Bakterijos

Bakterijų forma, dydis

Dauguma bakterijų yra vienaląsčiai organizmai. Bakterijos būna rutulėlių, lazdelių, spiralių ir kitokios formos. Rutulinės bakterijos (kokai) dažniausiai esti taisyklingo rutulio formos. Daugumos kokų skersmuo yra iki 1 m. Beveik visi kokai nesudaro sporų ir būna be žiuželių.

Lazdelinės bakterijos yra tiesiog lazdelės formos. Daugelis jų yra iki 1 m storio ir kelių mikrometrų ilgio. Dalis šių bakterijų sudaro sporas. Sporinės lazdelės vadinamos bacilomis. Apie pusė lazdelinių bakterijų yra su žiuželiais.

Spiralinės bakterijos — tai taisyklingos raitytos spiralės. Jos būna 0,5 m storio, keliolikos m illgio ir beveik visos turi žiuželius.

Corynebacterium genties bakterijos primena smeigtuką, Mycobacterium genties — lazdelę su nedidele išaugėle, aktinomicetai panašūs į siūlą ir primena grybų micelį.

Bakterijų masė labai maža. Milijardas bakterinių ląstelių sveria miligramą, o vienos bakterinės ląstelės tūris — apie kubinį mikrometrą.

Bakterinės ląstelės sandara

Bakterinė ląstelė sudaryta iš žiuželių, fimbrijų, kapsulės, sienelės, protoplasto, ribosomų, įvairių membraninių struktūrų, nukleido, interpų ir sporų.

Sienelė yra elastinga ir teikia bakterijoms formą ir stangrumą, saugo nuo mechaninių pažeidimų. Ji sudaro apie 20 ląstelės masės. Bakterijų sienelė labai plona (10—20 nm sttorio), pro optinį mikroskopą nematoma. Bakterinės sienelės karkasą sudaro mureinas (gliukopeptidų heteropolimeras). Nuo mureino priklauso bakterijų dažymasis Gramo būdu .gramneigiamų bakterijų mureino karkasas yra vieno sluoksnio arba jo išvis nėra, gramteigiamų — daugiasluoksnis. Mureino karkase dar būna baltymų, polisacharidų, teichoinių rūgščių (r

ribitfosforo ir gliserinfosforo rūgščių polimerų), lipoproteidų, fosfolipidų, lipopolisacharidų ir kitų medžiagų.

Kai kurios bakterijos turi dar vieną (išorinę) sienelę — kapsulę. Ji sudaryta iš polisacharidų ir polipeptidų gleivių, kuriose būna labai daug vandens (apie 98 ).kapsulė saugo bakterijas nuo nepalankių sąlygų (išdžiūvimo, mechaninių pažeidimų).

Daugelis bakterijų turi iš citoplazmos pro sienelę išaugusius žiuželius — judėjimo skystyje organus. Žiuželių skaičius būdingas kiekvienai bakterijų rūšiai. Jų būna nuo 1 iki 100. jie sudaryti iš baltymų. Žiuželiai yra 10 —20 nm storio ir nuo 1 iki 70 m ilgio, taigi juos galima pamatyti pro elektroninį mikroskopą.

Be žiuželių, bakterijose gausu ir daug trumpesnių ataugų — fimbrijų. Jomis bakterijos prilimpa prie kitų ląstelių ar įvairių daiktų.

Bakterijų protoplastas labai prigludęs prie sienelės. Išorinis protoplasto sluoksnis, vadinamas citoplazmos membrana, yra 5 — 10 nm storio ir sudaro 8 —15 ląstelės masės. Citoplazmos membrana suudaryta iš2 lipidinių ir 1 baltymų sluoksnio ir veikia kaip pusiau pralaidi plėvelė — reguliuoja jonų ir molekulių patekimą ir jų išėjimą iš ląstelės. Vietomis citoplazmos membrana atsišakoja į ląstelės vidų ir sudaro mezosomas, kuriose kaupiasi įvairūs fermentai, atliekantys panašias funkcijas, kaip aukštesniųjų augalų mitochondrijų (kvėpavimo), taip pat azoto fiksavimo, chemosintezės ir kiti fermentai. Citoplazmos membranoje yra ir ląstelės sienelę bei kapsulę sintezuojančių fermentų. Ji reguliuoja egzofermentų išskyrimą, dalijimąsi, sporų susidarymą ir kitas funkcijas.

