Bakterijų dalijimasis

https://www.britannica.com/science/binary-fission
Kaip jau minėjau šio skyriaus pradžioje, bakterinis augimas reiškia bakterinių ląstelių skaičiaus, o ne individualios ląstelės didėjimą. Taigi, atėjo metas aptarti, kaip populiacijoje didėja bakterijų skaičius. Įprastai bakterijos dauginasi binariniu dalijimusi.

Binarinis dalijimasis yra panašus į mitozės procesą, kuriuo dalijasi eukariotinių organizmų (pavyzdžiui augalų ar gyvūnų) ląstelės. Tačiau mitozės ir binarinio dalijimosi procesų paskirtis yra skirtinga. Daugialąsčiui organizmui mitozės procesas reiškia jo ląstelių skaičiaus didėjimą, jo paties augimą bei senų ląstelių pakeitimą naujomis. Bet bakterijų atveju, ląstelių dalijimasis nereiškia naujų organizmo kūno ląstelių gamybos. Vietoj to, tai yra procesas, kuriuo bakterijos dauginasi ir didina bakterijų populiacijos dydį. Binarinis dalijimasis turi bendrų bruožų su mitoze, tačiau kartu ir skiriasi nuo mitozės keliais svarbiais aspektais.

Taigi, kaip vyksta binarinis dalijimasis? Kaip ir kitų organizmų ląstelėms, besidalijančiai bakterijai pirmiausia reikia nukopijuoti savo DNR. Priešingai nei eukariotiniai organizmai, kurie turi daugiau nei vieną linijinę chromosomą, esančią membrana apgaubtame branduolyje, bakterijų ląstelės dažniausiai turi vieną, žiedinės formos chromosomą (tačiau yra bakterijų, turinčių linijines chromosomas arba kelias chromosomas) ir neturi branduolio. Bakterinė chromosoma randama specializuotame ląstelės citoplazmos regione – nukleoide.

Replikacijos fermentai (replikacijos šakutė) DNR molekulę pradeda kopijuoti tam tikroje chromosomos dalyje, vadinamoje replikatoriuje (dažniau vadinama ori sritimi). DNR molekulė susideda iš dviejų komplementarių grandinių, todėl fermentas helikazė atskiria DNR grandines viena nuo kitos ir tada fermentas DNR polimerazė gali sintetinti antrąją DNR grandinę, naudodamas vieną iš atskirtų grandinių kaip šabloną. Vienu metu sintezė vykdoma dvejomis skirtingomis kryptimis ir taip gaunamos dvi DNR molekulės. Kol vyksta DNR replikacija, bakterijos ląstelė ilgėja ir sintetinamos chromosomos yra stumiamos į skirtingas ląstelės puses. Išsamiau apie DNR replikaciją bus aptarta vėlesniuose blog‘o skyriuose.

https://www.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/mitosis/a/bacterial-binary-fission
Replikacija tęsiamo tol, kol nukopijuojama visa chromosoma ir replikacijos šakutės susitinka. Kai tik naujosios chromosomos nueina į skirtingas ląstelės puses, prasideda citoplazmos pasidalijimas. Šio proceso metu ląstelės membrana spaudžiasi į vidų ir ląstelės viduryje formuojasi septa (dalijimosi sienelė). Kadangi bakterijos turi ląstelės sieneles, tai dalijimosi metu jos turi šią ląstelės dalį atgaminti. Galiausiai, septa pertraukia ląstelės vidurį ir susidaro dvi naujos bakterijos ląstelės.

Nors ir dauguma bakterijų dauginasi binariniu dalijimosi būdu, yra bakterijų, besidauginančių kitais būdais. Kelios bakterijų rūšys dauginasi pumpuravimosi būdu. Tokios bakterijos suformuoja nedidelę pradinę išaugą (pumpurą), kuris didėja tol, kol pasiekia motininės ląstelės dydį ir tada atsiskiria. Prieš tai, be abejo, yra atliekama DNR replikacija. Toks dalijimosi būdas yra būdingesnis kitiems vienaląsčiams organizmams – mielėms.

Kai kurios filamentinės (labai plonos, siūlinės) bakterijos paprasčiausiai sutrūkinėja, gaunami trumpesni fragmentai ir kiekvienas fragmentas inicijuoja naujos ląstelės augimą. Apie šį dalijimosi būdą daug informacijos nėra.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. “Microbiology. An Introduction”. 11th edition. p. 168
  • https://www.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/mitosis/a/bacterial-binary-fission

Laiškas pirmakursiui

Mielas pirmakursi,

sveikinu su nauju gyvenimo etapu. Prieš ketverius metus buvau tavo vietoje – neramiai laukiau, kas bus toliau. Vienu metu buvo ir džiugu, ir baugu, todėl puikiai suprantu, kaip dabar jautiesi. Rašau šį laišką Tau, kaip jau praėjusi šį laikotarpį ir galėdama pasidalinti savais pastebėjimais. Beje, šiuo metu vėl esu šioje vietoje, tik po bakalauro jau šiek tiek pasikausčiusi.

