Föreläsning: Antigener. Antigen struktur hos en bakteriecell. humana antigener. Serologiska reaktioner Metoder för slutlig identifiering av bakterier genom antigen sammansättning

09.09.2020

Bakteriella antigener:

gruppspecifik (finns i olika arter av samma släkte eller familj)

artspecifik (i olika representanter för samma art);

typspecifik (bestäm serologiska varianter - serovarer, antigenovarer inom en art).

Beroende på lokaliseringen i bakteriecellen särskiljs K-, H-, O-antigener (betecknade med bokstäver i det latinska alfabetet).

O-AG - lipopolysackarid av cellväggen hos gramnegativa bakterier. Den består av en polysackaridkedja (egentligen O-Ag) och lipid A.

Polysackariden är termostabil (tål kokning i 1-2 timmar), kemiskt stabil (tål behandling med formalin och etanol). Pure O-AG är svagt immunogent. Den visar strukturell variation och särskiljer många serovarianter av bakterier av samma art. Till exempel kännetecknas varje grupp av Salmonella av närvaron av en viss O-AG (polysackarid) - i grupp A

Detta är faktor 2, grupp B har faktor 4, och så vidare. I R-former av bakterier förlorar O-AG sidokedjor

polysackarid och typspecificitet.

Lipid A - innehåller glukosamin och fettsyror. Den har stark adjuvans, ospecifik immunstimulerande aktivitet och toxicitet. I allmänhet är LPS ett endotoxin. Redan i små doser orsakar det feber på grund av aktivering av makrofager och frisättning av IL1, TNF och andra cytokiner, degranulocytdegranulering och trombocytaggregation. Det kan binda till alla celler i kroppen, men speciellt till makrofager. I stora doser hämmar det fagocytos, orsakar toxicos, dysfunktion av det kardiovaskulära systemet, trombos, endotoxisk chock. LPS av vissa bakterier är en del av immunstimulerande medel (prodigiosan,

pyrogenal). Bakteriecellväggspeptidoglykaner har en stark adjuvanseffekt på SI-celler.

HAGGAär en del av bakteriella flageller, dess grund är flagellinproteinet. Termostabil.

K-AGär en heterogen grupp av ytliga, kapsulära AG-bakterier.

De är i en kapsel. De innehåller huvudsakligen sura polysackarider, som inkluderar galakturon-, glukuron- och iduronsyror. Det finns variationer i strukturen av dessa antigener, på basis av vilka till exempel 75 typer (serotyper) av pneumokocker, 80 typer av Klebsiella, etc. särskiljs. Kapselantigener används för att framställa meningokock-, pneumokock- och Klebsiella-vacciner. Administrering av höga doser av polysackaridantigener kan emellertid inducera tolerans.

Antigener av bakterier är också deras toxiner, ribosomer och enzymer.

Vissa mikroorganismer innehåller korsreaktiva - antigena determinanter som finns i mikroorganismer och människor/djur.

I mikrober av olika arter och hos människor finns vanliga, liknande struktur, AG. Dessa fenomen kallas antigen mimik. Ofta återspeglar korsreaktiva antigener den fylogenetiska likheten hos dessa representanter, ibland är de resultatet av en slumpmässig likhet i konformation och laddningar - AG-molekyler.

Till exempel finns Forsman's AG i barach-erytrocyter, salmonella och hos marsvin.

Grupp A hemolytiska streptokocker innehåller korsreagerande antigener (särskilt M-protein) som är vanliga med antigener i endokardiet och glomeruli i mänskliga njurar. Sådana bakteriella antigener orsakar bildandet av antikroppar som korsreagerar med mänskliga celler, vilket leder till utvecklingen av reumatism och post-streptokock glomerulonefrit.

Det orsakande medlet för syfilis har fosfolipider som liknar strukturen som finns i hjärtat hos djur och människor. Därför används kardiolipinantigenet från djurs hjärta för att detektera antikroppar mot spiroket hos sjuka människor (Wassermann-reaktion).

Bakterier kan göra allt och lite till. De skapade vår värld - andningsbar luft, bördig jord, mineraler. Även uppkomsten av liv på jorden är resultatet av en sådan egenskap hos bakterier som variation, förmågan att noggrant välja ut och ärva genetisk information som syftar till att bevara och utveckla arten.

En egenskap är ett särdrag, ett karakteristiskt särdrag hos ett objekt eller objekt. Mikrobiologi studerar egenskaperna hos mikroorganismer - deras struktur, utvecklingsmönster, roll för att upprätthålla den naturliga balansen och mänsklig ekonomisk aktivitet.