Kitas, po citoplazmos membrana esantis protoplasto sluoksnis vadinamas citoplazma. Ji

i sudaryta iš vandens, baltymų, riebalų, angliavandenių ir kitų koloidinėje būklėje esančių medžiagų, kurių kiekis priklauso nuo bakterijos rūšies, amžiaus, mitybos ir kitokių sąlygų. Citoplazmoje yra 10 — 20 nm dydžio granulių. Dauguma šių granulių — tai ribosomos, sudarytos iš ribonukleino rūgščių (apie 60 ) ir baltymų (apie 40 ). Bakterinėje ląstelėje būna nuo 500 iki 50 tūkst ribosomų, kuriose sintezuojami baltymai. Fotosintezę vykdančių bakterijų (žaliųjų ir purpurinių sieros bakterijų, cianobakterijų) citoplazmoje yra membraninių struktūrų, turinčių chlorofilų, karotinoidų.

Citoplazmoje vietoj branduolio yra vadinamasis nukleoidas, sudarytas iš 1,1—1,4 nm ilgio DNR molekulės, kuri būna susisukusi į žiedą. Nukleoidas dar vadinamas bakterijų chromosoma. Jame yra visa ląstelės genetinė informacija, kuri, dalijantis ląstelei, irgi pasidalija — taip visos ląstelės savybės perduodamos palikuonims. Kadangi bakterijose nukleoidas neapgaubtas apvalkalėliu, t. Y. Jose nėra tikro branduolio, bakterijos vadinamos prokariotiniais organizmais,

kai kurių bakterijų citoplazmoje yra plazmidžių. Plazmidės sudarytos iš DNR molekulės, kuri būna šimtus kartų trumpesnė negu DNR molekulė nukleoide. Plazminės teikia ir perduoda papildomąsias savybes (atsparumą, patogeniškumą, azoto fiksavimą ir kitas).

Citoplazmoje kartais būna atsarginių maisto medžiagų arba atliekų granulių, vadinamų intarpais, kurie, pasibaigus maistui aplinkoje, palengva sunaudojami. Pavyzdžiui, mielės ir Bacillus kaupia glikogeną (gyvulių organizmų krakmolą), o Clostridium — granuliozę (bakterijų krakmolą). Dauguma aerobinių bakterijų kaupia -oksisviesto rūgšties polimerus, mieliniai ir pelėsiniai grybai — tikruosius riebalus (trigliceridua), Mycobacterium — vaškus, spirilos — voliutiną (polifosfatą), si

ieros bakterijos — sierą, Bacillus thuringiensis — labai nuodingus drugių lervoms baltymus.

Bakterijų apibūdinimas

Apibūdinant mikroorganizmus atsižvelgiama į kultūrinius, morfologinius – biocheminius požymius, o esant reikalui – patogenines ir imunobiologines savybes.

1. Kultūriniai požymiai

Kultūrinius požymius nusako:

1) augimo pobūdis:

a) mėsos – peptono buljone ar salyklo misoje (plėvelė, drumzlės, nuosėdos);

b) pieno terpėje;

c) ant standžios terpės Petrio lėkštelėje ir nuožulniai sustingdyto agaro mėgintuvėlyje: kolonijų tipas, jų pakraščio išvaizda ir struktūra, spalva;

d) mėsos – peptono želatinoje (kolonijų tipas ant terpės Petrio lėkštelėje ir sugebėjimas ją skystinti pasėjus dūrio metodu);

e) ant bulvės skiltelės;

f) augimas didelio osmosinio slėgio terpėje;

2) kolonijų pigmentacija.

Daugeliu atvejų, nustatinėjant heterotrofinių bakterijų rūšį, naudojamos paprastos laboratorinės terpės: mėsos – peptono buljonas (MPB), mėsos – peptono agaras (MPA), mėsos – peptono želatina (MPŽ), pienas, bulvės, o grybų – salyklo misa (SM) arba salyklo misos agaras (SMA).