Pasiruošk, studijų metais bus visko – tiek džiaugsmų, tiek vargų. Bet taip būna visur, kur benueitum, todėl neverta per ilgai laikyti pagiežą. Nors ir tuo metu kylanti problema gali atrodyti kaip pasaulio pabaiga, viskam pasibaigus su šypsena prisimeni, kaip tada ėmei tai į širdį. Arba išvis net nebeprisimeni. Kad studijos būtų linksmesnės ir būtų lengviau ištverti sunkumus, susibičiuliauk su grupiokais. Taip, ne kartą galėjai išgirsti, kad į aukštąsias stojama dėl mokslo, o ne draugų... Tačiau grupėje turint bičiulių yra ne tik linksmiau, bet ir lengviau – sulauksi palaikymo, kai susidursi su dėstytojais-kirviais, vieni kitiems padėsite mokytis, bei kartu eisite pramogauti. O po sesijų norėsis kur nors išeiti į miestą semestro pabaigą paminėti – to juk nusipelnėte.

Pažymiai yra svarbu, tačiau „nesikankink dėl medalių, bet verta kovot ligi galo“. Per būsimus trejus ar ketverius metus bus dalykų, kurie prabėgs lyg niekur nieko, mokytis nebus sunku, o semestras pasibaigs puikiu pažymiu. Visi norime, kad tokių dalykų būtų kiek įmanoma daugiau, bet bus ir dalykų, kurie yra oh boy... Gal kirvis dėstytojas pasitaikys, gal tiesiog ne tavo sritis. Jei nelemta, tai nelemta – tikrai neverta savęs spausti, kad būtinai gautum gerą pažymį. Tačiau nereikia ir nuleisti rankų bei kartais per sukąstus dantis surinkti tą „ant išlaikymo“ ir gyventi toliau. Patirtis parodė, kad tikrai nebūtinai tie, kurie mokosi geriausiais pažymiais, yra geriausi. Taip pat nepamiršk poilsio ir skanaus maisto – pervargus ir išalkus pasaulis atrodo niūresnis ir sunkesnis.

Be to prisimink, kad studijos nėra tik paskaitų lankymas. Tavo aukštoji mokykla pasiūlys Tau įvairių veiklų, į kurias gali įsitraukti ir save realizuoti. Tai padės ir nuo studijų atsipūsti, ir galbūt atsirasti ten, kur net nesitikėjai atsidurti. Ši veikla turi ir realių pliusų – už pasiekimus universitetui yra skiriamos papildomos stipendijos bei savo vykdytą veiklą gal net galėsi įrašyti į CV. Niekada negali žinoti, kokias savybes vertins tavo būsimasis darbdavys. Na o jei visgi netraukia niekas, ką siūlo aukštoji mokykla, yra ir kitų institucijų, kurios ieško Tavęs.

Na o dabar jau kreipiausi į būsimus mikrobus. Taip, užknis visiems aiškinti, kas ta mikrobiologija, o kad jie prisimins, kad studijų programa yra „mikrobiologija ir biotechnologija“ galit net nesitikėti. Taip, bent kartą savęs paklausit „kodėl aš čia?“ ir keiksit kitus, kurie pasiskųs sunkia sesija ar bakalauro darbo rašymu iš anketėlės. Taip, pamėgsit kavą ar energinius gėrimus, jei anksčiau jų nemėgot (ar bent prisiversit pamėgti). Taip, galvosit „kam man to reikia?“, besimokydami botaniką, matieką ar chemiją. Taip, šiek tiek gali nuvilti, nes biotechnologijų bus mažiau, nei tikėsitės (bet palaukit ketvirto kurso). Taip, reiks bent vieną vasarą paaukoti bakalauro darbo tyrimui. Taip, bakalauro diplomas reikalingas tik įstoti į magistrą. Ir dar daug kitų „taip,“... Bet jei jūs įsitrauksit į šią sritį, tai visa tai liks nuošalyje. Na o jei visgi tai nėra Jūsų sritis, nebijokit jos keisti.

