Kmeňové (mikrobiálne) charakteristiky, identifikácia, izolácia

A Mikrobiálne napätie Je to súbor potomkov z jedného mikrobiálneho izolovaného, ​​ktorý sa pestuje v čistom médiu a zvyčajne sa skladá z postupnosti organizmov, ktoré pochádzajú z tej istej počiatočnej kolónie.

Kmeň tiež predstavuje súbor jednotlivcov z populácie mikrobiálneho druhu, ktorý zdieľa určité fenotypové a/alebo genotypové charakteristiky, ktoré ho mierne odlišujú od ostatných od toho istého druhu, ale ktorých rozdiely nie sú dostatočné na ich kategorizáciu ako rôzne druhy.

Fotografia Petriho taniera s pevným kultivačným médiom doplneným antibiotikami, kde rastú mikróby rezistentných (zdroj: Microrao/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0) Via Wikimedia Commons)

Kmeň je „základom“ akejkoľvek mikrobiologickej štúdie, pretože vedcom zaručuje, že parametre a charakteristiky, ktoré sa skúmajú o určitom druhu mikróbov, sú špecifické iba pre tento druh. Okrem toho im umožňuje, aby svojím spôsobom zabezpečili reprodukovateľnosť vyšetrovania.

Napríklad v prípade taxonomických štúdií v mikrobiológii je prvým cieľom získať „napätie“ organizmu, ktorý je požadovaný z populácie jedného druhu iného druhu mikróbov.

Kmeň vám umožňuje udržať akýsi mikrób nažive a izolovaný In vitro Po dlhú dobu, to nie je ani zďaleka jeho prírodné prostredie. Môžete získať kmene z mnohých rôznych mikroorganizmov, ako sú baktérie, huby, vírusy, protozoa, riasy,.

Pri udržiavaní kmeňov sa musia udržiavať prísnou izoláciou, ktorá sa vyhýba napätiu, aby sa dostal do kontaktu s akýmkoľvek znečisťujúcim činidlom, ako sú plesňové spóry alebo akékoľvek činidlo externých mikroorganizmov.

[TOC]

Charakteristika kmeňov

Všetky kmene, bez ohľadu na typ mikroorganizmu (druh), ktoré predstavujú, musia splniť niektoré základné parametre, medzi ktoré patria:

- Musia byť stabilnými genetickými líniami alebo majú vysokú genetickú vernosť

Je dôležité, aby boli všetci jednotlivci, ktorí zostávajú v rámci kultivačného média. To znamená, že všetko odvodzuje od toho istého jednotlivca alebo aspoň z rovnakej populácie.

Môže vám slúžiť: Staphylococcus saprophyticus

- Musia sa ľahko udržiavať alebo kultivovať

Jednotlivci patriaci k napätiu by sa mali ľahko udržiavať v prostredí In vitro. Inými slovami, nie všetky mikróby sa dokážu izolovať od svojho prírodného prostredia. Ak je ťažké kultivovať v externých médiách, ich biológia sa dá ľahko zmeniť s minimálnymi zmenami v prostredí, v ktorom zostávajú izolované v laboratóriu.

- Potrebujú rýchly rast a vývoj v optimálnych podmienkach

Ak sa izolované mikróby nevyvíjajú rýchlo v rámci kultivačného média, ktoré sa používa na tento účel, môže byť ťažké zachovať pre svoju štúdiu, pretože môžu vyčerpať živiny vo svojom okolí, zmeniť fázu alebo ohroziť ich prežitie v týchto podmienkach v týchto podmienkach v týchto podmienkach podmienky.

- Musia prezentovať definované charakteristiky a parametre

Kmeň izolovaného mikroorganizmu musí mať spoločné vlastnosti, ktoré ho súvisia rovnako a konkrétne s jednotlivcami, ktorí sú s týmto identickými. Tieto vlastnosti musia byť časom konštantné.

- Ľahká manipulácia

Kmene používané pri bežných vyšetrovaniach vo všeobecnosti nevyžadujú príliš prísne alebo komplikované nástroje alebo protokoly. To zaisťuje, že študenti aj noví vedci si môžu v priebehu času udržiavať kontinuitu štúdií.

Id

Molekulárna identifikácia

Existujú rôzne metódy na identifikáciu čerstvo izolovaného kmeňa. V súčasnosti však najpresnejšou, najrýchlejšou a najjednoduchšou technikou na určenie identity takmer akéhokoľvek druhu je analýza niekoľkých oblastí genetických sekvencií, ktoré tvoria genóm jednotlivca.

Zvyčajne sa tieto analýzy vykonávajú amplifikácia špecifických oblastí DNA pomocou techniky PCR (polymerázová reťazová reakcia). Tieto techniky sa líšia podľa Edge, rodiny a typu mikroorganizmu, z ktorého chcete poznať identitu. Vo všeobecnosti sú tieto regióny:

- Regióny, ktoré kódujú ribozomales arns

- Gény, ktoré kódujú proteínové podjednotky, ktoré sa zúčastňujú na dýchaní (najmä ak je organizmus aeróbny)

- Genetická oblasť, ktorá kóduje aktínové mikrofilamenty (časť cytoskeletu)

- Niektoré genetické oblasti chloroplastov alebo proteínových podjednotiek, ktoré sa zúčastňujú na fotosyntéze (pre niektoré riasy a cyanobaktérie a pre všetky rastliny)

Môže vám slúžiť: saprophyty

Keď sa tieto fragmenty genómu úspešne zosilnia, sú sekvenovaní, aby poznali poradie nukleotidov, ktoré tvoria tieto regióny genómu. To sa deje prostredníctvom techník NGS (angličtina Sekvenovanie novej generácie) So špecializovanými tímami známymi ako sekvencery.