Augimas mėsos – peptono buljone (MPB) ar salyklo misoje yra diagnostinis požymis. Stebina:1) plėvelės buvimas arba nebuvimas, susidrumstimas, nuosėdų susidarymas; 2) plėvelė (žiedo pavidalo, ištisinė, plona, stora, lygi, raukšlėta, klostuota, sausa, riebi, matinė, blizganti, gleivėta); 3) susidrumstimas (ištisinis, kruopėtas, pluoštinis – ir susidrumstimo laipsnis: stiprus, vidutinis, silpnas); 4) nuosėdos (negausios, gausios, purios, tankios, kruopėtos, grūdėtos, gleivėtos ).

Augimas ant MPA. Kreipiamas dėmesys į kultūros augimo pobūdį ir brūkšnio išvaizdą ant nuožulnaus agaro. Augimo pobūdžiai nustatyti ant nuožulnaus agaro platinos kilpele zigzaginiais brūkšniais užsėjamos bakterijos. Stebima; 1) augimas (gausus , vidutinis , menkas); 2) užsėto bakterijomis brūkšnio po

obūdis: vientisas (su lygiais arba languotais kraštais), brūkšniuotas (tarsi grandinėlė iš izoliuotų kolonijų), difuzinis, plunksninis, medžio ar šaknų pavidalo; 3) brūkšnio kraštas (lygus, banguotas, smulkiai dantytas, skiautėtas, netaisyklingas, karpytas, plaukuotas, blakstienotas, šakotas); 4) brūkšnio paviršius (blizgantis, matinis, miltuotas); 5) brūkšnio konsistensija (sultinga, sausa, odiška, besitempianti, gleivėta, kremzlinė); 6) brūkšnio profilis (plokštelės pavidalo, plokščias, išsipūtęs); 7) optiniai požymiai (neperšviečiamas, peršviečiamas, opalescuojantis, žėruojantis); 8) apnašų spalva, terpės spalvos pakitimas (jos nudažymas).

Augimas ant pieno agaro. Pieno agaras gaminamas iš lygių dalių sterilaus nugriebto pieno ir 3 vandenilio agaro. Po to pienas sterilizuojamas 20 min 0,05 MPa slėgyje. Po sterilizavimo pienas pašildomas ir maišant pilamas į sterilų išlyditą ir atvėsintą iki 50 C agarą.

Augimas ant mėsos – peptono želatinos (MPŽ). Tiriamoji medžiaga užsėjama į želatiną, dūrio metodu stačiai sustingdytą mėgintuvėliuose . Kultūros auginamos 7-10 parų kambario temperatūroje, nes termostate želatina ištirptų. Augant mikrobams želatinoje, stebimas augimo pobūdis. Aerobai auga paviršiuje ir silpnai per dūrio ilgį – vinies pavidalu per visą dūrio ilgį. Jeigu vienodas augimas visu dūrio ilgiu – fakultatyviniai anaerobai, augimas tik apatinėje terpės dalyje – anaerobai. Augimo pobūdis pagal dūrio liniją gali būti siūlinis, kauburiuotas, plaukuotas, šakotas. Kartu stebina ruožo spalva ir želatinos skystinimas, rodąs fermento želatinazės buvimą.

Augimas ant bulvės skiltelės. Paruošiama mėgintuvėliuose bulvės skiltelės, Imamas nesuvytęs bulvės gumbas, kuris nuplaunamas vandens srove ir šepečiu nuvalomos žemės. Bulvė nulupama peiliu, ištrintu spiritu, ir pašalinamos ‘’akelės’’, po to dar kartą nuplaunama vandeniu. Tada bulvė supjaustoma 4-5 cm ilgio cilindrais, kurių diametras turi būti toks, kad tilptų į mėgintuvėlį , Bulvės cilindrai perpjaunami diagonaliai ir 1 valandai pamerkiami į 1 sodos tirpalą, nes bulvė yra truputį rūgščios reakcijos. Po to bulvės gabalėliai sumetami į mėgintuvėlį, kuriame drėgmė palaikoma į mėgintuvėlio galą įdėjus distiliuotu vandeniu sudrėkintos vatos. Bulvė autoklavuojama 0,05 Mpa slėgyje 20-25 min. Sėjama įtrinant įstrižą jos paviršių. Stebima augimo pobūdis, brūkšnio paviršius, konsistencija, kultūros ir terpės spalva. Mikrobų augimas ant bulvės rodo jų gebėjimą sintetinti fermentą amilazę.