När man studerar encelliga organismer bygger det första steget av identifiering på de allmänna egenskaperna hos bakterier som är inneboende i alla prokaryoter (icke-nukleära celler):

mikroskopiska dimensioner (ej synligt för blotta ögat);
enorm metabolisk hastighet och, som ett resultat, tillväxt och reproduktion;
snabb anpassning till de förändrade existensvillkoren;
förmågan att förändras på kort tid med överföring av ärftlighet;

En annan egenskap som är gemensam för alla encelliga organismer är deras breda utbredning. Mikroorganismer finns överallt - i vatten, luft, jord, människo- och djurkroppar. Gränsförhållandena för deras livsmiljö sträcker sig från temperaturer på hundratals grader och vattentryck på flera kilometers djup till förtärd luft och negativa temperaturer i stratosfären. Det är sant att nyfikna forskare har hittat en plats på jorden där det inte är så lätt att hitta bakterier - separata delar av Atacamaöknen (Sydamerika). Detta land har inte sett regn på decennier, och möjligen hundratals år. Även bakterier gav upp - vatten är nödvändigt för alla former av proteinliv.

Identifiering av bakterier efter art

Forskare separerar bakterier efter art, eller snarare, de försöker göra det. Förmodligen (tja, vetenskapen vet inte säkert!) Det finns miljontals arter av bakterieceller. Men vetenskapen kan "igenkänna genom synen" bara några tiotusentals, vars egenskaper är väl studerade. Till exempel är bifidobakterier och laktobaciller nödvändiga för matsmältningen, egenskaperna hos mjölksyrabakterier och jästsvampar används inom industrin, patogena mikroorganismer bär på sjukdomar eller orsakar matförgiftning, bildar farliga gifter etc.

För artidentifiering av bakterier måste du känna till följande egenskaper:

morfologisk (form, cellstruktur);
kulturell (näringsmetod, reproduktionsförhållanden, dvs tillväxtfaktorer för en bakteriekultur);
tinctorial (reaktion på färgämnen, hjälper till att bestämma graden av hälsorisk);
biokemisk (nedbrytning av näringsämnen, utsöndring av avfallsprodukter, syntes av enzymer, proteiner, vitaminer);
antigen (från engelska antibody-generator - "producent av antikroppar"), vilket orsakar ett immunsvar i kroppen.

Morfologiska egenskaper bestäms med hjälp av mikroskopi (undersökning med ett konventionellt mikroskop eller elektronmikroskop). Kulturella (biologiska) egenskaper uppträder under tillväxten av kulturer på näringsmedia. Identifiering av biokemiska egenskaper behövs för att bestämma förhållandet mellan en cell och syre (sättet att andas), dess enzymatiska och reducerande (återställande) egenskaper (reduktion är den kemiska processen att ta bort syre eller ersätta det med väte). Dessutom studerar biokemiska studier bildandet av bakteriella avfallsprodukter (gifter) och deras påverkan på miljön.

Analysen av alla dessa egenskaper tillsammans hjälper till att bestämma typen av bakteriecell. Sådan identifiering gör det möjligt att skilja mellan "bra" bakterier som ger fördelar från skadliga patogena mikrober med negativa egenskaper. Strängt taget är denna uppdelning ganska villkorad. Samma typ av bakterier kan ha en positiv eller negativ effekt beroende på situationen. Till exempel är E. coli en del av mikrofloran hos en frisk person och tar en aktiv del i matsmältningen. Men så fort populationen av dessa bakterier växer över gränsparametrarna finns det risk för förgiftning med gifter som är farliga för hälsan.

Hur ser bakterier ut

Cellens utseende och parametrar påverkar dess egenskaper - rörlighet, funktionella egenskaper, fäste på ytan. Mikroorganismer är indelade i:

Kocker är sfäriska eller runda bakterier. De skiljer sig åt i antalet celler i kopplingen:

mikrokocker (encelliga);
diplococci (två celler sammankopplade);
tetracocci (fyra sammankopplade celler);
streptokocker (anslutna i längd i form av en kedja);
sarcinas (lager eller förpackningar med 8, 12, 16 eller fler stycken);
stafylokocker (föreningen har formen av en klase druvor).

2. Sticks skiljer:

enligt formen på ändarna: platt (hackad av), rundad (halvklot), skarp (kon), förtjockad;
av sambandets natur: singel, par, kedjor (streptobakterier).

