Mikrobiologija – plati šiuolaikinis mokslas kuris studijuoja biocheminius ir fizines savybes, bakterijų morfologija ir taksonomija. Prokariotų pasaulyje gausu daugybės Įvairios rūšys. Norint ištirti visus šių mikroorganizmų parametrus, vyksta darbas su jų kultūromis specialiose maistinėse terpėse steriliomis sąlygomis. Kultūrinės bakterijų savybės yra viena iš svarbiausi būdai prokariotų apibrėžimas ir tyrimas.
bakterijos?
Ne paslaptis, kad prokariotai yra vienaląsčiai organizmai. Jie dauginasi lengvai ir greitai, padvigubina jų skaičių, remiantis kai kuriais pranešimais, kas 20-30 minučių. Nesunku atspėti, kad mūsų laukia kultūros augimas.
Kolonija yra vienos ląstelės palikuonys, matoma sankaupa didelis kiekis mikroorganizmai maistinėje terpėje. Pagal kolonijos dydį, spalvą ir kt morfologinės savybės laboratorijoje nustatomos bakterijų kultūrinės savybės.
Norint ištirti atskiro prokariotinių ląstelių kaupimosi parametrus, naudojama speciali maistinė terpė. Ant jo mikroorganizmai gali greitai daugintis, nes kompozicijoje yra medžiagų, svarbių bakterijų metabolizmui. Dėl to po 4-5 dienų (laiko intervalas gali skirtis) ant Petri lėkštelės atsiranda pastebimų ženklų. matomi taškai su kuriuo dirbti.
Bakterijų mėginys, gautas iš bet kurios terpės, iš anksto praskiedžiamas, kad būtų sumažintas bakterijų skaičius tūrio vienete. Ši procedūra atliekama norint patogiai dirbti ateityje, nes per daug sėjant mikroorganizmų maistinė terpė gali pasidengti ištisiniu kolonijų sluoksniu (vadinamoji „veja“). Tada atskiri taškai sunkiai išsiskiria, o daugelio procedūrų atlikti tampa neįmanoma.
Bakterijų kultūrinių savybių samprata
Kaip atliekama mikroorganizmų kolonijų analizė? Į kokius parametrus reikėtų atsižvelgti atliekant tyrimą?
Bakterijų kolonijos apibūdinimas maistinėje terpėje sudaromas pagal kelis kriterijus. Tai apima morfologinius, biocheminius, fiziologines savybes mikroorganizmų, o visi šie parametrai laboratorijoje nustatomi etapais. Pavyzdžiui, vizualiniai skirtumaišios bakterijos kolonijos gali būti registruojamos iš karto po jų auginimo. Likę požymiai jau tiriami naudojant specialią įrangą (mikroskopą) arba tam tikrus darbo su medžiagų analizatoriais, metabolitų, pigmentų, fermentų ir kitų prokariotų atliekų produktų metodus.
Kai kurios kultūrinės bakterijų savybės pateikiamos žemiau.
1. Kolonijos dydis. Jis gali būti labai mažas, mažas, vidutinis ir didelis. Skersmuo matuojamas milimetrais ir gali svyruoti nuo 0,1 iki 5 ar daugiau. Kolonijos, kurių skersmuo mažesnis nei 1 mm, vadinamos taškinėmis.
2. Spalva, taip pat galimybė į aplinką išleisti dažantį pigmentą.
3.Paviršius. Čia nustatoma, ar jis lygus, grubus, nelygus ar visiškai sulankstytas.
4. Kolonijos profilis: kraterio formos, išgaubtas, kūgio formos arba tiesiog plokščias.
5. Kolonijos struktūra. Jis gali būti vienalytis, dryžuotas, stambiagrūdis arba smulkiagrūdis.
6. Optinės savybės: skaidrus, permatomas, nepermatomas, fluorescencinis, matinis arba blizgus;
7. Nuoseklumas. Kolonija gali būti klampi arba skysta, pastos pavidalo arba plėvele, riebi arba trapi.
8. Kolonijos kraštas: lygus, skiautas, šakniastiebis, banguotas, dantytas ir kt.
Jei dirbama su mažomis ląstelių grupėmis, naudojamas mikroskopas. Nedidelį padidėjimą galite pamatyti kolonijos kraštą, jos profilį ir paviršių. Kai kurios funkcijos yra tiriamos naudojant cheminių medžiagų. Konsistenciją galima rasti palietus koloniją sterilizuota kilpa arba pipete. Taigi nustatomos kultūrinės ir biocheminės bakterijų savybės. 