Mikrobų augimas sintetinėje terpėje. Sintetinėje terpėje auga tie mikrobai, kurie azoto šaltiniu naudoja mineralines druskas ir jiems nereikia vitaminų arba kitų augimo stimuliatorių.

Terpės sudėtis ( g/ dm ): gliukozė – 3,0; (NH ) SO arba NaNo , arba KNO – ,3 ; KH PO – ,1; MgSO . 7H O – 0,05; NaCl – 0,05 CaCO – 0,5 ; FeSO – pėdsakai; agaras – 15; vandentiekio vanduo – iki 1,0 dm . Išsilydžius agarui terpė išpilstoma į mėgintuvėlius, sterilizuojama 30 min 0,05 Mpa slėgyje ir sustingdoma nuožulmiai .

Mikrobų kultūros sėjamos zigzaginiu brūkšniu, o pasėliai kultivuojami 7-10 parų. aprašomas kultūrų augimo pobūdis .

Bakterijų kolonijų charakteristika

Kolonijos, išaugusios ant standžios mitybinės terpės, tyrinėjamos lūpa arba optiniu mikroskopu (mažuoju padidinimu). Kolonijų forma, spalva, profilis, kraštas charakteringa vienai ar kitai bakterijų rūšiai. Kolonijos gali didėti greitai ir lėtai. Kolonijos, augančios laisvai, gali būti didelės (daugiau kaip 4-5 mm), vidutinės (2-4 mm) ir smulkios (1-2 mm). Kai kurių bakterijų kolonijos labai smulkios – ne didesnės kaip 1 mm. Jos vadinamos taškinėmis. Kolonijos būna apvalios, apvalios su klostytu kraštu, apvalios su voleliu, šakotos, siūlų, amebų, šaknų pavidalo, klostytos, koncentrinės ir sudėtingos. Kolonijų paviršius įvairių bakterijų rūšių taip pat įvairus. Jis gali būti lygus, susisukęs radialiais žiedais , gumburiuotas, raukšlėtas, blizgantis, dulsvas, riebus .

Pagal profilį kolonijos skiriamos: 1) plokščios, 2) iškilios, 3) volo pavidalo, 4) mažai išgaubtos, 5) stipriai išgaubtos, 6) kraterio pavidalo, 7) gumburiuotos, 8) į agarą įaugusios.

Bakterijų kolonijos turi charakteringą kiekvienai rūšiai struktūra, Kolonijos vidinė struktūra gali būti vienalytė, smulkiagrūdė, stambiagrūdė, srovinė, siūlinė ir panašiai. Priklausomai nuo kolonijų struktūros skirtumo, skirtingas ir jų kraštas. Jis gali būti: 1) lygus, 2) banguotas ,3) skiauterėtas, 4) dantytas, 5) netaisyklingai išpjaustytas, 6) blakstienotas, 7) plaukuotas, 8) siūlinis,9) šakotas.

Pigmentų sudarymas. Apie bakterijų sugebėjimą sudaryti pigmentus, sprendžiame iš kolonijų, išaugusių ant sklandžių mitybinių terpių, tarp jų ir bulvės, spalvos. Bakterijų pigmentacijai paspartinti rekomenduojama pasėlius laikyti kambario temperatūroje, pridėti į terpę 0,5-0,1 gliukozės.

2. Ląstelių morfologiniai ir citologiniai požymiai

Morfologinius požymius sudaro ląstelės forma ir jos dydis (lazdelinių ir cilindrinių bakterijų – galo forma), išsidėstymas, judėjimas ir žiuželių lokalizacija, sugebėjimas gaminti endosporas, dažymasis pagal Gramą, kapsulių sudarymas; ląstelės citologija: voliutino grūdeliai, riebalų, sieros lašeliai, polisacharidai.