3. Spiraler har en krökt eller spiralform (strängt taget klassificeras dessa bakterier också som stavformade). De kännetecknas av formen och antalet lockar:

vibrio - lätt böjd;
spirilla - ett eller flera varv (upp till fyra);
mer än fyra virvlar har borelli (från 4 till 12) och (Dr. Bykovs favoritförbannelse, syfilispatogener) treponema (från 14 till 17 små spolar);
leptospira liknar det latinska "S".

Dessutom finns det stjärnor, kuber, C-formade och andra cellformer. Dessutom kan samma typ av bakterier, beroende på omständigheterna, ändra form, och avsevärt. Till exempel är mjölksyrabakterier stavar, men vissa representanter för arten kan vara mycket korta stavar (nästan en boll), medan andra är långsträckta och närmar sig de filamentösa cellerna. Längden i detta fall beror på mediets sammansättning, närvaron och procentandelen av syre, metoden för odling (konstgjord odling) av mikroorganismer.

Med storleken på encelliga lite lättare:

den minsta (brucella);
medium (bakteroid, E. coli);
stora (baciller, klostridier).

Mikroorganismernas struktur

Gemensamt för alla prokaryoter är frånvaron av en kärna, dess roll spelas av en sluten DNA-molekyl (nukleoid). Rollen för inre organ i en bakteriecell utförs av olika inneslutningar, analogt kallade organeller. För olika typer av bakterier är denna uppsättning inte densamma, men det finns ett visst obligatoriskt minimum som finns i varje bakterie:

nukleoid (analog med kärnan);
cellvägg (yttre lager av olika tjocklekar);
cytoplasmatiskt membran (tunn film mellan det inre halvflytande mediet och cellväggen);
cytoplasma (intern halvflytande substans i vilken organeller flyter);
ribosomer (RNA-molekyler som innehåller ytterligare eller reserv genetisk information).

De första försöken att undersöka strukturen av en bakterie genom ett mikroskop avslöjade en viktig detalj - bakterieceller är genomskinliga, det är omöjligt att se dem utan ytterligare förberedelser. Den danska forskaren Gram föreslog en metod som tillåter färgning av mikroorganismer med anilinfärgämnen. Det visade sig att bakterierna, beroende på det yttre skalets struktur, uppfattar färgämnet annorlunda - vissa behåller pigmentet, andra blir missfärgade efter den slutliga tvättningen av det beredda preparatet med en alkoholhaltig lösning (sköljning utförs i båda fallen , men bara i ett fall tvättar den ur färgen). Bakterier delas in i två stora grupper baserat på tjockleken på deras cellväggar:

grampositiv (tjock vägg kan färgas);
gramnegativ (tunn vägg håller inte färgen).

Dessa egenskaper är viktiga för identifiering - oftast är skadliga (patogena) mikroorganismer gramnegativa. Denna uppdelning är särskilt lämplig för medicinsk forskning. Du kan få ett snabbt resultat med en relativt enkel laboratorieanalys.

Förutom de viktigaste har mikroorganismer ytterligare strukturer som bestämmer några viktiga egenskaper hos cellen:

Kapsel - ytligt (ovanför cellmembranet) slemskikt, bildat som en reaktion på miljön. Det vill säga, under bekväma förhållanden kan bakterien mycket väl klara sig utan en kapsel, men vid minsta hot skyddar den sig med ett mjukt skal, vilket ger ytterligare säkerhet.
Flagella är långa (längre än bakteriens kropp) filamentösa rörelseorgan. De fungerar som en sorts motor som låter cellen röra sig fritt.
Pili - mycket små villi på ytan av bakterien (tunnare och kortare än flageller). Pili flyttar inte buren utan hjälper den att säkert förankra på den valda platsen.
Sporer är fasta inneslutningar som bildas inuti bakterier som en reaktion på dödshot (brist på vatten, aggressiv miljö). De tillåter cellen att överleva svåra tider (ibland kan en bakterie "sova" i år och årtionden) och återfödas igen. Men sporer är bara ett verktyg för överlevnad, inte reproduktion.

Det finns även ytterligare inneslutningar som ger bakterierna olika egenskaper. Så, klorosomer är ansvariga för produktionen av syre från energin av solljus (fotosyntes); gasvakuoler ger cellen flytkraft; lipider och volutin lagrar mat och energireserver m.m.

Tillväxt och reproduktion

Noggrann identifiering och industriell produktion kräver rena bakteriekulturer - en population som odlas från en enda cell i laboratoriet. Och för detta måste du känna till deras biologiska egenskaper - under vilka förhållanden och hur mikroorganismer växer och förökar sig. Tillväxt är en ökning av cellmassan och alla dess strukturer, och reproduktion är en ökning av antalet celler i en koloni.