Rinkdamiesi praktikos vietą, apgalvokit kas Jums būtų įdomu ir domėkitės ta sritimi, kurią pasirinksite, nuo pat pradžių – bus lengviau tiek patį darbą parašyti, tiek apsiginti. Jei turit kokių klausimų, galit rašyti arba prieiti prie manęs, šmėsčiojančios GMC koridoriais.

Sėkmės būsimose studijose,

Iki būsimų susitikimų,

chekas

Grynos kultūros ir jų saugojimas

http://www.biosafety-cabinets.com/2016/06/microbial-pure-culture.html
Tyrimams imamuose mėginiuose, pavyzdžiui, šlapimo, pūlių, vandens, dirvos ar maisto, randama ne viena rūšis bakterijų. Šiuos mėginius užpylus ant kietos terpės, susiformuos juose esančių mikroorganizmų kolonijos. Yra manoma, kad naudojant standartinius kultivavimo metodus, tik 1% visų ekosistemoje esančių bakterijų suformuoja kolonijas. Teoriškai, plika akimi matoma kolonija atsiranda iš vienos sporos ar vegetatyvinės ląstelės. Taip pat koloniją gali suformuoti ir daugiau to paties mikroorganizmo ląstelių, susijungusių viena su kita į grupes ar grandinėles. Mikrobinės kolonijos dažniausiai turi savitą išvaizdą, kuri leidžia atskirti vienos rūšies mikroorganizmus nuo kitų. Kad lėkštelėje pamatytumėme atskiras mikroorganizmų kolonijas, mėginys turi būti gerai paskirstytas per visą jos plotą. Lėkštelėje užaugs keleto ar net keliolikos skirtingų rūšių kolonijos.

https://sciencebrewer.wordpress.com/tag/bacteria/
Tačiau didžiajai daliai mikrobiologinių tyrimų reikia grynų bakterijų kultūrų, todėl vienas kolonijas reikia atskirti nuo kitų. Dažniausiai naudojamas metodas, kuriuo galima išskirti grynas kultūras, yra štrichavimas (mikrobiologinis klonavimas). Jis atliekamas taip: sterilia inokuliavimo kilpele yra paimama šiek tiek negrynos kultūros, kurioje yra daugiau nei viena bakterijų rūšis, ir su ja yra štrichuojama ant mitybinės terpės paviršiaus. Štrichuojama ne bet kaip, o tam tikrais raštais. Kol yra piešiamas raštas, bakterijos nuo kilpelės perkeliamos ant mitybinės terpės – bakterijų ląstelės atskiedžiamos ant terpės paviršiaus. Paskutinės nuo kilpelės perkeltos ląstelės bus pakankamai atitolusios nuo kitų ir iš jų išaugs atskiros kolinijos. Atskirtą koloniją galima perkelti (su inokuliavimo kilpele) į mėgintuvėlį su mitybine terpe. Mėgintuvėlis yra inkubuojamas bakterijoms tinkamose sąlygose. Jame augs gryna bakterijų kultūra ir bus galima atlikti reikiamus tyrimus.

http://youresumes.com/plate-method-related-keywords-bacteria-streak-plate-method-long-
https://www.boundless.com/microbiology/textbooks/boundless-microbiology-textbook/culturing-microorganisms-6/culturing-bacteria-58/aseptic-technique-dilution-streaking-and-spread-plates-367-7652/
Bakterijų kolonijų išskyrimas štrichavimo metodu yra tinkamas tada, kai, palyginus su visa mėginyje esančia populiacija, yra didelis norimų išskirti mikroorganizmų skaičius. Tačiau, jei ląstelių skaičius yra nedidelis, pirmiausia atliekami jau aptarti selektyvūs metodai, o tada jau galima išsigryninti reikiamas kultūras.
https://microbeonline.com/streak-plate-method-principle-purpose-procedure-results/
Bakterinių kultūrų saugojimas
https://www.shutterstock.com/video/search/petri-dish-isolated

Kai mikrobiologiniai tyrimai atliekami ilgesnį laiką ar jau turimas kultūras norima išlaikyti ilgesniam laikui, turi būti sustabdytas aktyvus jų augimas. Trumpalaikiam (1-3 mėn.) bakterinių kultūrų saugojimui tinka šaldytuvai (4-10°C). Tokioje temperatūroje didžiosios dalies laboratorijose naudojamų bakterijų metabolizmas sulėtėja, jos nesidaugina arba dauginasi lėčiau, todėl laikomos kultūros nesensta. Ilgesniam bakterijų saugojimui naudojami du pagrindiniai metodai: bakterijų užšaldymas (deep-freezing) ir liofilizacija. Prieš abu šiuos metodus yra pagaminama turimos kultūros suspensija (bakterijos skystyje).

