Mikrobiologia - rozległa nowoczesna nauka który studiuje biochemię i właściwości fizyczne, morfologia i taksonomia bakterii. Świat prokariontów jest bogaty w ogromną liczbę różnego rodzaju. Aby zbadać wszystkie parametry tych mikroorganizmów, trwają prace nad ich kulturami na specjalnych pożywkach w sterylnych warunkach. Właściwości kulturowe bakterii są jednym z nich najważniejsze sposoby definicja i badanie prokariotów.
bakteria?
Nie jest tajemnicą, że prokarionty są Jednokomórkowe organizmy. Mnożą się łatwo i szybko, podwajając swoją liczbę, według niektórych raportów, co 20-30 minut. Nietrudno zgadnąć, że mamy do czynienia z rozwojem kultury.
Kolonia to potomek pojedynczej komórki, widoczna aglomeracja ogromna ilość mikroorganizmów w pożywce. Według wielkości kolonii, jej koloru i innych cechy morfologiczne w laboratorium określa się właściwości kulturowe bakterii.
Aby zbadać parametry oddzielnej akumulacji komórek prokariotycznych, stosuje się specjalną pożywkę. Na nim mikroorganizmy są w stanie szybko się rozmnażać, ponieważ kompozycja zawiera substancje ważne dla metabolizmu bakterii. W rezultacie po 4-5 dniach (przedział czasowy może się różnić) na szalce Petriego pojawiają się zauważalne znaki. widoczne kropki z którymi pracować.
Próbka bakterii uzyskana z dowolnego podłoża jest wstępnie rozcieńczana w celu zmniejszenia liczby bakterii na jednostkę objętości. Procedura ta jest przeprowadzana w celu komfortowej pracy w przyszłości, ponieważ przy nadmiernym wysiewie mikroorganizmów pożywka może zostać pokryta ciągłą warstwą kolonii (tzw. „trawnikiem”). Wtedy poszczególne punkty są ledwo rozróżnialne, a wiele procedur staje się niemożliwych do przeprowadzenia.
Pojęcie właściwości kulturowych bakterii
Jak przeprowadza się analizę kolonii mikroorganizmów? Jakie parametry należy wziąć pod uwagę w badaniu?
Charakterystykę kolonii bakterii na pożywce sporządza się według kilku kryteriów. Należą do nich: morfologiczne, biochemiczne, właściwości fizjologiczne mikroorganizmów, a wszystkie te parametry są określane w laboratorium etapami. Na przykład, różnice wizualne kolonie tej bakterii można rejestrować natychmiast po ich wyhodowaniu. Reszta znaków jest już badana za pomocą specjalnego sprzętu (mikroskopu) lub pewnych metod pracy z substancjami-analizatorami metabolitów, pigmentów, enzymów i innych produktów przemiany materii prokariotów.
Poniżej podano niektóre właściwości kulturowe bakterii.
1. Wielkość kolonii. Może być bardzo mały, mały, średni i duży. Średnica jest mierzona w milimetrach i może wynosić od 0,1 do 5 lub więcej. Kolonie o średnicy mniejszej niż 1 mm nazywane są punktowatymi.
2. Kolor, a także zdolność do uwalniania pigmentu barwiącego do środowiska.
3.Powierzchnia. Tutaj określa się, czy jest gładki, szorstki, wyboisty lub całkowicie pofałdowany.
4. Profil kolonii: kraterowy, wypukły, stożkowaty lub po prostu płaski.
5. Struktura kolonii. Może być jednorodny, smugowaty, gruboziarnisty lub drobnoziarnisty.
6. Właściwości optyczne: przezroczyste, półprzezroczyste, nieprzezroczyste, fluorescencyjne, matowe lub błyszczące;
7. Spójność. Kolonia może być lepka lub płynna, o konsystencji pasty lub błony, oleista lub krucha.
8. Krawędź kolonii: gładka, klapowana, ryzoidalna, falista, ząbkowana itp.
Jeśli praca jest wykonywana z małymi grupami komórek, używany jest mikroskop. Przy niewielkim wzroście widać krawędź kolonii, jej profil i powierzchnię. Niektóre funkcje są badane za pomocą substancje chemiczne. Konsystencję można sprawdzić dotykając kolonii wysterylizowaną ezą lub pipetą. W ten sposób określa się kulturowe i biochemiczne właściwości bakterii. 