De flesta bakterier förökar sig genom binär fission, det vill säga att cellen delar sig i två på mitten och bildar två identiska organismer. Den knoppande metoden skiljer sig från binär fission endast i form - ett utsprång bildas på cellytan, där hälften av den delade kärnsubstituten (nukleoiden) rör sig, sedan växer utsprånget och separeras från modercellen.

En mer sofistikerad metod är genetisk rekombination, som liknar sexuell reproduktion. Kärnan i metoden är att en del av DNA:t kommer in i cellen utifrån (när bakterier kommer i kontakt med varandra, med hjälp av bakteriofager, eller som ett resultat av absorption av döda cellers genetiska material). Som ett resultat ger denna metod två genetiskt modifierade celler som bär information från båda "föräldrarna". Egenskaperna hos den förändrade cellen kan skilja sig väsentligt från dess föregångare. Denna metod för reproduktion gör det möjligt för bakterier att anpassa sig till förändrade förhållanden, kanske var det han som fungerade som grunden för uppkomsten av intelligent liv på planeten.

Dessutom underlättar den rekombinanta avelsmetoden genetisk forskning. Bakterier förändras på mycket kort tid och behåller samtidigt ärftlighet. Detta gör det möjligt att följa flera generationer av en cell och utvärdera positiva och negativa förändringar i dess struktur, beteende och egenskaper.

Funktioner av andning och näring av cellen

Beroende på förhållandet till syre skiljer sig bakterier i:

Anaerober är mikroorganismer som får energi i frånvaro av syre. Det finns obligatoriska (strikta) anaerober som inte tål syre, och fakultativa anaerober (de flesta patogena mikrober), vars huvudmetod för att få energi är en syrefri variant, men de kan också existera med syre tillgängligt.
Aerober är celler som bara lever i en syrehaltig miljö. Strikta aerober kräver 20 % syre i atmosfären, mikroaerofiler nöjer sig med mycket mindre syre, men deras huvudsakliga andningsmetod förblir densamma som för aeroba celler.

Identifiering med metoden för andning och näring är viktig för att skapa bekväma förhållanden för att odla bakteriekulturer på konstgjorda medier och i bioteknik.

På grund av bakteriers fördelaktiga egenskaper i flera riktningar erhålls en sluten cykel - autotrofer skapar organiska ämnen med hjälp av solens energi eller oorganiska föreningar, heterotrofer (saprofyter) bryter ner organiskt material och returnerar kemiska komponenter som är lämpliga för vidare användning till naturen.

Enzymer och toxiner från bakterier (biokemisk aktivitet)

Mikroorganismer producerar proteinämnen - enzymer (latin "surdeg") eller enzymer (grekiska "surdeg"), som fungerar som katalysatorer (acceleratorer) i absolut alla biologiska processer (metabolism och energi). Dessutom är varje enskilt enzym ansvarigt för endast en process för att omvandla en förening till en annan. Enzymer är indelade i:

endoenzymer är intracellulära substanser involverade i cellmetabolism.
exoenzymer är extracellulära (släpps ut i miljön), de utför matsmältning utanför bakteriecellen.

Mikroorganismernas egenskaper att utsöndra vissa enzymer används för att identifiera typen av encelliga, eftersom detta är en konstant och oföränderlig egenskap som är unik för denna celltyp. Skilja på:

Sackarolytiska egenskaper hos cellen - förmågan att jäsa (nedbryta) kolhydrater med frisättning av kemisk energi. Till exempel, under alkoholjäsning, sönderdelar jästenzymer socker till etylalkohol och koldioxid.
De proteolytiska egenskaperna hos mikroorganismer är jäsning av proteiner och pepton (stora proteinfragment som bildas i det inledande skedet av nedbrytning av mjölk och kött under inverkan av enzymer). Celler utsöndrar proteolytiska enzymer i den yttre miljön, som bryter ner proteiner till mellanprodukter (peptoner, aminosyror) och/eller till slutliga nedbrytningsprodukter (svavelväte, ammoniak). Proteinnedbrytning och blodkoagulering är beroende av proteolytiska enzymer.

Biokemisk identifiering gör det möjligt att skilja mellan nästan identiska typer av bakterier, vars struktur och utseende inte går att skilja från varandra. Till exempel omfattar patogena enterobakterier hundratals arter; det är möjligt att bestämma sjukdomens specifika boven bara genom att studera biokemiska egenskaper.