Užšaldymas – bakterijų suspensija greitai užšaldoma itin žemoje temperatūroje, kuri gali būti nuo -50°C iki -95°C. Taip užšaldyta kultūra gali būti atšildyta ir kultivuojama net po kelerių metų. 

Liofilizacijos (šaldymo-džiovinimo) metu mikrobų suspensija yra greitai užšaldoma temperatūrose, svyruojančiose nuo -54°C iki -72°C. Užšaldytas mėginys yra išdžiovinamas naudojant vakuumą, mėginyje esantis vanduo išgaruoja (sublimacija). Likusios, pudros pavidalo, nuosėdos, kuriose yra mikrobai, gali būti laikomos metų metus. Organizmus galima atgaivinami bet kuriuo metu, juos patalpinus į tinkamą skystą terpę ir sąlygas.

http://www.nextar.co.il/Article-57,1343-Lyophilization-Development.aspx
Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. “Microbiology. An Introduction”. 11th edition. p. 167-168

Mokslo naujienos: sportiškumo bakterija

http://time.com/4714344/running-marathon-kidney-injury/
„Mes esame daugiau bakterijos, negu esame žmonės“ – teigia Scheiman. Jau ne kartą „Mokslo naujienų“ skyrelyje pranešiau apie mūsų organizmo bakterijas, kurios ženkliai veikia ne tik mūsų sveikatą, bet ir įvairias funkcijas. Šį kartą dar viena jų – sportiškumas.

Geriausi sportininkai sunkiai dirba treniruotėse tam, kad pasiektų gerų rezultatų. Tačiau jie savo pranašumą taip pat gali pagerinti žarnyne esančių bakterijų dėka. Mokslininkai pasinėrė į išskirtinių bėgikų bei irkluotojų mikrobiomas ir identifikavo specifinę bakteriją, kuri gali prisidėti prie jų atletiškumo. Mokslininkų tikslas yra sukurti probiotinius papildus, kurie padėtų atletams atsigauti po sunkių treniruočių bei maistines medžiagas efektyviau versti energija.

„Kai mes pradėjome šį tyrimą, manęs paklausė, ar naudodamiesi genomika (mokslas, tiriantis organizmų genomus) galime atspėti kitą Michael Jordan“ – sakė dr. Jonathan Scheiman. „Mano atsakymas buvo: geresnis klausimas yra, ar galime ištraukti Jordan‘o biologiją, ją perduoti kitiems ir sukurti kitą Michael Jordan?“.
https://phys.org/news/2013-02-bacterial-world-impacting-previously-thought.html

„Mes esame daugiau bakterijos, negu esame žmonės“ – teigia Scheimam. Būtent todėl mokslininkų komanda nusprendė, kad reiktų tirti sportininkų organizmuose esančias bakterijas. „Mikroorganizmai, esantys žarnynuose, prisideda prie mūsų metabolizmo, palengvindami skaidulų, angliavandenių ir baltymų skaidymą. Jie taip pat dalyvauja uždegiminėse ir neurologinėse funkcijose, tai galbūt mikrobioma yra svarbi ir ištvermei, atsigavimui ar netgi psichologiniam tvirtumui.“

Pirmasis mokslininkų žingsnis, identifikuojant bakteriją, stiprinančią atletiškumą, buvo išmatų mėginių surinkimas. Tam jie pasirinko 20 atletų, kurie ruošėsi 2015 metų Bostono maratonui. Mokslininkai mėginius paėmė savaitę prieš ir savaitę po lenktynių. „Aš dvi savaites važinėjau po Bostoną, rinkau mėginius ir dėjau juos ant sauso ledo savo mašinoje“ – sako Scheiman. „Mes nuolat stebėjome atletus, kad galėtume užfiksuoti, kaip mikrobioma keičiasi tarp treniruočių ir atsigavimo“.

Naudodami metagenomikos metodus, mokslininkai nusekvenavo (sužinojo DNR sekas) surinktų bakterijų genomus, tam, kad sužinotų kiek ir kokių tipų mikrobų yra išmatų mėginiuose. Kai jie palygino prieš lenktynes ir po lenktynių surinktus mėginius, mokslininkai pastebėjo, kad po maratono mėginiuose staigiai išaugo vieno tipo bakterijų populiacija. „Šios bakterijos funkcija yra skaidyti pieno rūgštį“ – sako Scheiman. Intensyvių treniruočių metu organizmas pagamina daugiau pieno rūgšties nei įprastai, kas dažnai sukelia raumenų nuovargį ir skausmą. Ši bakterija gali nuo to padėti.