Pożywka
Aby bakterie mogły aktywnie namnażać się w warunkach laboratoryjnych, stosuje się je.Mogą być pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, aw konsystencji - stałej lub płynnej. Ważne parametry przy wytwarzaniu takich mieszanek jest stała kwasowość, ciśnienie osmotyczne i oczywiście obecność enzymów, witamin, mikro i makroelementów. Nie zapomnij o źródłach węgla, azotu i wodoru.
Pożywka musi koniecznie być przezroczysta lub półprzezroczysta, aby możliwe było bezbłędne określenie właściwości kulturowych bakterii. Agar jest najczęściej używany jako materiał wyjściowy do produkcji takich podłoży. Może być w stanie ciekłym (stopionym), ale najczęściej jest natychmiast przelewany na szalkę Petriego i krzepnie. 
Płynne pożywki są również używane w laboratorium, ale ze względu na stan agregacji fizjologii mikroorganizmów właściwości kulturowe bakterii są badane nieco inaczej. Istotne są tu parametry takie jak stopień zmętnienia wody, wzrost powierzchniowy, przyścienny czy przydenny. Ziarnisty osad, jednorodny lub w postaci płatków i inne oznaki, które można zaobserwować tylko w środowisku płynnym. 
Narzędzia do pracy
Manipulacje wymagają użycia wysterylizowanych narzędzi laboratoryjnych. Zaszczepianie i badanie kulturowych właściwości mikroorganizmów wymaga obecności ezy bakteryjnej lub pipety Pasteura. Oba instrumenty należy wysterylizować w płomieniu lampy alkoholowej, a końcówkę pipety należy wcześniej odłupać.
Te proste urządzenia pomogą podczas pracy z uprawami w laboratorium zarówno na pożywce stałej jak iw płynie. 
3 kroki do izolacji izolowanych kolonii
Materiał wyjściowy zwykle zawiera mieszaninę różnych bakterii. Izolacja izolowanych kolonii niezbędna grupa komórek to skrupulatny i wymagający proces. Jest warunkowo podzielony na trzy etapy:
1. Izolacja kultury akumulacyjnej bakterii, wśród której jest ta, która jest nam potrzebna do badań.
2. Izolacja wyizolowanych czystych kolonii specjalnymi metodami selektywnymi.
3. Hodowla i rozmnażanie komórek bakteryjnych, praca z nimi.
Oczywiście, aby „wydobyć” potrzebne bakterie należy szukać miejsc ich największego stężenia w środowisku zewnętrznym, aw przypadku prokariotów chorobotwórczych lub oportunistycznych można w pełni wykorzystać biologiczną metodę badań. Istota tego ostatniego polega na tym, że wybierany jest organizm wrażliwy na tę bakterię. Mnoży się u zwierzęcia doświadczalnego, w wyniku czego w próbce krwi można znaleźć wiele niezbędnych do pracy komórek prokariotycznych.
Izolacja izolowanych kolonii
Właściwości kulturowe bakterii można badać tylko w izolowanych i czystych koloniach. Aby zdobyć te z kilkudziesięciu gatunki obce bakterii na płytce Petriego, użyj metody Kocha. Jego istota polega na tym, że pożądane bakterie umieszcza się na 3 różnych i wolnych od mikroorganizmów kubeczkach z pożywką. Ponadto odbywa się to za pomocą tej samej ezy lub pipety zgodnie z zasadą szczątkową, tj. po przejściu pierwszej i drugiej miarki przez pożywkę nie są zeskrobywane żadne dodatkowe komórki bakteryjne. Tak więc już na trzecim liczba bakterii spadnie i będzie można łatwo znaleźć pożądaną kolonię do badań.