Cellens skadliga avfallsprodukter (gifter) är extremt farliga, men ändå viktiga. När toxiner kommer in i kroppen produceras antikroppar som identifierar och neutraliserar främmande föremål. Bakteriegifter orsakar störningar i metabola och andra processer i cellen, detta förklarar deras höga aktivitet även med en liten mängd toxin i kroppen. Skilja på:

exotoxiner (släpps ut i miljön, mycket farligt);
endotoxiner (strukturella komponenter i cellen, kommer in i miljön först efter bakteriens död, mindre farliga än exotoxiner).

Alla gifter är farliga, men exotoxiner är mer skadliga. Dessa toxiners förmåga att orsaka bildning av antikroppar (antigener) gör det dock möjligt att producera terapeutiska och profylaktiska sera mot många sjukdomar.

Vissa bakterier har hemolytiska egenskaper, det vill säga de utsöndrar toxiner som förstör röda blodkroppar (hemolysiner). I den naturliga processen för erytrocytförnyelse är cellernas hemolytiska egenskaper nödvändiga, men de kan bli farliga i den patologiska utvecklingen av processen.

Bakterier är allestädes närvarande och olika. Det finns "bra", nyttiga mikroorganismer, men det finns också skadliga, patogena mikrober som framkallar sjukdomar och frigör farliga gifter. Människan har lärt sig att använda mikroorganismers välgörande egenskaper inom bioteknik för att förbättra livskvaliteten. Medicin bekämpar aktivt (och ibland effektivt) patogener. Det ligger inom varje persons makt att skydda sig mot skadliga bakterier (vanliga hygienregler) och ta det bästa från mångfalden av bakterievärlden.

Introduktion.Identifiering- bestämning (etablering) av mikrobens arttillhörighet. För närvarande är den allmänt accepterade identifieringsmetoden baserad på studiet av en viss uppsättning av de viktigaste fenotypiska egenskaperna hos den mikroorganism som studeras. Kriteriet för identifiering är närvaron i en mikrob av en uppsättning grundläggande egenskaper som är karakteristiska för en given art (taxonometriska tecken). Arten är etablerad enligt den internationella taxonomy of bacteria (Bergey's Manual of Systematic Bacteriology).

Till artens huvuddrag bakterier inkluderar:

Morfologi av den mikrobiella cellen;

Färgningsegenskaper - färgningsfunktioner med enkla och komplexa färgningsmetoder;

Kulturella egenskaper - egenskaper hos mikrobiell tillväxt på näringsmedia;

i biokemiska tecken - närvaron i bakterier av enzymer som är nödvändiga för syntes eller splittring (fermentering) av olika kemiska föreningar.

I bakteriologisk praxis studeras oftast sackarolytiska och proteolytiska enzymer.

Till ytterligare egenskaper, som används för identifiering inkluderar:

Förekomst av artspecifika antigener (se kapitel 10);

Mottaglighet för artspecifika bakteriofager (se kapitel 5);

Artresistens mot vissa antimikrobiella medel (se kapitel 8);

För patogena bakterier, produktion av vissa virulensfaktorer (se kapitel 9).

Fin intraspecifik identifiering upp till biovar (serova-ra, fagovar, fermentovar, etc.) - titrering - baserat på detektering av lämplig markör: antigen (serotypning, se kapitel 10), känslighet för en typisk bakteriofag (fagtypning, se kapitel 5) etc.

Under de senaste åren har moderna biokemiska och molekylärbiologiska metoder för identifiering utvecklats och börjat tillämpas: kemoidentifiering, analys av nukleinsyror: restriktionsanalys, hybridisering, polymeraskedjereaktion (PCR), ribotypning, etc.

▲ Lektionsplanering

▲ Program

1. Identifiering av bakterier.

2. Studie av aeroba och anaeroba bakteriers biokemiska egenskaper.

▲ Demo

1. Osådd "brokig rad".

2. Alternativ för att ändra den "brokiga raden".

3. "Motley row" för anaeroba bakterier.

4. Mikrometod för att studera bakteriers biokemiska egenskaper.

5. Tillväxt av pigmentproducerande bakterier.

▲ Uppgift till elever

1. Rita alternativ för att ändra den "brokiga raden".

2. Bedöm resultaten av sållning av ren kultur: notera närvaron eller frånvaron av tillväxt av den inokulerade kulturen, såväl som förekomsten av främmande bakterier.

3. Se till att den isolerade kulturen är ren, för detta, förbered ett utstryk och färga det enligt Gram-metoden.

4. Lägg ett katalasprov på glaset och utvärdera resultatet.

5. Ta hänsyn till resultaten av bestämning av den biokemiska aktiviteten hos isolerade renkulturer.

6. Med hjälp av identifieringstabellen, på grundval av de studerade morfologiska, tinktoriska, kulturella och enzymatiska egenskaperna, identifiera de isolerade mikroberna.

