ZA szczep drobnoustrojów to zbiór potomków pojedynczego izolatu drobnoustrojów, który jest hodowany na czystej pożywce i zwykle składa się z szeregu organizmów pochodzących z tej samej początkowej kolonii.
Szczep reprezentuje również zbiór osobników populacji gatunku drobnoustrojów, które mają pewne cechy fenotypowe i / lub genotypowe, które nieznacznie odróżniają go od innych tego samego gatunku, ale których różnice nie wystarczają, aby sklasyfikować je jako odrębne gatunki..
Szczep jest „podstawą” wszelkich badań mikrobiologicznych, ponieważ gwarantuje naukowcom, że parametry i cechy badane w odniesieniu do gatunku drobnoustroju są specyficzne tylko dla tego gatunku. Ponadto pozwala im zapewnić w określony sposób powtarzalność badań..
Na przykład w przypadku badań taksonomicznych w mikrobiologii pierwszym celem jest uzyskanie „szczepu” organizmu, który ma zostać sklasyfikowany, ponieważ w ten sposób można precyzyjnie określić, które są każdą z cech taksonomicznych, które odróżniają ten podzbiór w obrębie populacja jednego gatunku lub dowolnego innego gatunku drobnoustroju.
Szczep pozwala na utrzymanie i izolację gatunku drobnoustroju in vitro na długie okresy czasu, czyli z dala od ich naturalnego środowiska. Można uzyskać szczepy wielu mikroorganizmów różnych typów, takich jak między innymi bakterie, grzyby, wirusy, pierwotniaki, glony..
W celu utrzymania szczepów należy je trzymać w ścisłej izolacji, co pozwala uniknąć kontaktu szczepu z jakimkolwiek czynnikiem zanieczyszczającym, takim jak zarodniki grzybów lub wszelkie zewnętrzne czynniki mikroorganizmów..
Indeks artykułów
Wszystkie szczepy, niezależnie od rodzaju mikroorganizmu (gatunku), który reprezentują, muszą spełniać pewne podstawowe parametry, wśród których są:
- Muszą być stabilnymi liniami genetycznymi lub mieć wysoką wierność genetyczną
Ważne jest, aby wszystkie osobniki, które pozostają w pożywce hodowlanej, były jak najbliżej siebie, mówiąc genetycznie. Oznacza to, że wszystkie pochodzą od tej samej osoby lub przynajmniej z tej samej populacji.
- Muszą być łatwe w utrzymaniu lub uprawie
Osoby należące do szczepu muszą być łatwe do utrzymania w środowisku in vitro. Innymi słowy, nie wszystkie mikroby są w stanie odizolować się od swojego naturalnego środowiska. Jeśli trudno je wyhodować na pożywkach zewnętrznych, ich biologię można łatwo zmienić przy minimalnych zmianach w środowisku, w którym są trzymane w izolacji w laboratorium..
- Muszą mieć szybki wzrost i rozwój w optymalnych warunkach
Jeśli izolowane drobnoustroje nie rozwijają się szybko w pożywce hodowlanej używanej do tego celu, mogą być trudne do zachowania do badań, ponieważ mogą usuwać składniki odżywcze ze swojego środowiska, zmieniać fazę lub zagrozić ich przetrwaniu w takich warunkach..
- Muszą mieć określone cechy i parametry
Szczep izolowanych mikroorganizmów musi mieć wspólne cechy, które wiążą go identycznie i konkretnie z identycznymi z nim osobnikami. Te cechy muszą być stałe w czasie.
- Łatwy w obsłudze
Ogólnie rzecz biorąc, szczepy stosowane w rutynowych badaniach nie wymagają zbyt rygorystycznych lub skomplikowanych narzędzi lub protokołów. Gwarantuje to, że zarówno studenci, jak i nowi badacze mogą utrzymać ciągłość studiów w czasie..
Istnieją różne metody identyfikacji nowo wyizolowanego szczepu. Jednak obecnie najbardziej precyzyjną, szybką i prostą techniką określania tożsamości prawie każdego gatunku jest analiza kilku regionów sekwencji genetycznych, które składają się na genom osobnika..
Zazwyczaj analizy te przeprowadza się poprzez amplifikację określonych regionów DNA techniką PCR (łańcuchowa reakcja polimerazy). Techniki te różnią się w zależności od krawędzi, rodziny i rodzaju mikroorganizmu, którego tożsamość jest pożądana. Regiony te to na ogół:
- Regiony kodujące rybosomalne RNA
- Geny kodujące podjednostki białek biorące udział w oddychaniu (zwłaszcza jeśli organizm jest tlenowy)
- Region genetyczny kodujący mikrofilamenty aktyny (część cytoszkieletu)
- Niektóre regiony genetyczne podjednostek chloroplastów lub białek biorących udział w fotosyntezie (dla niektórych alg i cyjanobakterii oraz dla wszystkich roślin)
Po udanej amplifikacji tych fragmentów genomu poddaje się je sekwencjonowaniu, aby określić kolejność nukleotydów tworzących te regiony genomu. Odbywa się to za pomocą technik NGS. Sekwencjonowanie nowej generacji) ze specjalistycznym sprzętem zwanym sekwencerami.