Właściwości kulturowe - podstawy mikrobiologii
Badanie komórek bakteryjnych zawsze zaczyna się od analizy ich kolonii. Według określonej listy parametrów opisuje się grupę mikroorganizmów na szalce Petriego, a następnie wykonuje się utrwalony rozmaz iw ten sposób przygotowuje się preparat. Jest badany pod mikroskopem, a poszczególne komórki kolonii są już opisane. Do identyfikacji bakterii potrzebne są oba działania: chorobotwórcze lub nie, do których grupa systematyczna odnosić się itp. 
Gdzie można znaleźć bakterie?
Prawie wszędzie. Żyją zarówno w powietrzu, jak iw środku skorupa Ziemska, zarówno w wodzie, jak iw takiej ekstremalne warunki jak gejzery, wulkany lub odwrotnie, arktyczne lodowce. W naszym organizmie są miliardy bakterii Ludzkie ciało, a wśród nich są zarówno gatunki pożyteczne, jak i patogenne.
Wymaz z dowolnej powierzchni, jeśli nie był wcześniej sterylizowany, da kilka różnych typów kolonii na szalce Petriego. To, czy komórka bakteryjna wykiełkuje, czy nie, zależy od składu substratu odżywczego, który jest często używany podczas hodowli niezbędnych mikroorganizmów. Tak więc środowisko wyborcze jest przygotowywane z wyprzedzeniem, w którym tylko pewne rodzaje bakteria.
W celu usystematyzowania lub identyfikacji aktywnie wykorzystuje się właściwości kulturowe bakterii. Mikrobiologia często napotyka problemy, takie jak wysiewanie i hodowanie kolonii, pobieranie próbek, sterylizacja sprzętu i skrupulatna praca nad płomieniem lampy alkoholowej. 
Wniosek
W wielu laboratoriach biologicznych prowadzone są badania komórek bakteryjnych różnego pochodzenia. To i centra diagnostyczne i towarzystw naukowych. Właściwości kulturowe bakterii to jeden ze sposobów identyfikacji mikroorganizmów, który pomaga w pracy z „koktajlami” różnych typów prokariotów. Pozwala również wiedzieć, do której grupy systematycznej należy dana komórka jeszcze raz sprawdzić poprawność przebiegu badania wykorzystanego materiału.
Kolonizacja bakteryjna - zasiedlenie terenu i powstanie społeczności drobnoustrojów.
W warunkach laboratoryjnych kolonizacja to wzrost bakterii w postaci kolonii (oddzielne zaokrąglone formacje na gęstej pożywce (PPS).
W warunkach naturalnych rozwój bakterii następuje w postaci biofilmów (wzrost na powierzchni PPS).
Pod względem tempa reprodukcji bakterie przewyższają wszystkie inne organizmy. W sprzyjających warunkach bakterie mogą dzielić się co 20 minut, tworząc ogromne kolonie.
Przy braku składników odżywczych wzrost kolonii bakterii zatrzymuje się. Wiele bakterii w tym samym czasie zaczyna tworzyć zarodniki, które służą do zachowania osobników, a nie do rozmnażania. Tworząc zarodnik, bakteria produkuje bardzo gęsta skorupa. Zarodniki zapobiegają wysychaniu bakterii, są w stanie tolerować niskie lub wysoka temperatura. Zarodniki mogą zachować żywotność przez setki lat.
49. Cechy budowy i funkcje biofilmu bakteryjnego
Obecnie uznaje się, że większość mikroorganizmów w środowiskach naturalnych i sztucznie stworzonych istnieje jako ustrukturyzowane, przyczepione do powierzchni zbiorowiska - biofilmy.