▲ Riktlinjer

Biokemisk identifiering. För att bedöma den biokemiska aktiviteten hos bakterier används följande: reaktioner:

1) jäsning - ofullständig nedbrytning av substratet till

Mellanprodukter, såsom jäsning av kolhydrater med bildning av organiska syror;

2) oxidation - fullständig nedbrytning av det organiska substratet till CO 2 och H2O;

3) assimilering (användning) - användningen av ett substrat för tillväxt som en källa till kol eller kväve;

4) dissimilering (nedbrytning) av substratet;

5) substrathydrolys.

Den klassiska (traditionella) metoden för att identifiera mikrober genom biokemiska egenskaper är att inokulera en ren kultur på differentialdiagnostiska medier som innehåller vissa substrat för att bedöma förmågan hos en mikroorganism att assimilera detta substrat eller bestämma slutprodukterna av dess metabolism. Studien tar minst 1 dag. Ett exempel är utvärderingen av bakteriers sackarolytiska aktivitet (förmågan att fermentera kolhydrater) genom sådd på Hiss-medier - en kort och lång "brokig rad".

Identifiering av bakterier genom biokemiska egenskaper med hjälp av "brokiga serier" media. En kort "brokig serie" inkluderar flytande Hiss-medier med mono- och disackarider: glukos, laktos, sackaros, maltos och med 6-hydrisk alkohol - mannitol. I en lång "brokig rad" tillsammans med de listade kolhydraterna introduceras medier med en mängd olika monosackarider (arabinos, xylos, ramnos, galaktos etc.) och alkoholer (glycerol, dulcitol, inositol etc.). För att bedöma bakteriers förmåga att fermentera kolhydrater tillsätts en indikator (Andredes reagens eller andra) till mediet, som gör det möjligt att upptäcka bildandet av sura klyvningsprodukter (organiska syror), samt en "float" för att detektera frisättningen

från 2.

En ren kultur av den studerade mikroorganismen sås med en ögla i media av den "brokiga raden". Kulturerna inkuberas vid 37°C i 18-24 h eller mer Om bakterierna fermenterar kolhydraten för att bilda sura produkter observeras en förändring i mediets färg, när kolhydraten sönderfaller till sura och gasformiga produkter, tillsammans med en färgförändring, en gasbubbla uppstår i flottören. Om medium med halvflytande agar används, registreras gasbildningen genom att kolonnen bryts. I frånvaro av jäsning ändras inte mediets färg. Eftersom bakterierna inte jäser alla, utan endast vissa kolhydrater, som ingår i Hiss-medierna, säkra för varje typ, observeras en ganska brokig bild, därför kallas en uppsättning media med kolhydrater och en färgindikator för "brokig rad " (Fig. 3.2.1; på insatsen).

För bestämning av proteolytiska enzymer producera en bakteriekultur med en injektion i en kolonn med 10-20% gelatin,

peptonvatten. Kulturer i gelatin inkuberas vid 20-22°C under flera dagar. I närvaro av proteolytiska enzymer flyter bakterier gelatin och bildar en figur som liknar en tratt eller fiskben.

I grödor i peptonvatten* bestäms klyvningsprodukterna av aminosyror efter inkubation i 2-3 dagar vid 37 °C genom inställning reaktioner på ammoniak, indol, vätesulfid och så vidare.

reaktion på ammoniak. En smal remsa av lackmuspapper fästs under korken så att den inte kommer i kontakt med näringsmediet. Blått papper indikerar bildandet av ammoniak.

Reaktion på indol. Ehrlichs metod: 2-3 ml eter tillsätts i ett provrör med en bakteriekultur, innehållet blandas kraftigt och några droppar av Ehrlichs reagens (en alkohollösning av paradimetylamidobensaldehyd med saltsyra) tillsätts. I närvaro av indol observeras en rosa färg, med noggrann skiktning bildas en rosa ring (se fig. 3.2.1).

reaktion till vätesulfid. En smal remsa av filterpapper fuktat med järnsulfat placeras i ett provrör med peptonvatten och fixeras under proppen så att den inte kommer i kontakt med näringsmediet. När vätesulfid frigörs bildas olöslig järnsulfid (FeS) som gör papperet svart (se fig. 3.2.1). Produktionen av H 2 S kan också bestämmas genom att inokulera en bakteriekultur genom injektion i en kolonn med ett näringsmedium som innehåller reagenser för detektering av H 2 S (en blandning av salter: järnsulfat, natriumtiosulfat, natriumsulfit). Ett positivt resultat - mediet blir svart på grund av bildandet av FeS.

detektering av katalas. En droppe 1-3% väteperoxidlösning appliceras på en glasskiva och en slinga med en bakteriekultur införs i den. Katalas bryter ner väteperoxid till syre och vatten. Frigörandet av gasbubblor indikerar närvaron av katalas i denna typ av bakterier.