Sekvenčné oblasti sa porovnávajú so sekvenciami mikroorganizmov tohto typu, ktoré už boli uvedené vyššie, čo je možné pomocou napríklad databázy, ktorá je uložená na webovej stránke GenBank (https: // www.Ncbi.NLM.NIH.Gov/Genbank/).

Morfologická identifikácia

V laboratóriách, ktoré nemajú nástroje molekulárnej biológie na analýzu genetických charakteristík. Opäť sa fenotypové vlastnosti, ktoré sa študujú, sa líšia v závislosti od organizmu, okraja, rodiny a druhov, ktoré sa považujú za. Medzi týmito parametrami sú študované:

- Morfologické charakteristiky mikróbov v kultivačnom médiu. Zisky, ako napríklad: farba, tvar, textúra, typ rastu, sú pozorované okrem iných aspektov.

- Analýza metabolických produktov pomocou biochemických nástrojov. Študuje sa okrem iného produkcia sekundárnych metabolitov, vylučovaných chemických zlúčenín.

- Charakterizácia a kryštalizácia proteínov. Interné proteíny z mikroorganizmov sa extrahujú a študujú nezávisle.

Typickou vecou v mikrobiologických štúdiách je vykonanie charakterizácie kmeňov s oboma typmi identifikácie, tj prostredníctvom morfologických pozorovaní a molekulárnej analýzy.

Izolácia

Izolácia kmeňov znamená niekoľko techník, ktoré sa tiež používajú na oddelenie druhu mikróbov od iného. Schopnosť izolovať napätie určitého druhu záujmu je nevyhnutná na určenie presne charakteristík, ktoré ho definujú.

Väčšina kmeňových izolačných techník vytvorila v priebehu devätnásteho storočia rodičia Louis Pasteura a mikrobiológie Roberta Kocha. Obaja sa posadnuvo snažili získať čisté bunkové kultúry (kmene) mikroorganizmov, ktoré študovali.

Zdroj: Sentebrina/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0) Via Wikimedia Commons

Na získanie týchto bunkových kultúr skúmali veľkú rozmanitosť techník a nástrojov, od použitia sterilných paličiek po variácie v zložení kultivačného média, kde sa mikróby, ktoré študovali.

Môže vám slúžiť: Plasmodium malária: Charakteristiky, morfológia, životný cyklus

Techniky izolácie

V súčasnosti všetky techniky vyvinuté a používané týmito vedcami a niektoré ďalšie modernejšie techniky v 6 rôznych typoch, ktoré sú:

- Rayado, pruhy alebo škrabance: Použitím jemného a špicatého nástroja, miesta, kde sa nachádza mikroorganizmus (špeciálne pre pestovanie plodín sa nachádza In vitro v pevnom médiu). S extrémom, s ktorým bol dotknutý pruhovaný mikroorganizmus, sterilné pevné médium bohaté na živiny.

- Ponorenie alebo fúzia uprostred: Odoberie sa malá vzorka mikrób (môže to byť ako tá, ktorá sa odobrala v predchádzajúcej technike) a umiestnená vo vnútri média rastu v kvapalnom stave, agar sa pridáva na stuhnutie a očakáva sa, že ochladí. Kolónie sa budú pozorovať iba vtedy, keď je mikroorganizmus veľmi rozvinutý.

- Sériové riedenie: Vzorka pôvodného miesta, z ktorého bol druh zriedený, sa vytvára po sebe v sterilnom médiu bez iných mikroorganizmov. Riedenia sú „siatie“ v pevných médiách a očakáva sa, že kolónie sa objavia.

- Exkluzívne kultúrne médiá: Sú to kultúra, ktorá umožňuje rast iba typu záujmu mikróbov; To znamená, že má komponenty alebo živiny, ktoré umožňujú iba rast kmeňa, ktorý chcete izolovať.

- Manuálne alebo mechanické oddelenie: Malá vzorka mikróbov, ktorá je požadovaná na izoláciu, je umiestnená a cez mikroskop je jediný jednotlivec z druhu od ostatných jednotlivcov okolo neho, snaží sa oddeliť.

Niektoré z týchto techník sa ľahšie používajú ako iné. Vedci ich však používajú podľa biologických charakteristík druhov štúdie.

Odkazy

1. Z Kruif, P. (Devätnásť deväťdesiat šiestich). Lovci mikróbov. Houchton Mifflin Harcourt.
2. Dijkshoorn, l., Ursing, b. M., & Ursing, J. B. (2000). Kmeň, klon a druh: Komentáre k trom základným koncepciám bakteriológie. Journal of Medical Microbiology, 49 (5), 397-401.
3. Marx, V. (2016). Mikrobiológia: Cesta k identifikácii na úrovni napätia. Nature Methods, 13 (5), 401-404.
4. Willey, J. M., Sherwood, L., & Wouretton, C. J. (2009). Prescottove princípy mikrobiológie. Boston (MA): McGraw-Hill Higher Education.
5. Williams, J. Do. (Ed.). (2011). Kmeňové inžinierstvo: metódy a protokoly (zv. 765, pp. 389-407). New York: Human Press.