Biofilm - zbiorowisko drobnoustrojów charakteryzujące się komórkami przyczepionymi do powierzchni lub do siebie nawzajem, zamkniętymi w matrycy z zewnątrzkomórkowych substancji polimerowych syntetyzowanych przez nie
Etapy powstawania biofilmu:
Odwracalna przyczepność
Adhezja nieodwracalna (receptorowa) (egzopolisacharydy)
Dojrzewanie biofilmu
ekspresja genów odpowiedzialnych za syntezę cząsteczek sygnałowych:
Gr (+) - laktony acylo-homoseryny,
Gr(-)-krótkołańcuchowe peptydy
Skład macierzy: polisacharydy mikroorganizmu i polisacharydy kwaśne (mucyna - wytwarzana przez makroorganizm),
Zjawisko interakcji między bakteriami nazywa się „ quorum sensing lub „sens kworum
QS-Język komunikacji bakterii
(tworzenie biofilmów, patogeniczność, synteza antybiotyków)
Wytwarzanie egzogennych czynników chorobotwórczych przez bakterie w biofilmach następuje dopiero wtedy, gdy osiągną one określoną masę krytyczną komórek bakteryjnych, wystarczającą do pokonania mechanizmów obronnych organizmu i pomyślnego rozwinięcia procesu zakaźnego.
Rola biofilmów drobnoustrojów w powstawaniu i rozwoju tak powszechnych chorób jak:
zakażenia związane z cewnikowaniem naczyń wywołane przez Staphylococcus aureus i inne mikroorganizmy Gram-dodatnie
zakażenia zastawek serca i protez stawowych wywołane przez gronkowce
zapalenie przyzębia wywołane przez szereg mikroorganizmów jamy ustnej
infekcje dróg moczowych, zwany E. płkI i inne patogeny,
infekcje ucha środkowego, np Haemophilus influenzae
Korzyści środowiskowe biofilmów
Ułatwienie dostępu do składników odżywczych i współpracy metabolicznej
Ochrona przed negatywnym wpływem środowiska
Odporność na środki przeciwbakteryjne
Odporność na środki przeciwbakteryjne:
inaktywacja antybiotyków przez pozakomórkowe polimery lub enzymy,
spowolnienie metabolizmu, a co za tym idzie spadek tempa wzrostu mikroorganizmów w warunkach ograniczenia składników odżywczych w biofilmie, dzięki czemu lek przeciwbakteryjny dyfunduje z biofilmu szybciej niż ma czas na jego działanie,
ekspresję ewentualnych genów oporności
pojawienie się w biofilmie pod wpływem antybiotyków drobnoustrojów przetrwałych
Strategie przezwyciężania oporności i zwalczania biofilmów:
zapobieganie pierwotnemu zakażeniu implantu,
minimalizacja początkowej adhezji komórek drobnoustrojów,
opracowanie metod przenikania różnych biocydów przez matrycę biofilmu w celu zahamowania aktywności komórek związanych z biofilmem
zniszczenie matrycy
Kolonia drobnoustrojów to ograniczone nagromadzenie komórek bakteryjnych, najczęściej tego samego rodzaju, tworzących się na powierzchni (lub wewnątrz) kompozycji odżywczych. mają własne kryteria ustalania i najczęściej mogą stanowić jedynie przybliżoną wskazówkę do ich oceny.
Ogólne kryteria określania kolonii
Współczesna mikrobiologia wykorzystuje następujące ogólne kryteria określania konkretnej populacji bakterii, oceniając jej strukturę:
- Wartość. Duże uprawy mogą mieć rozmiar 6 mm lub więcej, a małe - mniej niż 1 mm.
- Formularz. Z reguły rozróżniają prawidłowy, to znaczy okrągły, kształt, elipsoidę, rozetę, ryzoid.
- Kolorowanie. Ich różne typy mogą być białe lub mieć różne kolory.
- Przezroczystość.