I bakteriologisk praxis är de ibland begränsade till studier av sackarolytiska och proteolytiska egenskaper hos de studerade bakterierna, om detta är tillräckligt för deras identifiering. Vid behov, undersök andra tecken, till exempel förmågan att återställa nitrater, karboxylering av aminosyror, bildandet av oxidas, plasmakoagulas, fibrinolysin och andra enzymer.

Resultaten av arbetet med identifieringen av den isolerade kulturen registreras (tabell 3.2.1).

Biokemiska tester av 2:a generationen, baserade på användningen av koncentrerade substrat och mer känsliga metoder för att detektera slutprodukter av reaktionen,

Isolering av mikroorganismer från olika material och erhållande av deras kulturer används i stor utsträckning i laboratoriepraxis för mikrobiologisk diagnostik av infektionssjukdomar, i forskningsarbete och i mikrobiologisk produktion av vacciner, antibiotika och andra biologiskt aktiva produkter från mikrobiellt liv.

Odlingsförhållandena beror också på egenskaperna hos respektive mikroorganism. De flesta patogena mikrober odlas på näringsmedia vid 37°C i 12 dagar. Vissa av dem kräver dock längre perioder. Till exempel pertussisbakterier - om 2-3 dagar och Mycobacterium tuberculosis - om 3-4 veckor.

För att stimulera processerna för tillväxt och reproduktion av aeroba mikrober, samt för att minska tiden för deras odling, används metoden för djupodling, som består i kontinuerlig luftning och blandning av näringsmediet. Djupmetoden har fått bred tillämpning inom bioteknik.

För odling av anaerober används speciella metoder, vars essens är att avlägsna luft eller ersätta den med inerta gaser i förseglade termostater - anaerostater. Anaerober odlas på näringsmedia som innehåller reducerande ämnen (glukos, natriummyrsyra etc.), som minskar redoxpotentialen.

I diagnostisk praxis är rena bakteriekulturer av särskild betydelse, vilka isoleras från testmaterialet som tagits från en patient eller miljöobjekt. För detta ändamål används konstgjorda näringsmedier, som är uppdelade i grundläggande, differentialdiagnostik och valbar av de mest olika sammansättningarna. Valet av ett näringsmedium för att isolera en ren kultur är väsentligt för bakteriologisk diagnostik.

I de flesta fall används fasta näringsmedier som tidigare hällts i petriskålar. Testmaterialet placeras på mediets yta med en ögla och gnids med en spatel för att erhålla isolerade kolonier som har vuxit från en cell. Subkultur av en isolerad koloni på ett lutande agarmedium i ett provrör resulterar i en renodling.

För identifiering, d.v.s. för att bestämma generisk och arttillhörighet för en utvald kultur, studerar de oftast fenotypiska egenskaper:

a) morfologin hos bakterieceller i färgade utstryk eller naturliga preparat;

b) kulturens biokemiska egenskaper enligt dess förmåga att fermentera kolhydrater (glukos, laktos, sackaros, maltos, mannitol, etc.), för att bilda indol, ammoniak och vätesulfid, som är produkter av bakteriers proteolytiska aktivitet.

För en mer komplett analys används gas-vätskekromografi och andra metoder.

Tillsammans med bakteriologiska metoder används immunologiska forskningsmetoder i stor utsträckning för att identifiera rena kulturer, som syftar till att studera den antigena strukturen hos den isolerade kulturen. För detta ändamål används serologiska reaktioner: agglutination, immunfluorescensutfällning, komplementfixering, enzymimmunanalys, radioimmuna metoder, etc.

Renkultur isoleringsmetoder

För att isolera en ren kultur av mikroorganismer är det nödvändigt att separera de många bakterier som finns i materialet från varandra. Detta kan uppnås genom metoder som bygger på två principer − mekanisk och biologisk dissociation av bakterier.

Metoder för att isolera rena kulturer baserade på den mekaniska principen

Seriell utspädningsmetod , föreslog av L. Pasteur, var en av de allra första, som användes för mekanisk separation av mikroorganismer. Det består i att utföra seriella utspädningar av material som innehåller mikrober i en steril flytande näringsmedium. Denna teknik är ganska noggrann och ofullkomlig i drift, eftersom den inte tillåter kontroll av antalet mikrobiella celler som kommer in i provrören under utspädningar.

