GYARMATI BAKTÉRIUMOK MORFOLÓGIÁJA: JELLEMZŐK ÉS TÍPUSOK - BIOLÓGIA - 2025

A gyarmati baktériumok morfológiája azok a leíró jellemzők, amelyek segítenek a mikrobiológusoknak meghatározni és kiegészíteni a termeszthető baktériumfajok profilját. Figyelembe kell venni, hogy az agarizált tápközegben sokféle baktérium könnyen megkülönböztethető sejtes aggregátumok tulajdonságaival kolóniák formájában.

A baktériumtelepek ez a tulajdonsága jól látható a szilárd táptalajokon, függetlenül attól, hogy "magot" vettek be vagy oltottak-e tiszta kultúrákkal (egyetlen izolált faj) vagy vegyes kultúrákkal (ismeretlen fajok keveréke), ebben az esetben sokszor karakterként használt a taxonómiai azonosításhoz.

A Staphylococcus aureus különféle gyarmati morfológiái (Forrás: New HanseN a Wikimedia Commons segítségével)

A baktériumtelep morfológiája mind a makroszkopikus, mind a mikroszkópos szempontból nagyon változó, ezt a tényt a kolóniák megfigyelésével pásztázó elektronmikroszkópos módszerrel bizonyítják, ahol megérthetőek a végső struktúrájuk elképesztő részletei.

Mivel mind a baktériumok, mind más mikroorganizmusok képesek növekedni szilárd felületeken kolóniák formájában, az ilyen típusú növekedés tulajdonságainak ismerete nagyon fontos azok számára, akik a természetes környezetben vizsgálják a mikrobákat és a környezettel fennálló kapcsolatukat („ mikrobiális ökológusok ”).

A gyarmati növekedés jellemzői

A laboratóriumban termesztett és természetes környezetben található baktériumfajok többsége képes folyékony és szilárd közegekben egyaránt növekedni.

Folyékony közegben

A folyékony tápközegben történő növekedést általában kísérletileg nyomon követik a tenyészet optikai sűrűségének időbeli mérése útján.

Ez a folyamat egy steril tápközeg beoltását az érdekelt baktériumfajokkal, valamint a „zavarosság” időbeli növekedésének figyelemmel kísérését jelenti, amelyet az optikai sűrűség növekedéseként határoznak meg, amelyet spektrofotométernek nevezett elektronikus készülékkel mérnek..

Miután nyilvánvaló, hogy az optikai sűrűség értékei egy adott hullámhosszon már nem növekednek, a kutató általában az idő függvényében ábrázolja a kapott értékeket és megkapja a baktériumok növekedési görbéjét.

Az így kapott görbékben a szabályos viselkedés könnyen felismerhető (mivel gyakorlatilag az összes vizsgált baktériumfajnál előfordul), mivel négy jól meghatározott fázist figyelnek meg:

- „késés” vagy késleltetési szakasz.

- Logaritmikus vagy exponenciális fázis (hirtelen növekedés).

- egy álló fázis (a görbe halmaza).

- halálfázis (az optikai sűrűség csökkenése).

Szilárd közegben

A baktériumok szaporodása szilárd táptalajban némileg eltér a folyékony közegben lévőktől, mivel a sejteket nem mozgó folyadékban diszpergálják, hanem aggregálódnak, hogy jól meghatározott kolóniákat képezzenek.

Általában a szilárd táptalaj növekedése gyorsabb a kolónia szélsőségei felé, vagyis más szavakkal, az aktívabban osztódó sejtek a periférián vannak, míg a középső régióban lévők „öregebbek”, inaktívak és autolízis (halál) folyamatokon megy keresztül.

Egyes szerzők ezeket a növekedési különbségeket tulajdonítják a kolóniákban az oxigén gradiensek, tápanyagok és még a baktériumok által termelt toxikus termékek létezésének a kolóniák belsejében, állítva, hogy a szélsőségek felé magasabb a tápanyagok és az oxigén koncentrációja, mint a a központ felé.

Mivel a kolóniák kerete kevésbé vastag, mint a középső részen, az oxigén és a tápanyagok könnyebben diffundálnak ezeken a területeken, mint a központban, ahol éppen ellenkezőleg, a diffúziós folyamatok olyan lassúak, hogy megakadályozzák hatékony sejtosztódás.