Komanda iš išmatų mėginio išskyrė bakterijas (mikrobiologinius metodus aptarėme praeitame įraše) ir vertino jų funkcijas. Jie nustatė, kad šios bakterijos puikiai skaido pieno rūgštį mėgintuvėliuose ir lieka gyvybingos praėjusios pelių virškinimo sistemą. Dabar mokslininkai tiekia bakterijas pelėms ir stebi jų poveikį pieno rūgšties kiekio ir nuovargio atžvilgiu.
http://womenssportsmedicine.blogspot.lt/2013/07/hip-injuries-in-female-rowers.html

Kitame eksperimente mokslininkai lygina maratono bėgikų bakterijas su besiruošiančiais Olimpiadai irkluotojų bakterijomis. Maratono bėgikuose mokslininkai rado bakterijų tipą, kuris padeda skaidyti angliavandenius ir skaidulas, tačiau šio tipo bakterijos nepavyko rasti irkluotojų mėginiuose. Iš to galima spręsti, kad skirtingos sporto rūšys gali skatinti skirtingų mikrobiomų vystymąsi.

Scheiman sako, kad komanda planuoja įkurti įmonę, kuri vadintųsi „Fitbiomics“. „Aš tikiuosi, kad po metų, kai įkursime įmonę, rinkai galėsime pasiūlyti naujus probiotikus“ – teigia jis. „Tačiau paraleliai mes toliau plėsime mikrobiologinius duomenis, gaunamus iš įvairių sričių sportininkų, ieškodami naujų kandidatų probiotikams. Iš esmės, mes išgauname atletiškiausių ir sveikiausių pasaulio žmonių biologiją ir ją panaudojame padedant jiems bei kitiems žmonėms“.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • https://www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170820075017.htm

Selektyvios, diferencinės ir gausinimo terpės

https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_medium
Įvairių sričių mikrobiologams mėginiuose reikia aptikti ir identifikuoti tam tikras bakterijų rūšis ar kamienus,  pavyzdžiui, ar pacientas yra užsikrėtęs konkrečia patogene bakterijų rūšimi, ar geriamajame vandenyje nėra potencialiai pavojingų mikroorganizmų ir t.t. Tačiau dažniausiai mėginiuose būna keletas ar net dešimtys skirtingų rūšių mikroorganizmų, kurie gali užgožti tų bakterijų, kurias tikimės pastebėti, augimą. Šiam tikslui yra sukurtos selektyvios, diferencinės ir gausinimo terpės.
Selektyvios terpės yra sukurtos taip, kad slopintų tyrimui nereikalingų, bet skatintų pageidaujamų mikroorganizmų augimą. Pavyzdžiui, bismuto sulfito agaras yra naudojamas, kad iš išmatų mėginių būtų galima išskirti gramneigiamas Salmonella typhi bakterijas. Bismuto sulfitas stabdo gramteigiamų ir daugumos gramneigiamų žarnyno (kitų nei S. typhi) bakterijų augimą. Kitas pavyzdys yra saburo dekstrozės agaras (pH 5,6), naudojamas grybelių atskyrimui, nes tokiame pH grybeliai auga geriau, nei bakterijos, tad jie jas perauga.
https://en.wikipedia.org/wiki/Agar_plate

Diferencinės terpės palengvina pageidaujamų mikroorganizmų atskyrimą nuo kitų organizmų kolonijų, esančių toje pačioje lėkštelėje. Mikroorganizmų kultūros reaguoja su diferencinėse terpėse esančiais komponentais ir aplink reaguojančių mikroorganizmų kolonijas yra pastebimi terpės pakitimai. Pavyzdžiui, kraujo agaras yra terpė, kurią mikrobiologai naudoja identifikuojant bakterijų rūšis, kurios skaido raudonuosius kraujo kūnelius. Aplink ant kraujo agaro augančias Streptococcus pyogenes, kuris sukelia anginą, kolonijas yra matomos skaidrios zonos (β-hemolizė), kadangi bakterijos suskaidė jas supančius raudonuosius kraujo kūnelius.

