírák szaporodásának lehetővé tétele céljából, ezzel a céllal, hogy számba vegyük őket és azonosítsuk őket.

Sugárzás és vegyszer

Ezeket a technikákat az ipar, beleértve az élelmiszeripart is használja. Nagyon behatolnak, mert a sugárzás és néhány gáz áthalad a műanyagon, és megöli a mikroorganizmusokat.

Az ultraibolya sugarak azonban nem jó sterilizálási technikák, mivel nem áthatolnak, ezért nem jutnak át olyan anyagokon, mint a műanyag és az üveg. Ezenkívül bizonyos mikroorganizmusok képesek helyrehozni az ultraibolya sugarak által okozott károkat, ha a terméket megvilágítják az ultraibolya sugarak alkalmazása után; ez az úgynevezett „fotójavítás” jelenség.

Bizonyos esetekben gamma-sugárzás alkalmazható , amely sokkal áthatóbb és erősebb, mint az ultraibolya sugárzás .

A tiszta kultúra fogalma

Csíkos technika

A CFU (kolóniát alkotó egység) koncepcióján alapszik. Minden sejtegység (sejt, sejtcsoport vagy hifadarab ) kolóniát eredményez.

A táptalajon egy meghatározott alakú baktériumok vagy élesztőgombák képződnek (a telep). Ennek a halomnak az alakját a telep szervezete határozza meg, amely maga is genetikailag meghatározott. A gombák thallust fognak kifejleszteni, vagyis mit lehet megfigyelni például a "penészes" lekvárokon. Az UFC-t baktériumok számlálásához is használják, az alap baktérium szuszpenzió kaszkádos hígításával készített csövekből származó lemezkultúrák alkalmazásával.

A telepek megjelenésének makroszkópos megfigyelése lehetővé teszi a szennyező baktériumok telepeinek megkülönböztetését az izolálni kívántaktól.

Hígítási szuszpenziós technika

Ezt a technikát használják a folyékony közegben (kútvíz, italok, uszodavíz stb. ) Vagy szilárd közegben (talaj, étel stb. ) Található mikroorganizmusok számának felmérésére . Használható egy tiszta törzs keverékből történő izolálására is .

Ez egyszerűen hígítások sorozata, amelyet egy alikvot mintája követ, amelyet egy szelektív vagy nem szelektív táptalajra terítenek. Ezután elegendő lesz megszámolni a telepek számát, és ismerve az alikvot térfogatát (általában egy milliliter egy edényen), levezetjük a tápközegben lévő baktériumok hozzávetőleges mennyiségét (úgy tekintjük, hogy a CFU megfelel egy baktériumnak) .

A baktériumok azonosítása

A baktériumok azonosítása egy dichotóm kulcs alapján történik, amely a legnagyobb és a leghegyesebb karakterek között halad, és végül egy adott baktériumfajhoz jut.

Morfológiai kritériumok

A baktériumok morfológiájának vizsgálata az első olyan eljárás, amelyet egy diagnosztikai laboratórium végez a baktérium azonosítására. A bakteriális morfológia megfigyelése lehetővé teszi a diagnózis előzetes orientálását.

Makroszkopikus

Szabad szemmel meg tudjuk különböztetni a telep jellemzőit:

a dombormű alakja (domború, félig domború, lapos);
méret;
a szín ;
megjelenés (ragadós, fonalas stb. );
a szag ;
átlátszóság (átlátszatlan, áttetsző);
a kontúrok alakja (szabályos, szaggatott);
következetesség;
pigmentáció;
a felület megjelenése (sima vagy érdes).

A telepeknek három fő típusa van:

S típusú telepek ( sima ): sima és szabályos kontúrok, félig lekerekített, fényes, krémes felület;
M típusú kolóniák (nyálkahártya): sima és szabályos körvonalak, nagyon lekerekített, nagyon fényes, szálas felületű;
R típusú kolóniák ( durva ): szabálytalan körvonalak, lapos érdesek és unalmasak, szárazak.