Maistinė terpė
Kad bakterijos aktyviai daugintųsi laboratorinėmis sąlygomis, jos naudojamos.Jos gali būti augalinės arba gyvulinės kilmės, o konsistencija – kietos arba skystos. Svarbūs parametrai gaminant tokius mišinius yra pastovus rūgštingumas, osmosinis slėgis ir, žinoma, fermentų, vitaminų, mikro ir makro elementų buvimas. Nepamirškite apie anglies, azoto ir vandenilio šaltinius.
Maistinė terpė būtinai turi būti skaidri arba permatoma, kad būtų galima be klaidų nustatyti kultūrines bakterijų savybes. Agaras dažniausiai naudojamas kaip pradinė medžiaga tokių terpių gamybai. Jis gali būti skystas (išlydytas), bet dažniausiai iš karto supilamas į Petri lėkštelę ir sukietėja. 
Laboratorijoje naudojamos ir skystos maistinės terpės, tačiau dėl mikroorganizmų fiziologijos agregacijos būklės bakterijų kultūrinės savybės tiriamos kiek kitaip. Čia svarbūs tokie parametrai kaip vandens drumstumo laipsnis, paviršius, augimas prie sienos ar prie dugno. Granuliuotos nuosėdos, vienalytės arba dribsnių pavidalo, ir kiti požymiai, kuriuos galima pastebėti tik skystoje terpėje. 
Įrankiai darbui
Manipuliuojant reikia naudoti sterilizuotus laboratorinius instrumentus. Norint pasėti ir tirti mikroorganizmų kultūrines savybes, reikia turėti bakterinę kilpą arba Pasteur pipetę. Abu instrumentai turi būti sterilizuoti alkoholio lempos liepsnoje, o pipetės antgalį prieš tai nuplėšti.
Šie paprasti prietaisai padės dirbant su pasėliais laboratorijoje tiek kietoje maistinėje terpėje, tiek skystyje. 
3 žingsniai izoliuotų kolonijų išskyrimui
Pradinėje medžiagoje dažniausiai yra įvairių bakterijų mišinys. Izoliuotų kolonijų išskyrimas reikalinga grupė ląstelės yra kruopštus ir daug pastangų reikalaujantis procesas. Jis sąlygiškai suskirstytas į tris etapus:
1. Bakterijų kaupiamosios kultūros išskyrimas, tarp kurių yra ta, kurios mums reikia tyrimams.
2. Išskirtų grynų kolonijų išskyrimas naudojant specialius selektyvinius metodus.
3. Bakterijų ląstelių auginimas ir dauginimas, darbas su jomis.
Žinoma, norint „išgauti“ reikiamas bakterijas, reikėtų ieškoti didžiausios jų koncentracijos vietų išorinėje aplinkoje, o patogeninių ar oportunistinių prokariotų atveju galima visiškai panaudoti biologinį tyrimo metodą. Pastarosios esmė slypi tame, kad parenkamas šiai bakterijai jautrus organizmas. Jis dauginasi bandomajame gyvūne, todėl kraujo mėginyje galima rasti daug darbui reikalingų prokariotinių ląstelių.
Izoliuotų kolonijų išskyrimas
Bakterijų kultūrines savybes galima tirti tik izoliuotose ir grynose kolonijose. Kad tokių gautų iš kelių dešimčių svetimų rūšių bakterijų ant Petri lėkštelės, naudokite Kocho metodą. Jo esmė slypi tame, kad norimos bakterijos dedamos ant 3 skirtingų ir mikroorganizmų neturinčių puodelių su maistine terpe. Be to, tai daroma ta pačia kilpa ar pipete pagal likutinį principą, t. y., per maistinę terpę praleidus pirmąjį ir antrąjį puodelius, nenubraukiama papildomų bakterijų ląstelių. Taigi jau trečią bakterijų sumažės ir bus galima nesunkiai rasti norimą koloniją tyrimams.