- Ulga. Są płaskie, płasko-wypukłe, kopulaste z podwyższonym środkiem, z odciskiem formy.
- Powierzchnia. Może być gładka, pomarszczona, sucha, śluzowata, krucha, mączna.
Zgodnie z tymi wszystkimi cechami wszystkie zestawy mikroorganizmów podlegają kompleksowym badaniom. Takie znaki są wyraźnie widoczne na zdjęciach wykonanych za pomocą mikroskop elektronowy i inne urządzenia.
Do czego służą kolonie?
Stosuje się je zwykle w celu uzyskania czystych kultur. Czysta kultura to populacja mikroorganizmów tego samego gatunku wyhodowana w sprzyjającym środowisku. Niektórzy wyróżniają wiele rodzajów mikroorganizmów specyficzna cecha. Są one łączone według różnych kryteriów w biowary (czyli warianty biologiczne). Na zdjęciu wykonanym za pomocą mikroskopu elektronowego można zidentyfikować wiele rodzajów drobnoustrojów:
- Chemowary to warianty różniące się właściwościami biochemicznymi.
- Serowary - wyróżniają się podłożem genetycznym.
- Fagowary różnią się .
Na szalce Petriego można również zaszczepić podłoże stałe. W tym przypadku materiał biologiczny umieszczany jest w pobliżu jego krawędzi.
Jak odbywa się wysiewanie na płytce Petriego?
Na szalce Petriego materiał niezbędny do uzyskania kultury nanosi się ezą, pipetą lub wacikiem w pobliżu jej krawędzi. Łopatka jest szybko (kosztem „czasów”) przetoczona przez płomień. Bardzo dokładnie biomateriał rozprowadzany jest po całej powierzchni naczynia.
Na szalce Petriego możliwe jest również wysiewanie z iniekcją na grubość skład odżywczy. W tym przypadku uzyskuje się czysty zbiór drobnoustrojów, co wyraźnie widać na zdjęciu wykonanym za pomocą mikroskopu.
W urządzeniu do pozyskiwania kolonii z bakterii istnieje również możliwość inokulacji w gęstej pożywce.
Inne sposoby pozyskiwania kolonii bakteryjnych
Według Kocha możliwe jest rozmnażanie kolonii drobnoustrojów. W takim przypadku materiał niezbędny do oznaczenia jest rozcieńczany sekwencyjnie (z reguły liczba rozcieńczeń dochodzi do czterech). NA ostatni krok reprodukcji w urządzeniu służącym do inkubacji bakterii, pojawiają się pojedyncze grupy drobnoustrojów, dobrze widoczne na zdjęciu. Wszystkie takie kolonie pochodzą z komórki macierzystej.
Podobną formę przygotowania szczepu stosuje się, gdy materiał przygotowany do oznaczenia rozcieńcza się w probówce sterylnym bulionem odżywczym. Do pierwszego kubka dodaje się jedną kroplę materiału. Jest rozprowadzany po całym naczyniu. Następnie przeprowadza się go sterylną szpatułką, a siew odbywa się w tej samej formie w drugim kubku. Taka forma istnienia kolonii mikroorganizmów pozwala na uzyskanie ich najczystszych szczepów, wyraźnie widocznych na zdjęciu.
Izolacja kolonii w specjalnych urządzeniach
Czasami do uzyskania czystych agregatów bakteryjnych stosuje się specjalne urządzenia. Ułatwiają to. W takich urządzeniach można stworzyć wszystko niezbędne warunki dla ich rozwoju.
Najczęściej stosowany mikromanipulator. Jest to urządzenie, które pozwala wydobyć z zawiesiny tylko jedną komórkę za pomocą mikropętli. Na stoliku mikroskopu zainstalowana jest komora mokra, w której umieszcza się urządzenie „wiszące krople”. W takim urządzeniu ich rozmiary, kształty są wykonane z dokładnością do mikrona. Badacz może łatwo zidentyfikować komórki, przenieść je do probówki, w której znajduje się już sterylny płyn odżywczy. Okazuje się, że jest czysty.