Mikroszkopikus Friss állapot

A friss állapotot egy kolóniás szuszpenzióval végezzük, amely nem rögzül a tárgylemezen, mint a grammfolt, hanem egy csepp szuszpenzióval a tárgylemez és a fedőlemez között. Ezt a mikroszkópos megfigyelést az x40 objektívvel végezzük , kevés fény mellett, hogy ne pusztítsuk el a baktériumokat, mert ennek a megfigyelésnek a célja a mobilitásuk megismerése (láthatjuk a morfológiát is, de ez jobban látható a grammfestésnél).

Gram-festés

Mivel a baktériumok általában szinte átlátszók, akkor azzal kezdjük, hogy kenetet készítünk (kenetet készítünk) egy mikroszkóp tárgylemezre, amelyre Gram-foltot viszünk fel . A mikroszkópos megfigyelést az x100 objektívvel, merítőolajjal végezzük. A gram-pozitív baktériumok lilának, míg a gram-negatívak rózsaszínűnek tűnnek. Vannak más színezetek, például a malachitzöld a sporulált formák kiemelésére. A sejtfal típusának meghatározásához Gram-foltot használnak.

Forma

A forma a baktériumok világában rendkívül változatos. A fal nélküli baktériumok ( Mycoplasmas ) kivételével, amelyek nagyon polimorfak lehetnek, a sokféleség viszonylag korlátozott az orvosi és állatorvosi érdekű baktériumok esetében. Ezek közül főleg gömbös ( cocci ), hengeres ( bacillus ), spirális ( spirilla ), tekercselt (spirochete) formákat különböztetünk meg bimbózó vagy fonalas függelékekkel.

Csoportosítási mód

Ezek csoportosíthatjuk, a láncok ( Streptococcus , Enterococcus , Lactococcus , stb ), az aszimmetrikus klaszterek vagy klaszterek ( Staphylococcus ), szabályos köbös klaszterek (sarcines), Palisades vagy kötegek csapok ( Corynebacterium ), stb A csoportosítási mód, azzal a feltétellel, hogy folyékony közegben végzett fiatal kultúrán értékelik, és figyelembe veszik az uralkodó szempontot, szintén fontos elem az azonosítás irányításához.

Vágott

A legkisebb baktériumok mérete 0,1–0,2 um ( Chlamydia ), míg néhányuk átmérője meghaladja a 10 µm- t . A legnagyobb ismert baktérium ( Thiomargarita namibiensis ) átmérője elérheti a 750 µm-t .

Spórák jelenléte

Nem minden baktérium képes spórázni. Minden Gram + bacilus stressz alatt sporul. A spórák optikai mikroszkóp alatt történő megjelenítéséhez csak malachitzöld vagy indiai festékkel kell megfesteni őket . De kitalálhatjuk őket a Gram-folttal (festés hiánya). A spórák a Bacillusokban vannak jelen.

Mobilitás

A baktériumok felszerelhetők egy vagy több flagellával, amely lehetővé teszi számukra a mozgást. A mobilitás két leggyakoribb típusa a peritoneális ciliatúra, ha a baktérium minden irányban mozog, vagy a poláris ciliature, ha a baktérium csak egy irányba megy. A baktériumok mozgási módjának meghatározásához kemotaxisról beszélünk. A táptalajban fejlődő baktériumok koncentrációgradiensek szerint mozognak, hogy közelebb kerüljenek "táplálékához"

Bizonyos mozgékonyság egy olyan mechanizmustól függ, amely magában foglalja a IV-es típusú pilust és több poliszacharidot, mint a Myxococcus xanthus baktériumban .

Kapszula

A kapszula polimerekből (poliszacharidok vagy fehérjék) képződik, amelyek rétegekben vannak elrendezve a baktériumok perifériáján. Ez lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy megtapadjanak a felületeken (gyarmatosítsák a felületeket), és kiszabaduljanak az immunrendszerből, mivel a felületi antigéneket a kapszula fedi, ami kimutathatatlanná teszi őket (patogenitás).

Biokémiai kritériumok

A baktériumot úgy is azonosítják, hogy megfigyelik, használ-e egy adott szubsztrátot. Ezért egy táptalajban szénhidráttal, peptiddel vagy más összetettebb szubsztrátokkal kerül érintkezésbe - az oxidáz teszt például tetrametil-parafenilén-diamint használ . Ennek a szubsztrátnak a használata a pH-mutató megváltoztatásával tárható fel, mivel az alkalmazott szénhidrát savas terméket, egy peptid bázikus terméket ad stb.