Kultūros ypatybės – mikrobiologijos pagrindai
Bakterijų ląstelių tyrimas visada prasideda nuo jų kolonijos analizės. Pagal tam tikrą parametrų sąrašą ant Petri lėkštelės aprašoma mikroorganizmų grupė, tada daromas fiksuotas tepinėlis ir tokiu būdu paruošiamas preparatas. Jis tiriamas mikroskopu ir jau aprašomos atskiros kolonijos ląstelės. Abu veiksmai reikalingi norint nustatyti bakterijas: patogeniškas ar ne, kurioms sisteminė grupė susieti ir pan. 
Kur galima rasti bakterijų?
Beveik visur. Jie gyvena tiek ore, tiek viduje Žemės pluta, tiek vandenyje, tiek tokiame ekstremaliomis sąlygomis kaip geizeriai, ugnikalniai ar, atvirkščiai, arktiniai ledynai. Mūsų kūne yra milijardai bakterijų Žmogaus kūnas, o tarp jų yra ir naudingų, ir patogeniškų rūšių.
Tamponas nuo bet kurio paviršiaus, jei jis nebuvo anksčiau sterilizuotas, Petri lėkštelėje suteiks kelių skirtingų tipų kolonijų. Ar bakterijų ląstelė sudygsta, ar ne, priklauso nuo maistinių medžiagų substrato, kuris dažnai naudojamas auginant reikalingus mikroorganizmus, sudėties. Taigi iš anksto ruošiama rinkiminė aplinka, kurioje tik tam tikrų tipų bakterijos.
Sisteminimui ar identifikavimui aktyviai naudojamos bakterijų kultūrinės savybės. Mikrobiologija dažnai susiduria su tokiomis problemomis kaip kolonijų sėjimas ir auginimas, mėginių ėmimas iš jų, įrangos sterilizavimas ir kruopštus darbas su alkoholio lempos liepsna. 
Išvada
Daugelyje biologinių laboratorijų atliekami įvairios kilmės bakterijų ląstelių tyrimai. Šis ir diagnostikos centrai ir mokslo asociacijos. Bakterijų kultūrinės savybės yra vienas iš mikroorganizmų atpažinimo būdų, padedantis dirbant su įvairių rūšių prokariotų „kokteiliais“. Taip pat leidžia žinoti, kuriai sisteminei grupei priklauso konkreti ląstelė dar kartą patikrinti naudojamos medžiagos tyrimo eigos teisingumą.
Bakterijų kolonizacija - vietovės apgyvendinimas ir mikrobų bendruomenės formavimasis.
Laboratorinėmis sąlygomis kolonizacija yra bakterijų augimas kolonijų pavidalu (atskiros suapvalintos formacijos tankioje maistinėje terpėje (PPS).
Natūraliomis sąlygomis bakterijų dauginimasis vyksta bioplėvelių pavidalu (augimas PPS paviršiuje).
Savo dauginimosi greičiu bakterijos lenkia visus kitus organizmus. Esant palankioms sąlygoms, bakterijos gali dalytis kas 20 minučių, sudarydamos didžiules kolonijas.
Trūkstant maistinių medžiagų, sustoja bakterijų kolonijos augimas. Daugelis bakterijų tuo pačiu metu pradeda formuoti sporas, kurios padeda išsaugoti individus, o ne daugintis. Formuodamasi sporą, bakterija gamina labai tankus apvalkalas. Sporos neleidžia bakterijoms išdžiūti, geba toleruoti žemą ar aukštos temperatūros. Sporos gali išlikti gyvybingos šimtus metų.
49. Bakterijų bioplėvelės sandaros ir funkcijų ypatumai
Dabar pripažįstama, kad dauguma mikroorganizmų natūralioje ir dirbtinai sukurtoje aplinkoje egzistuoja kaip struktūrinės, prie paviršiaus prisirišusios bendruomenės. bioplėvelės.