Zsekwencjonowane regiony porównuje się z sekwencjami mikroorganizmów tego typu już wcześniej opisanymi, co jest możliwe dzięki wykorzystaniu np. Bazy danych zdeponowanej na stronie internetowej GenBank (https: // www. Ncbi.nlm.nih.gov/ genbank /).
W laboratoriach, które nie mają narzędzi biologii molekularnej do analizy cech genetycznych, do identyfikacji szczepów wielu mikroorganizmów stosuje się inne parametry fenotypowe. Po raz kolejny badane cechy fenotypowe różnią się w zależności od rozpatrywanego organizmu, gromady, rodziny i gatunku. Wśród tych parametrów są badane:
- Charakterystyka morfologiczna drobnoustroju w pożywce hodowlanej. Obserwuje się między innymi takie cechy jak: kolor, kształt, konsystencja, rodzaj wzrostu..
- Analiza produktów przemiany materii za pomocą narzędzi biochemicznych. Badana jest m.in. produkcja metabolitów wtórnych, wydalanych związków chemicznych..
- Charakterystyka i krystalizacja białek. Białka wewnętrzne mikroorganizmów są ekstrahowane i badane niezależnie.
Typową rzeczą w badaniach mikrobiologicznych jest charakteryzowanie szczepów za pomocą obu typów identyfikacji, tj. Zarówno poprzez obserwacje morfologiczne, jak i analizę molekularną..
Izolacja szczepów obejmuje kilka technik, które są również wykorzystywane do oddzielania jednego gatunku drobnoustroju od drugiego. Zdolność do wyizolowania szczepu interesującego gatunku jest niezbędna do dokładnego określenia jego definiujących cech..
Większość technik izolacji szczepów została stworzona w XIX wieku przez ojców mikrobiologii Louisa Pasteura i Roberta Kocha. Obaj obsesyjnie dążyli do uzyskania czystych kultur komórkowych (szczepów) badanych mikroorganizmów.
Aby uzyskać te kultury komórkowe, zbadali ogromną różnorodność technik i narzędzi, od użycia sterylnych wykałaczek po zmiany w składzie pożywki hodowlanej, w której badane przez nich drobnoustroje były przygotowywane do wzrostu..
Obecnie wszystkie techniki opracowane i stosowane przez tych badaczy, a także niektóre nowocześniejsze, zostały zebrane w 6 różnych typach, którymi są:
- Zarysowany, smugi lub zadrapania: za pomocą cienkiego i ostro zakończonego narzędzia dotyka się miejsca, w którym znajduje się mikroorganizm (szczególnie w przypadku kultur dojrzałych) in vitro na stałym podłożu). Końcem, jakim został dotknięty mikroorganizm, zostaje zarysowany sterylny stały środek bogaty w składniki odżywcze.
- Zanurzenie lub fuzja w środku: Pobiera się małą próbkę drobnoustrojów (może być podobna do tej pobranej w stanie techniki) i umieszcza się w pożywce w stanie ciekłym, dodaje agar w celu zestalenia i oczekuje się, że ostygnie. Kolonie będą obserwowane tylko wtedy, gdy mikroorganizm jest wysoce rozwinięty.
- Szeregowe rozcieńczenia: próbka z pierwotnego miejsca pobrania gatunku jest kolejno rozcieńczana w jałowym podłożu wolnym od innych mikroorganizmów. Rozcieńczenia wysiewa się na pożywki stałe i oczekuje się, że pojawią się kolonie..
- Ekskluzywne media kulturowe: są pożywkami hodowlanymi, które umożliwiają wzrost tylko tego typu drobnoustroju, który jest przedmiotem zainteresowania; to znaczy zawiera składniki lub składniki odżywcze, które pozwalają jedynie na izolację wzrostu szczepu.
- Separacja ręczna lub mechaniczna: umieszcza się małą próbkę drobnoustroju, który ma być wyizolowany, i pod mikroskopem podejmuje się próbę oddzielenia pojedynczego osobnika gatunku od reszty osobników, które go otaczają.
Niektóre z tych technik są łatwiejsze w użyciu niż inne. Jednak naukowcy używają ich zgodnie z biologicznymi cechami badanego gatunku..
Jeszcze bez komentarzy