Minden baktériumcsaládnak megvannak a maga sajátosságai, így azokat könnyen össze tudjuk hozni olyan alapvető jellemzőkkel, mint például a glükóz használata oxigénnel vagy anélkül, nitrátok csökkentése stb. Ezután vannak biokémiai azonosító galériáink, amelyeket néha szakosodott vállalatok értékesítenek. Ezek a tesztek meglehetősen hosszúak, egy-két napig.

Genetikai kritériumok

Idézhetünk géntechnológiai technikákat, például:

a PCR ( polimeráz láncreakció ), amely csak egy családban vagy egy baktérium nemben jelen lévő gént céloz meg specifikus rövid DNS-szekvenciák (oligonukleotid-primerek) új szintézisével;
a mikroarray ugyanazt az elvet alkalmazva, de akár azonos törzs pontossággal.

Bakteriális szisztematika

A szisztematika lehetővé teszi az ismeretlen baktériumtörzs azonosítását a különféle vizsgálatoknak és specifikus táptalajok alkalmazásának köszönhetően.

A Gram festés, valamint a kataláz és az oxidáz vizsgálata a család meghatározása céljából. A sajátos tenyésztési környezetek lehetővé teszik a nemzetség és a faj elérését. Bizonyos esetekben további tesztek, például szerocsoport is alkalmazhatók.

Gram-pozitív és kataláz-pozitív kokkok

Micrococcaceae család
- Micrococcus nemzetség
Staphylococcaceae család
- Staphylococcus nemzetség

Gram-pozitív és kataláz-negatív héj

Streptococcaceae család
- Lancefield A, B, C, D ( Enterococcus ), F és G csoport streptococcusai

Gram-negatív héj

A gramnegatív vékony falú baktériumokból áll, amelyek nem tartják fenn a gentian / kristálykéket. Fénymikroszkóp alatt rózsaszínben jelennek meg, miután hozzáadták a fukszint (például a neisseria nemzetséget).

Gram pozitív bacillus

Bacillus nemzetség
Listeria nemzetség
Clostridium nemzetség

Gram-negatív bacillus Negatív oxidáz

Enterobacteriaceae család :

Salmonella nemzetség
Escherichia nemzetség
- Az Escherichiae Coli csoportosítása
- Más Escherichia csoportosítása
Shigella nemzetség
Klebsiella nemzetség
Nemzetség Enterobacter
A Serratia nemzetség
Genus Proteus
Morganella nemzetség
Providencia nemzetség
Hafnia nemzetség

Pozitív oxidáz

Antibakteriális szerek

Fizikai szerek

A következő szerek említhetők:

hő: 65 ° C -tól a fehérjék denaturálódnak, azonban egyes mikroorganizmusok képesek ellenállni a magasabb hőmérsékleteknek;
a pH : túl savas vagy túl lúgos;
nagy nyomás: 6000 bar-tól. Így az nyomáskezeléssel sterilizálják az iparban előállított gyümölcsleveket ;
UV sugarak: 260 nm körüli hullámhosszon elpusztítják az összes mikroorganizmust. A műanyagok nem túl hatékonyak, a levegő sterilizálására szolgálnak;
gammasugarak: az UV sugarakhoz hasonlóan nagyon hatékonyak. Átmehetnek minden műanyagon, ezért olyan eszközök sterilizálására szolgálnak, mint a sebészeti fonalak. Használatukat kipróbálták élelmiszeripari termékek számára, sikertelenül a nyilvánosság előtt.

Vegyi anyagok

Az alkalmazott vegyi anyagok két kategóriába sorolhatók: antiszeptikumok és fertőtlenítők . Antiszeptikumokat használnak a mikroorganizmusok eltávolítására az élő szövetekből; fertőtlenítőszereket használnak inert felületeken.

Antibiotikumok

Az antibiotikumok olyan vegyi anyagok, amelyek specifikusan képesek hatást gyakorolni a baktériumok szaporodásának korlátozására. Nincsenek toxikusak más sejtekre (gombák és más eukarióták). Ezeknek a molekuláknak drasztikus hatása lehet, vagyis baktericid hatású; hatékonyságuk korlátozott lehet a baktériumok fejlődésének megakadályozásában is (ezt bakteriosztatikus hatásnak nevezik).