Biofilmas - mikrobų bendruomenė, kuriai būdingos ląstelės, kurios yra prijungtos prie paviršiaus arba viena prie kitos, uždarytos jų sintezuojamų ekstraląstelinių polimerinių medžiagų matricoje
Bioplėvelės formavimosi etapai:
Grįžtamasis sukibimas
Negrįžtamas (receptorių sukeltas) sukibimas (egzopolisacharidai)
Bioplėvelės brendimas
už signalinių molekulių sintezę atsakingų genų ekspresija:
Gr (+) - acil-homoserino laktonai,
Gr(-)-trumpos grandinės peptidai
Matricos sudėtis: mikroorganizmo polisacharidai ir rūgštiniai polisacharidai (mucinas – gaminamas makroorganizmo),
Bakterijų sąveikos reiškinys vadinamas " kvorumo jutimas arba „kvorumo prasmė
QS-bakterijų bendravimo kalba
(bioplėvelių susidarymas, patogeniškumas, antibiotikų sintezė)
Bakterijų egzogeninių patogeniškumo faktorių gamyba bioplėvelėse vyksta tik tada, kai jos pasiekia tam tikrą kritinę bakterijų ląstelių masę, pakankamą organizmo gynybiniams mechanizmams įveikti ir sėkmingai vystyti infekcinį procesą.
Mikrobų bioplėvelių vaidmuo tokių įprastų ligų atsiradimui ir vystymuisi:
infekcijų, susijusių su kraujagyslių kateterizavimu, sukeltos Staphylococcus aureus ir kiti gramteigiami mikroorganizmai
stafilokokų sukeltos širdies vožtuvų ir sąnarių protezų infekcijos
periodontitas, kurį sukelia daugybė burnos mikroorganizmų
infekcijos šlapimo takų, paskambino E. plki ir kiti patogenai,
vidurinės ausies infekcijos, pvz haemophilus influenzae
Bioplėvelių nauda aplinkai
Maistinių medžiagų prieinamumo ir medžiagų apykaitos bendradarbiavimo palengvinimas
Apsauga nuo neigiamo aplinkos poveikio
Atsparumas antibakterinėms medžiagoms
Atsparumas antibakterinėms medžiagoms:
antibiotikų inaktyvavimas ekstraląsteliniais polimerais arba fermentais,
lėtėja medžiagų apykaita ir atitinkamai sumažėja mikroorganizmų augimo greitis esant bioplėvelės maistinių medžiagų ribojimo sąlygoms, dėl kurių antibakterinis vaistas išsklaido iš bioplėvelės greičiau nei spėja jas veikti,
galimų atsparumo genų ekspresija
patvarių mikroorganizmų atsiradimas bioplėvelėje, veikiant antibiotikams
Atsparumo įveikimo ir kovos su bioplėvelėmis strategijos:
pirminės implanto infekcijos prevencija,
sumažinti pradinį mikrobų ląstelių sukibimą,
įvairių biocidų prasiskverbimo per bioplėvelės matricą metodų kūrimas, siekiant slopinti su bioplėvele susietų ląstelių aktyvumą
matricos sunaikinimas
Mikrobų kolonija – tai ribota bakterijų ląstelių sankaupa, dažniausiai tos pačios formos, kurios susidaro maistinių kompozicijų paviršiuje (arba viduje). turi savus nustatymo kriterijus ir dažniausiai gali būti tik apytikslis jų vertinimo gairė.
Bendrieji kolonijų nustatymo kriterijai
Šiuolaikinė mikrobiologija, nustatydama konkrečią bakterijų populiaciją, įvertindama jos struktūrą, naudoja šiuos bendruosius kriterijus:
- Vertė. Dideli pasėliai gali būti 6 mm ir didesni, o maži - mažesni nei 1 mm.
- Forma. Paprastai jie išskiria teisingą, tai yra, apvalią formą, elipsoidą, rozetę, rizoidą.