Fontos megjegyezni, hogy egy adott morfológiai mintázat meghatározása a baktériumtelepben egy nagyon kontrollált folyamat, nemcsak metabolikusan, hanem a génexpresszió, az intercelluláris kommunikációs folyamatok stb. Szempontjából is.

Ezenkívül a kolónia morfológiája számos környezeti tényezőtől függ, például a környezet összetételétől, a hőmérséklettől, a páratartalom százalékától.

A baktériumtelepek formáinak típusai

A baktériumtelep morfológiája makroszkopikus szempontból (szabad szemmel) vagy mikroszkopikusan (megfigyelő műszerek, például mikroszkópok segítségével) elemezhető.

Makroszkopikus szempontból a baktériumtelepek morfológiáját az általános alak, a magasság, valamint a margók vagy élek jellemzői szerint lehet elemezni.

A baktériumtelep morfológiájának típusai (Forrás: Nem áll rendelkezésre géppel olvasható szerző. Ewen feltételezte (szerzői jogi állítások alapján. Via Wikimedia Commons segítségével)

A margók vagy szélek általános alakjának és tulajdonságainak felértékelését úgy érik el, hogy a telepeket alulról felfelé nézik (amikor ezeket Petri-csészében termesztik, ellenőrzött körülmények között); míg a magasság típusa abban különbözik, hogy a kolóniát oldalról vagy oldalról nézzük, miközben a lemezt szemmagasságban tartjuk.

Általános formája szerint

Ebben az esetben a baktériumtelepek lehetnek:

- hegyes: azok, amelyek kis pontok aggregátumaiként nőnek egymáshoz közel.

- Kör: nagyon egységes telepek, teljesen kerek.

- Rostos: azok a kolóniák, amelyek filamentumokként növekednek, és kiindulnak egy központi régióból vagy magból.

- Szabálytalan: azok a kolóniák, amelyeknek nincs meghatározott alakjuk és meglehetősen amorfak.

- Rizoidok: amint a neve is sugallja, ezek a kolóniák hasonlóan nőnek, mint egy növény gyökerei.

- Fusiform: hosszúkás alakú telepek, mintha egy ellipszis lenne, amelynek széle hosszanti lenne.

A margók vagy határok szerint

A kolóniák különféle margókkal vagy szegélyekkel rendelkezhetnek, amelyek között vannak:

- Egész

- Göndör

- Lobulált

- Erodált

- Rostos

- Göndör (azok, amelyek úgy néznek ki, mint egy fa gyűrű).

A magassága szerint

Végül, a baktériumsejt-aggregátumok szilárd táptalajon való emelkedésétől függően, a kolóniák lehetnek:

- Lapos: azok, akiknek magassága alacsony vagy nincs.

- Emelkedett: kissé kinyúlnak a felszínen, de rendszeresen csinálják, azaz a magasság a kolónia átmérőjén egyenletes.

- domború: azok, amelyek észrevehetőbben emelkednek a középpontban, de a szélük inkább a felülethez kapcsolódik.

- Légtelenítés: olyanok, amelyek olyan "kupola" -hoz hasonlítanak, amely kiemelkedően kinyúlik a felszínről.

- Umbonadák: azok a kolóniák, amelyek emelt szélekkel rendelkeznek, de jellemzik, hogy a nagyobb sejttömeget "kivetítik" a központ felé, az emlőhöz hasonló alakzatot kapnak ("mamiliform").

A textúra szerint

A megemlített tulajdonságok mellett a baktériumtelepek különböző textúrákat is tartalmazhatnak, amelyeket szabad szemmel is meg lehet érteni, oly módon, hogy a kolóniákat meghatározzák

- Puha és fényes

- Durva

- ráncos

- Száraz vagy poros megjelenésű.

Irodalom

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y. és Matsuyama, T. (2004). Kolóniaképződés baktériumokban: kísérletek és modellezés. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… és Mimura, M. (1999). A telepek mintáinak kialakulása baktériumsejtpopulációval. Physica A: Statisztikai Mechanika és alkalmazásai, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H. és Harley, JP (2003). Mikrobiológia. McGraw Hill Felsőoktatás, 412–413.
4. Shapiro, JA (1995). A baktériumtelepek mintáinak jelentősége. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA és Trubatch, D. (1991). Szekvenciális események a baktériumtelep morfogenezisében. Physica D: Nemlineáris jelenségek, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A. és Pereira, MO (2013). A kolónia morfológiájának javítása a baktériumok profilozása felé. A mikrobiológiai módszerekről szóló folyóirat, 95 (3), 327-335.