Antibiotikum rezisztencia

Baktériumok szaporodása

A baktériumok ereje vagy képessége számuk növelése; a baktériumok típusától függ (termofilek, mezofilek, pszichrofilek, pszichrotrófok stb.) Amikor a baktériumokat megfelelő folyékony közegben inkubálják, általában tovább exponenciálisan szaporodnak, amíg a növekedésükhöz szükséges tényező el nem éri a kimerülést, és korlátozóvá nem válik, vagy gátlóvá válik. metabolittermékek (szerves savak, alkoholok, ammónia stb.) túlzottan felhalmozódnak. Ezt a tápanyag hozzáadása vagy a hulladék eltávolítása nélkül végzett tenyésztést szakaszos vagy szakaszos tenyészetnek nevezzük, amely zárt rendszert alkot. Az ilyen típusú kultúra úgy viselkedik, mint egy többsejtű szervezet, genetikailag meghatározott növekedési korlátozottsággal.

Az ilyen kultúra növekedését az életképes sejtek számának logaritmusának az idő függvényében történő ábrázolásával ábrázolhatjuk. A kapott görbe hat szakaszra osztható:

Késleltetési szakasz. A törzs új környezetéhez való alkalmazkodásának időszaka. Ez a fázis nem létezne, ha a törzs ugyanabból a táptalajból származna;
Gyorsítási szakasz. Ebben a szakaszban aktív enzimszintézis folyik;
Exponenciális növekedési szakasz. Ebben a fázisban a baktériumok maximális állandó sebességgel növekednek;
Lassítási szakasz. Ebben a fázisban a tápközeg kezd fogyni: a tápanyagok koncentrációjának csökkenése, a sejtes hulladék kezd felhalmozódni a közegben;
Helyhez kötött fázis. Ebben a fázisban annyi osztódó baktérium van, mint elpusztuló baktérium;
Elutasítási szakasz. Ebben a szakaszban a baktériumok elpusztulnak a tápanyagok hiánya és a baktériumok által termelt túl sok hulladék miatt.

Diauxie

Két szénforrás jelenlétében a baktériumok kétfázisú növekedési görbét mutatnak. Ezt a legkönnyebben asszimilálható szénforrás fogyasztásával magyarázzák, majd egy adaptációval, amely során szintetizálódnak a második szénforrás lebontását lehetővé tevő enzimek, majd a második szénforrás felhasználásával (ez a helyzet például a Kligler-Hajna közeg esetében) Ezen a táptalajon a baktérium az első szénforrásként a glükózt, majd a második szénforrásként a laktózt használja, ha már nincs glükóz). Ennek a viselkedésnek az elemzése tette lehetővé Jacques Monod számára az operon fogalmának meghatározását ; a legismertebb a laktóz operon.

Megjegyzések és hivatkozások

Ez a cikk részben vagy egészben a " Kihívás teszt " című cikkből származik (lásd a szerzők felsorolását ) .

Le Grand Dictionnaire terminologique , „mikroorganizmus” .
hozzáférés az ADIT által forgalmazott összefoglaló cikkhez ( P r D r Axel A. Brakhage, "A gyógyszerészeti biotermékek", 11/29 . Cikk , "Fehér biotechnológia, fejlődés és perspektívák - Franco German szakértők találkozója", Berlin, 2006. szeptember 29.
Bonazzi, Firenze (2005), Higiénia a háziorvosok orvosi rendelőjében: 30 orvos megfigyelése Grenoble környékéről (Doktori disszertáció, Joseph-Fourier Egyetem).
(in) Salim T. Islam , Israel Vergara Alvarez , Fares Saidi és Annick Guiseppi , " A baktériumok multicellularitásának modulációja térspecifikus poliszacharid-szekrécióval " , PLoS Biology , vol. 18, n o 6,2020. június 9, e3000728 ( ISSN 1545-7885 , PMID 32516311 , PMCID PMC7310880 , DOI 10.1371 / journal.pbio.3000728 , online olvasás , hozzáférés : 2020. december 14. )

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

Külső hivatkozás

Az internetes mikrobiológiai területek kiválasztása: Les Signets de la Bibliothèque nationale de France