- Dažymas. Skirtingi jų tipai gali būti balti arba turėti įvairių spalvų.
- Skaidrumas.
- Palengvėjimas. Yra plokščios, plokščiai išgaubtos, kupolo formos su paaukštintu viduriu, su formos įspūdžiu.
- Paviršius. Jis gali būti lygus, raukšlėtas, sausas, gleivėtas, trapus, miltuotas.
Atsižvelgiant į visas šias savybes, visi mikroorganizmų rinkiniai yra išsamiai ištirti. Tokie ženklai aiškiai matomi naudojant darytose nuotraukose elektroninis mikroskopas ir kitus įrenginius.
Kam naudojamos kolonijos?
Paprastai jie naudojami grynosioms kultūroms gauti. Gryna kultūra – tai tos pačios rūšies mikroorganizmų populiacija, auginama naudojant palankią aplinką. Daugelis mikroorganizmų tipų išsiskiria kai kuriais specifinė savybė. Jie derinami pagal skirtingus kriterijus į biovarus (tai yra biologinius variantus). Nuotraukoje, darytoje naudojant elektroninį mikroskopą, galima nustatyti daugybę mikrobų tipų:
- Chemovarai yra variantai, kurie skiriasi biocheminėmis savybėmis.
- Serovarai - jie išsiskiria genetiniu pagrindu.
- Fagovarai skiriasi .
Petri lėkštelėje taip pat galite skiepyti ant kietos terpės. Šiuo atveju biologinė medžiaga dedama šalia jos kraštų.
Kaip sėjama Petri lėkštelėje?
Į Petri lėkštelę, šalia jos krašto, kilpa, pipete ar tamponu uždedama kultūrai gauti reikalinga medžiaga. Mentele greitai ("laikų" sąskaita) nubraukiama per liepsną. Labai atsargiai biomedžiaga paskirstoma visame indo paviršiuje.
Petri lėkštelėje galima sėti ir įpurškiant į storį maistinė sudėtis. Tokiu atveju gaunama gryna mikrobų kolekcija, ir tai aiškiai matyti nuotraukoje, darytoje naudojant mikroskopą.
Įrenginyje, skirtame kolonijoms iš bakterijų gauti, taip pat galima skiepyti maistinio tirpalo storiu.
Kiti būdai gauti bakterijų kolonijas
Pagal Kochą galima veisti mikrobų kolonijas. Šiuo atveju nustatymui reikalinga medžiaga praskiedžiama nuosekliai (paprastai praskiedimų skaičius siekia keturis). Įjungta paskutinis žingsnis dauginimasis įrenginyje, kuris naudojamas bakterijų inkubavimui, atsiranda atskiros mikrobų grupės, aiškiai matomos nuotraukoje. Visos tokios kolonijos kyla iš motininės ląstelės.
Panaši štamo paruošimo forma naudojama, kai nustatymui paruošta medžiaga skiedžiama mėgintuvėlyje naudojant sterilų maistinių medžiagų sultinį. Į pirmąjį puodelį įlašinamas vienas lašas medžiagos. Jis paskirstomas visame laive. Tada tai atliekama sterilia mentele, o sėjama ta pačia forma į antrąjį puodelį. Ši mikroorganizmų kolonijų egzistavimo forma leidžia gauti gryniausias jų padermes, aiškiai matomas nuotraukoje.
Kolonijų išskyrimas specialiuose įrenginiuose
Kartais gryniems bakterijų sankaupoms gauti naudojami specialūs prietaisai. Jie palengvina. Tokiuose įrenginiuose galite sukurti viską būtinas sąlygas jų vystymuisi.
Dažniausiai naudojamas mikromanipuliatorius. Tai prietaisas, leidžiantis iš suspensijos išgauti tik vieną ląstelę naudojant mikrokilpą. Ant mikroskopo scenos sumontuota drėgna kamera, kurioje įtaisytas „pakabinamas lašas“. Tokiame įrenginyje jų dydžiai, formos daromos mikrono tikslumu. Tyrėjas gali nesunkiai identifikuoti ląsteles, perkelti jas į mėgintuvėlį, kuriame jau yra sterilus maistinis skystis. Pasirodo švarus.