Kartais selektyvios ir diferencinės savybės yra panaudojamos toje pačioje terpėje. Tarkime, kad mes norime išskirti Staphylococcus aureus bakterijas, randamas nosies ertmėje. Ši bakterija toleruoja aukštas natrio chlorido koncentracijas, fermentuoja angliavandenį manitolį, gamindama rūgštis. Manitolio druskos agaro sudėtyje yra 7,5% natrio chlorido, kuris slopins kitų mikroorganizmų augimą ir yra selektyvus (tinkamas augti) S. aureus. Ši druskinga terpė taip pat turi pH indikatorių, kuris pakeičia spalvą, jei terpėje manitolis yra fermentuojamas į rūgštį. Taip manitolį fermentuojančios S. aureus kolonijos yra diferencijuojamos (atskiriamos) nuo kitų bakterijų, kurios manitolio nefermentuoja. Bakterijos, kurios auga aukštose druskų koncentracijose ir fermentuoja manitolį į rūgštį gali būti greitai atpažįstamos, pasikeitus terpės spalvai.
https://www.pinterest.com/pin/408349891195722382/
Nedidelis bakterijų skaičius mėginyje gali būti užgožtas kitų bakterijų, ypač jei mėginyje yra daug kitų rūšių bakterijų. Todėl tokiais atvejais yra naudojamos gausinimo terpės. Tokios terpės dažniausiai yra skystos (bet nebūtinai) ir teikia maistines medžiagas bei aplinkos sąlygas, kurios yra reikalingos dominančiai bakterijų rūšiai (kamienui), bet ne kitoms. Šia prasme, gausinimo terpės yra selektyvios terpės, tačiau jos sukurtos taip, kad pagausintų mėginiuose esantį labai nedidelį mikroorganizmų kiekį iki aptinkamo lygio.

http://spot.pcc.edu/~jvolpe/b/bi234/lec/4_growth/index.bak
Taigi įsivaizduokime, kad iš dirvos mėginio norime išskirti tam tikrą mikroorganizmą, kurio palyginus su kitais yra ženkliai mažesnis kiekis. Šis mikroorganizmas gali vartoti fenolį. Jei dirvos mėginys yra įdedamas į skystą gausinimo terpę, kurioje fenolis yra vienintelis anglies ir energijos šaltinis, mikrobai, kurie negali metabolizuoti fenolio, tokioje aplinkoje neaugs. Terpė su kultūra yra inkubuojama kelias dienas, o tada nedidelis jos kiekis perkeliamas į kitą kolbą su ta pačia terpe. Tarp perkėlimų yra duodama laiko kultūrai paaugti. Tai yra gausinimo stadija. Po tam tikro skaičiaus tokių perkėlimų, išlikusi kultūra bus ta, kuri gali metabolizuoti fenolį. Visos maistinės medžiagos, buvusios pradiniame inokuliate, dėl atliekamų perkėlimų yra praskiedžiamos. Kai paskutinis atskiedimas yra užpilamas ant kietos tokios pačios sudėties terpės, užaugs tik tų organizmų kolonijos, kurios geba vartoti fenolį – tikėtina mus dominęs mikroorganizmas. Šios technikos pagrindinis aspektas – fenolis daugumai bakterijų yra letalus.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. “Microbiology. An Introduction”. 11th edition. p. 165-166

Ypatingos kultivavimo technikos

http://www.amstelveenweb.com/nieuws-Chlamydia-screeningsproject-wint-Spider-award-20&newsid=108876003
Nors ir yra sukurta įvairių kultivavimui skirtų mitybinių terpių, nemažos dalies bakterijų taip ir nepavyksta sėkmingai auginti laboratorinėmis sąlygomis. Tokių bakterijų kultivavimui gali būti panaudojami kitų organizmų audiniai. Pavyzdžiui, Mycobacterium leprae, raupsus sukeliančios bacilos, dažniausiai yra auginamos šarvuočiuose, kurių kūno temperatūra yra palyginti žema bei atitinka mikrobo augimui reikalingą temperatūrą. Su keliomis išimtimis, obligatinės viduląstelinės bakterijos, pavyzdžiui rikestijos (Rickettsia) ir chlamidijos, neauga dirbtinėse terpėse. Kaip ir virusai, šios bakterijos geba daugintis tik kitų ląstelių viduje.
https://www.kullabs.com/classes/subjects/units/lessons/notes/note-detail/6579

Praeitame įraše aptarėme anaerobų auginimą, tačiau kaip yra auginamos aerobinės bakterijos, kurioms reikia kitokių CO2 koncentracijų, nei yra atmosferoje? Nemaža dalis klinikinių laboratorijų turi anglies dioksido inkubatorius, kuriuose reikalinga CO2 koncentracija yra valdoma elektroninių valdiklių. Taip pat, aukštos CO2 koncentracijos gali būti išgaunamos indeliuose su žvakėmis. Kultūros yra laikomos dideliame uždarame inde su degančia žvake, kuri suvartoja inde esantį deguonį. Žvakė užgęsta, kai deguonies koncentracija inde sumažėja (iki maždaug 17%, vis dar tinkamos aerobų augimui). Taip yra pakeliama CO2 koncentracija (iki maždaug 3%). Mikrobai, kurie geriau auga aukštesnėse CO2 koncentracijose, vadinami kapnofilais (capnophiles). Žemos deguonies, aukštos CO2 koncentracijos yra tinkamos tiems mikroorganizmams, kurie randami virškinimo ar kvėpavimo takuose bei kituose audiniuose, kuriuos kolonizuoja patogeniniai mikrobai.
http://slideplayer.com/slide/10566779/