· Kolonie są gładkie, błyszczące, o regularnym wypukłym kształcie;
· Ze wzrostem w bulionie - jednolite zmętnienie;
Bakterie ruchliwe mają wici;
Bakterie otoczkowe mają kapsułkę;
· Aktywny biochemicznie;
· Bolesne;
・Podawane częściej w ostry okres choroby.
· Kolonie nieregularny kształt, pochmurno, szorstki;
· Rosną w bulionie w postaci osadu;
W ruchomych bakteriach wici mogą być nieobecne;
bez kapsułek;
· Właściwości biochemiczne są słabo wyrażone;
Większość bakterii jest mniej chorobotwórcza;
・Zwykle izolowane od postać przewlekła choroby.
Bakterie chorobotwórcze częściej mają kształt litery S. Wyjątkiem są czynniki wywołujące gruźlicę, dżumę, wąglik, w którym forma R jest patogenna.
Zmiany zachodzące w komórki bakteryjne, może być niedziedziczna – zmienność fenotypowa i dziedziczna – zmienność genotypowa.
> Zmienność fenotypowa (modyfikacja)
Modyfikacja mikroorganizmów następuje jako odpowiedź komórki na niekorzystne warunki jej istnienie. Ten odpowiedź adaptacyjna na bodźce zewnętrzne. Modyfikacji nie towarzyszy zmiana genotypu, dlatego zmiany, które zaszły w komórce, nie są dziedziczone. Podczas zdrowienia optymalne warunki wprowadzone zmiany zostaną utracone. Modyfikacja może dotyczyć różne właściwości mikroorganizmy - morfologiczne, kulturowe, biochemiczne itp.
Modyfikacja morfologiczna wyraża się w zmianach kształtu i wielkości bakterii. Na przykład po dodaniu penicyliny do pożywki komórki niektórych bakterii wydłużają się. Brak soli wapnia w środowisku powoduje zwiększoną sporulację pałeczek wąglika. Na zwiększona koncentracja sole wapnia, traci się zdolność tworzenia przetrwalników itp. Przy przedłużonym wzroście bakterii w tym samym podłożu powstaje polimorfizm pod wpływem zgromadzonych w nim produktów ich życiowej aktywności.
Modyfikacja kulturowa polega na zmianie właściwości kulturowych bakterii wraz ze zmianą składu pożywki. Na przykład przy braku tlenu Staphylococcus traci zdolność do tworzenia pigmentu. Wspaniała różdżka temperatura pokojowa tworzy jaskrawoczerwony pigment, ale w temperaturze 37 ° C traci się zdolność do tworzenia tego pigmentu itp.
Modyfikacja biochemiczna (enzymatyczna). Każdy rodzaj bakterii posiada określony zestaw enzymów, dzięki którym się wchłania składniki odżywcze. Enzymy te są wytwarzane na określonych substratach odżywczych i są z góry określone przez genotyp.
Podczas życia bakterii zwykle nie działają wszystkie geny odpowiedzialne za syntezę odpowiednich enzymów. W genomie bakterii zawsze są wolne możliwości, tj. geny warunkujące produkcję enzymów adaptacyjnych. Na przykład, coli, rosnący na podłożu niezawierającym laktozy węglowodanowej, nie wytwarza enzymu laktazy, ale jeśli zostanie przehodowany na podłożu z laktozą, zaczyna wytwarzać ten enzym. Enzymy adaptacyjne pozwalają przystosować się do określonych warunków egzystencji.
Zatem modyfikacja jest sposobem przystosowania mikroorganizmu do warunków otoczenie zewnętrzne umożliwiając im wzrost i rozmnażanie się w zmienionych warunkach. Nabyte właściwości nie są dziedziczone, więc nie odgrywają roli w ewolucji, ale głównie przyczyniają się do przetrwania populacji drobnoustrojów.