· Kolonijos lygios, blizgios, taisyklingos išgaubtos formos;
· Augant sultinyje – vienodas drumstumas;
Judančios bakterijos turi žvynelius;
Kapsulinės bakterijos turi kapsulę;
· Biochemiškai aktyvus;
· Skausmingas;
· Pateikiama dažniau ūminis laikotarpis ligų.
· Kolonijos netaisyklingos formos, drumstas, šiurkštus;
· Augti sultinyje nuosėdų pavidalu;
Judriose bakterijose žvynelių gali nebūti;
nėra kapsulių;
· Biocheminės savybės yra silpnai išreikšti;
Dauguma bakterijų yra mažiau patogeniškos;
・Paprastai izoliuotas nuo lėtinė forma ligų.
Patogeninės bakterijos dažniau būna S formos. Išimtys yra tuberkuliozės, maro sukėlėjai, juodligė, kurioje R forma yra patogeniška.
Pokyčiai, vykstantys bakterijų ląstelės, gali būti nepaveldimas – fenotipinis kintamumas ir paveldimas – genotipinis kintamumas.
> Fenotipinis kintamumas (modifikacija)
Mikroorganizmų modifikacija vyksta kaip ląstelės atsakas į nepalankios sąlygos jos egzistavimą. Tai adaptyvus atsakas išoriniams dirgikliams. Modifikacija nėra lydima genotipo pasikeitimo, todėl ląstelėje atsiradę pokyčiai nėra paveldimi. Kai atsigauna optimalias sąlygasįvykę pokyčiai prarandami. Modifikacija gali būti susijusi skirtingos savybės mikroorganizmų – morfologinių, kultūrinių, biocheminių ir kt.
Morfologinė modifikacija išreiškiama bakterijų formos ir dydžio pokyčiais. Pavyzdžiui, kai į maistinę terpę dedama penicilino, kai kurių bakterijų ląstelės pailgėja. Kalcio druskų trūkumas aplinkoje padidina juodligės bacilų sporuliaciją. At padidėjusi koncentracija kalcio druskų, prarandamas gebėjimas formuoti sporas ir tt Ilgai augant bakterijoms toje pačioje terpėje, atsiranda polimorfizmas dėl joje susikaupusių jų gyvybinės veiklos produktų įtakos.
Kultūros modifikavimas – tai bakterijų kultūrinių savybių keitimas, keičiantis maistinės terpės sudėčiai. Pavyzdžiui, trūkstant deguonies, Staphylococcus praranda gebėjimą formuoti pigmentą. Nuostabi lazdelė kambario temperatūra formuoja ryškiai raudoną pigmentą, tačiau esant 37 °C temperatūrai prarandama galimybė formuoti šį pigmentą ir kt.
Biocheminis (fermentinis) modifikavimas. Kiekviena bakterijų rūšis turi tam tikrą fermentų rinkinį, kurio dėka jos pasisavina maistinių medžiagų. Šie fermentai gaminami ant tam tikrų maistinių medžiagų substratų ir yra iš anksto nulemti genotipo.
Bakterijų gyvavimo metu paprastai funkcionuoja ne visi genai, atsakingi už atitinkamų fermentų sintezę. Bakterijų genome visada yra laisvų galimybių, t.y. genai, lemiantys prisitaikančių fermentų gamybą. Pavyzdžiui, coli, augantis terpėje, kurioje nėra angliavandenių laktozės, negamina fermento laktazės, tačiau subkultūravus ant terpės su laktoze, pradeda gaminti šį fermentą. Prisitaikantys fermentai leidžia prisitaikyti prie tam tikrų egzistavimo sąlygų.
Taigi modifikavimas yra būdas pritaikyti mikroorganizmą prie sąlygų išorinė aplinka leidžiančios jiems augti ir daugintis pasikeitusiomis sąlygomis. Įgytos savybės nėra paveldimos, todėl jos nevaidina evoliucijos vaidmens, bet daugiausia prisideda prie mikrobų populiacijų išlikimo.