Nors indai su žvakėmis vis dar naudojami, juos pradeda keisti komerciškai prieinami cheminių medžiagų paketai, induose sukuriantys reikiamas anglies dioksido koncentracijas. Kai reikia inkubuoti tik vieną ar dvi Petri lėkšteles su kultūromis, klinikinės laboratorijos naudoja nedidelius plastikinius maišelius su cheminių medžiagų paketais, kurie aktyvuojami suspaudus ar įpylus kelis mililitrus vandens. Šie paketai sukurti taip, kad galėtų suteikti tikslią anglies dioksido koncentraciją (dažniausiai aukštesnę nei galima pasiekti induose su žvakėmis) ir palikti tiek deguonies, kad būtų galima kultivuoti tokius mikroorganizmus, kaip mikroaerofilines bakterijas Campylobacter.

https://apinktiger.wordpress.com/2014/08/03/dont-worry-you-will-not-get-ebola-at-dragoncon/
Kai kurie mikroorganizmai yra tokie pavojingi, kad gali būti kultivuojami tik specializuotose izoliavimo sistemose. Tai ketvirtojo biosaugumo lygmems (BSL-4) laboratorija. Tokios laboratorijos yra atskiriamos nuo kitų pastate esančių patalpų bei joje sukuriamas neigiamas atmosferinis slėgis (kas tai yra, galite pasiskaityti čia), kad patogenai negalėtų ištrūkti iš laboratorijų. Tiek į šias laboratorijas įeinantis, tiek išeinantis oras prateka pro didelio efektyvumo kietųjų dalelių oro filtrus (pvz.: HEPA filtrus). Išeinantis oras yra filtruojamas du kartus. Visos laboratoriją paliekančios atliekos yra nukenksminamos, o personalas privalo dėvėti kostiumus, panašius į kosmonautų, kurie apsaugo juos nuo patogenų bei tiekia deguonį.

Su mažiau pavojingais organizmais dirbama žemesnio biosaugumo lygmens laboratorijose. Pavyzdžiui, įprasta mokomoji mikrobiologijos laboratorija yra BSL-1. Jose dirbama tik su gerai ištirtais, jokio realaus pavojaus nesukeliančiais mikroorganizmais ir medžiagomis. Organizmai, kurie gali sukelti vidutinio sunkumo infekcijas, laikomi BSL-2 laboratorijose. Dirbant jose privaloma dėvėti pirštines, chalatus bei akių ar veido apsaugas. BLS-3 laboratorijoje dirbama su sunkias infekcijas sukeliančiais patogenais (pavyzdžiui tuberkuliozės). Laboratorijoje turi būti sudarytas neigiamas slėgis. Taip pat laboratorija yra aprūpinta oro filtrais, kurie neleistų patogenams ištrūkti iš laboratorijos.

https://bio.libretexts.org/TextMaps/Map%3A_Microbiology_(OpenStax)/13%3A_Control_of_Microbial_Growth/13.1%3A_Controlling_Microbial_Growth
Išsamiau apie biosaugumo lygmenis - kitame “Įdomiosios biologijos” įraše.

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį, trečiadienį ir penktadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. “Microbiology. An Introduction”. 11th edition. p. 163-165

Įdomioji biologija: bakterijų dažymas Gramo būdu

https://en.wikipedia.org/wiki/Gram_staining
„Įdomioji biologija“ vėl grįžta į laboratoriją. Šį kartą apie tai, kodėl bakterijos skirstomos į gramteigiamas ir gramneigiamas bei kaip jas atskirti žiūrint pro mikroskopą.

Gramo dažymas (dažymas Gramo būdu) – bakterijų atskyrimo į dvi grupes būdas. Atskiriamos dvi grupės – gramteigiamos ir gramneigiamos bakterijos (ląstelės). Metodas paremtas bakterinių ląstelių sienelių cheminiais ir fizikiniais skirtumais (todėl čia galite prisiminti bakterinių ląstelių sienelių sudėtį). Dažymas Gramo būdu beveik visada yra pirmasis žingsnis, leidžiantis preliminariai identifikuoti bakterijas.