3. Fiziologiniai-biocheminiai požymiai

Fiziologinius-biocheminius požymius apibūdina:

1) kvėpavimo būdas;

2) azoto asimiliavimas (iš baltymų, peptono, amino rūgšč3) ių, amonio ir azoto rūgšties druskų ir atmosferinio azoto);

4) anglies junginių asimiliavimas ir fermentavimas;

5) medžiagų apykaitos produktų išskyrimas: sieros vandenilio, amoniako, indolio, organinių rūgšč6) ių, angliavandenių, dujų ir t. t.;

7) patogeninės ir imunologinės savybės.

Mikroorganizmų rūšiniam identifikavimui naudojamos jų metabolizmo ypatybės, susijusios su gebėjimu augti tam tikrose mitybinėse terpėse, išskiriamais fermentais sukelti jų cheminių junginių skaidymą, skilimo produktų kaupimąsi terpėje ir naujų junginių sintezę.

Mikroorganizmų kvėpavimo būdas. Pagal kvėpavimo būdą mikrobai skirstomi į 4 grupes: obligatinių aerobų, mikroaerofilų, fakultatyvinių anaerobų ir obligatinių anaerobų. Mikroorganizmų kvėpavimo būdui nustatyti naudojama keletas metodų, būtent: auginant standžioje terpėje, nustatant katalazės, oksidazės ir nitratų redukcijos reakcijas.

Augimo pobūdis standžioje terpėje. Iš atskiros mikrobų kolonijos kilpele paimta gryna kultūra užsėjama į agarizuotą, bet išlydytą ir atvėsintą iki 40-45 c terpę mėgintuvėlyje ir su ja sumaišoma, o po to vėl sustingdoma. Užsėti tiriamąją kultūrą galima ir dūrio metodu į iš anksto stačiai sustingdytą terpę. Užsėti megintuvėliai dedami į termostatą, o psichrofilų pasėliai laikomi kambaryje arba šaldytuve ir nustatytą laiką kultivuojami norimoje temperatūroje. Obligatiniai aerobai paprastai auga terpės paviršiuje, mikroaerofilai – kiek žemiau paviršiaus. Fakultatyviniai anaerobai auga visame terpės sluoksnyje, o obligatiniai anaerobai – tik mėgintuvėlio dugne.

Ekspresmetodas bakterijų kvėpavimo būdui nustatyti. Katalazės reakcija. Aerobinės ir fakultatyvinės anaerobinės bakterijos, augdamos aerobinėse sąlygose, gamina fermentą katalazę, skaidančią vandenilio peroksidą. Obligatiniai anaerobai ir daugelis mikroaerofitų katalazės negamina. Norint įrodyti katalazės buvimą, vandens laše ant objektinio stiklo tirštai suspenduojama bakterijų kultūra, kuri sumaišoma su 10 vandenilio peroksido lašų. Aerobikai kvėpuojančios bakterijos sintetina fermentų katalazę, kuri skaido H O .ši reakcija atpažįstama iš deguonies burbuliukų ir putų susidarymo.

Oksidazės reakcija atskiriamos Enterobacteriaceae šeimos bakterijos, neturinčios fermento oksidazės, nuo gramneigiamų Pseudomonodaceae šeimos ir kitų saprofitinių bakterijų, gaminančių šį fermentą. Bakterijų, turinčių fermentą oksidazę, kolonijos, užpiltos dimetil-p- fenilendiamino junginiu, nusidažo ryškiai mėlyna spalva. Tuo tarpu Enterobacteriaceae šeimos, tarp jų Escherichia genties, bakterijų kolonijos Endo terpėje lieka raudonos spalvos.

Reaktyvas bakterijų oksidazės aktyvumui tirti.30-40 cm alfanaftolo ištirpinama 2,5 cm rektifikuoto etilo spirite, pridedama 7,5 cm distiliuoto vandens, kuriame ištirpinama 40-60 mg dimetilp-fenilendiamino. Reaktyvas gaminamas tuoj pat prieš bandymą.

Oksidazės reakcijos atlikimas. Ant bakterijų kolonijų užlašinamas lašas reaktyvo ir po 10-30 min tikrinami rezultatai. Mėlynai ar smėlynu pakraščiu kolonijos nelaikomos Enterobacteriaceae šeimos bakterijomis.

Fakultatyviniai anaerobai anaerobinėmis sąlygomis galutiniu elektronų akceptoriumi gali naudoti ne deguonį, bet nitratus. Šis procesas vadinamas denitrifikacija, arba nitratiniu kvėpavimu, kurio metu nitratai redukuojami iki nitritų, o pastarieji – iki dujinio azoto.

Bakterijų gebėjimas denitrifikuoti nitratus nustatomas jas auginant tokios sudėties mitybinėje terpėje (g/dm ): glicerinas – 10,0; mielių ekstraktas – 5,0; (NH ) SO – 2,0; KNO – 10,0; HPO – 2,0; MgSO , 7H O-0,025; NaCl – 0,5; FeSO ,7H O – 0,001; agaras – 1,0. išlydžius agarą terpė po 10 cm supilstoma į mėgintuvėlius ir sterilizuojama 0,05 MPa slėgyje. Darbo pradžioje terpė vėl išlydoma ir atvėsinus iki 40-45 C kilpele užsėjama gryna bakterijų kultūra, kuri gerai sumaišoma ir vėl stačiai sustingdoma. Anaerobinėms sąlygoms sudaryti terlės paviršius užliejamas sterilaus parafino ir vazelino 1:1 mišinio arba 1 vandeniniu agaro 1-2 cm sluoksniu. Kai terpėje dauginasi denitrifikuojančios bakterijos, pastebimas jos susidrumstimas ir dujų išsiskyrimas, kuris suskaldo agarą arba skleidžia burbuliukus.

Bakterijų gebėjimą redukuoti nitratus galima tirti jas užsėjus į skystą MPB su 0,2 KNO . terpė išpilstoma į mėgintuvėlius, į kuriuos įdedamos plūdės ir 0,1 MPa slėgyje sterilizuojama. Po to į terpę pipete įlašinama 0,2 cm bakterijų suspensijos. Mėgintuvėliai su pasėliais 30 C temperatūros termostate laikomi 2-5 paras. Po 2 parų kasdien stebimas azoto dujų kaupimasis plūdėje ir atliekama cheminė reakcija nitritų buvimui terpėje nustatyti.

Nitritams nustatyti naudojama ir krakmolo-jodo reakcija. Ji pagrįsta tuo, kad nitritai rūgščioje terpėje oksiduoja cinko jodidą ir išskiria jodą, kurio buvimas nustatomas su krakmolu. Kultūrinio skysčio lašas sumaišomas su lašu tirpalo, turinčio ZnCl , KJ ir krakmolo ir lašu FCl. Jeigu terpėje yra nitritų, ji nusidažo mėlyna spalva.

Nitratams nustatyti naudojama krakmolo-jodo reakcija: 1) krakmolas – 0,4nl – 2,0 g, H O – 100,0 cm . ZnCl ištirpinamas 10 cm vandens paverdama ir įdedamas krakmolas. Tirpalo tūris vandeniu papildomas iki 100 cm ir savaitę paliekamas nusistovėti. Po to tirpalas filtruojamas ir į jį pripilamas lygus kiekis 0,2 kalio jodido tirpalo.

2) druskos rūgšties skiedinys: koncentruota HCl – 16 cm + H O – 84 cm .

reakcija nitritams nustatyti su Griso reagentu paremta azoto junginio susidarymu rūgščioje terpėje, joje esant nitritų ir aromatinių aminų (sulfofenolio rūgšties ir – naftilamino). Atliekant reakciją Griso reagento lašas sumaišomas su kultūrinio skysčio lašu. Nitritų buvimą terpėje rodo jo nusidažymas raudona spalva.

Naudota literatūra

„Mikrobiologijos praktikos vadovas”
„Augalų fiziologija ir mikrobiologijos pagrindai”

Leave a Comment