Metodo pavadinimas kilo iš jo išradusios danų bakteriologo Hans Christian Gram (1853-1938) pavardės. Gram metodą išrado Berlyno ligoninės morge 1884 metais kartu su Carl Friedländer. Gram šį metodą kūrė ne tam, kad galėtų atskirti vieną bakterijų tipą nuo kito, o tam, kad bakterijos taptų geriau matomos nudažytose plaučių audinių dalyse.






https://www.studyblue.com/notes/note/n/lab-exam/deck/17104757


Norint atlikti bakterijų dažymą Gramo būdu, reikia pasiruošti fiksuotą preparatą. Objektinis stiklelis, ant kurio bus ruošiamas preparatas, gerai nuvalomas etanoliu, kad ant jo nebūtų jokių kitų mikroorganizmų. Tada ant jo dedamas lašas distiliuoto vandens ir jame paskirstoma ląstelių masė, paimta su inokuliavimo kilpele. Paimtas ląstelių kiekis turi būti ne per didelis, nes kitaip per mikroskopą matysis vientisa masė. Sumaišius bakterijų ląsteles su vandeniu, palaukiama, kol išgaruos vanduo. Stikliuko kaitinti negalima, nes kitaip lizuosis (suplyš) ląstelės. Tepinėliui išdžiūvus objektinio stiklelio apatinė pusė pakaitinama 3 kartus po kelias sekundes virš liepsnos – taip fiksuojamas preparatas. Šis fiksavimas reikalingas tam, kad dažymo metu mikroorganizmai nenusiplautų. Tuo pačiu, fiksacijos metu, nužudomi dažomi mikroorganizmai. 


 
Tada ant paruošto preparato užpilamas bazinis dažas – kristalvioletas ir palaikoma apie 1 min. laiko. Po to pridedama jodo tirpalo ir palaikoma taip pat 1 min. Jodas padidina sąveiką tarp ląstelės ir dažo – kuo dažas stipriau prisikabina, tuo ryškiau nusidažo mėginys. Toliau mėginys blukinamas 95% etanoliu arba izopropanoliu-acetonu apie 20 sekundžių. Po blukinimo preparatas pakartotinai dažomas safraninu apie 1-2 min. Ant nudažyto preparato uždedamas dengiamasis stiklelis, užlašinamas lašas imersinės alyvos ir mėginys stebimas naudojant imersinį objektyvą (objektyvas yra įmerkiamas į užpiltą imersinę alyvą).

http://www.medicinehack.com/2012/02/gram-staining-procedure-mechanism.html
Gramteigiamos ląstelės turi daug peptidoglikano, kuris yra dehidratuojamas alkoholiu. Dėl dehidratacijos ląstelės sienelėje esančios poros užsidaro ir neleidžia netirpiam kristalvioleto-jodo kompleksui „išeiti“ iš ląstelės. Kompleksas lieka ląstelės viduje, todėl pro mikroskopą gramteigiamas ląsteles matysime violetinės spalvos. Gramteigiamų bakterijų pavyzdžiai: Bacillus, Listeria, Stapylococcus, Steptococcus, Enterococcus ir Clostridium genčių bakterijos.

Gramneigiamose ląstelėse alkoholis lengvai prasiskverbia pro lipidais turtingą išorinę membraną, kurios neturi gramteigiamos ląstelės ir pašalina kristalvioleto-jodo kompleksą iš ląstelės. Po poveikiu alkoholiu gramneigiamos ląstelės tampa beveik nematomos, todėl naudojamas antrasis dažas – safraninas. Pro mikroskopą gramneigiamas ląsteles matysime raudonos spalvos. Gramneigiamų bakterijų pavyzdžiai: cianobakterijos, spirochetos, žaliosios sieros bakterijos ir dauguma Proteobacteria klasės bakterijos.

http://www.differencebtw.com/difference-between-gram-positive-and-gram-negative-bacteria/
Esant senai kultūrai, gramteigiamos ląstelės gali dažytis kaip gramneigiamos. Taip pat yra gramvariabilių bakterijų rūšių – kai kurios tos pačios kultūros ląstelės yra gramteigiamos, o kai kurios – gramneigiamos. Dėl šių priežasčių dažymas Gramo būdu ne visada duoda tikslius rezultatus. Gramvariabilių bakterijų pavyzdžiai: dauguma Mycobacterium genties bakterijų.
Šiam kartui tiek. Sekit ir dalinkitės :)

Iki kito susitikimo

chekas

Informacijos šaltiniai:
  • John G. Holt, Noel R. Krieg, Peter H.A. Sneath, James T. Staley, Stanley T. Williams (1994). Bergey‘s Manual of Determinative Bacteriology (9th ed.). p. 11.
  • Mikrobiologijos laboratorinių metu gauta medžiaga. 

Follow by Email