Denna nackdel gör det inte Koch-metoden (plattspädningsmetod ). R. Koch använde täta näringsmedia baserade på gelatin eller agar-agar. Material med associationer av olika typer av bakterier späddes i flera provrör med smält och lätt kylt gelatin, vars innehåll senare hälldes ut på sterila glasskivor. Efter gelning av mediet odlades det vid den optimala temperaturen. Isolerade kolonier av mikroorganismer bildades i dess tjocklek, som enkelt kan överföras till ett färskt näringsmedium med hjälp av en platinaslinga för att erhålla en ren bakteriekultur.

Drygalski-metoden är en mer avancerad metod som används flitigt i den mikrobiologiska vardagen. Först appliceras testmaterialet på mediets yta i en petriskål med en pipett eller en slinga. Använd en metall- eller glasspatel och gnid försiktigt in den i mediet. Bägaren hålls öppen under ympningen och roteras försiktigt för att fördela materialet jämnt. Utan att sterilisera spateln spenderar de det på materialet i en annan petriskål, om det behövs - i den tredje. Först efter det doppas spateln i en desinfektionslösning eller steks i en brännarlåga. På ytan av mediet i den första skålen observerar vi som regel en kontinuerlig tillväxt av bakterier, i den andra - en tät tillväxt och i den tredje - tillväxt i form av isolerade kolonier.

Kolonier enligt Drygalski-metoden

Strokemetod idag används oftast i mikrobiologiska laboratorier. Materialet som innehåller mikroorganismer samlas upp med en bakteriologisk slinga och appliceras på ytan av näringsmediet nära kanten av bägaren. Överskottsmaterialet avlägsnas och upptas i parallella drag från kant till kant av koppen. Efter en dag av inkubation av grödor vid den optimala temperaturen växer isolerade kolonier av mikrober på skålens yta.

Strokemetod

För att få isolerade kolonier kan du använda en pinne som användes för att samla upp testmaterialet. Petriskålen med näringsmediet öppnas något, en tampong införs i den och materialet gnids försiktigt in i skålens yta, vilket gradvis återför tampongen och skålen.

En betydande fördel med Koch-, Drygalski- och streakplate-spädningsmetoderna är alltså att de skapar isolerade kolonier av mikroorganismer, som, när de inokuleras på ett annat näringsmedium, förvandlas till en ren kultur.

Metoder för att isolera rena kulturer baserade på den biologiska principen

Den biologiska principen för separation av bakterier ger ett målmedvetet sökande efter metoder som tar hänsyn till de många egenskaperna hos mikrobiella celler. Bland de vanligaste metoderna är följande:

1. Efter typ av andning. Alla mikroorganismer enligt typen av andning är indelade i två huvudgrupper: aerob (Corynebacterium diphtheriae, Vibrio sholeraeetc) och anaerob (Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringensoch så vidare.). Om materialet från vilket anaeroba patogener ska isoleras förvärms och sedan odlas under anaeroba förhållanden, kommer dessa bakterier att växa.

2. Av sporulering . Det är känt att vissa mikrober (baciller och klostridier) kan sporulera. Bland dem Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Bacillus subtilis, Bacillus cereus. Sporer är resistenta mot miljöfaktorer. Därför kan testmaterialet utsättas för inverkan av en termisk faktor och sedan ympas överföras till ett näringsmedium. Efter en tid kommer exakt de bakterier som kan sporulera att växa på den.

3. Mikrobers motståndskraft mot inverkan av syror och alkalier. Några mikrober (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis) som ett resultat av särdragen i deras kemiska struktur är de resistenta mot syror. Det är därför materialet som innehåller dem, till exempel sputum för tuberkulos, förbehandlas med en lika stor volym 10% svavelsyralösning och sås sedan på näringsmedia. Främmande flora dör, och mykobakterier växer, som ett resultat av deras motståndskraft mot syror.

Vibrio cholerae (Vibrio sholerae) , tvärtom, är en halofil bakterie, därför, för att skapa optimala tillväxtförhållanden, sås den på medier som innehåller alkali (1% alkaliskt peptonvatten). Redan efter 4-6 timmar uppträder karakteristiska tecken på tillväxt på mediets yta i form av en delikat blåaktig film.

4. Bakteriers rörlighet. Några mikrober (Proteus vulgaris) tenderar till krypande tillväxt och kan snabbt spridas över ytan av något fuktig miljö. För att isolera sådana patogener sås de i en droppe kondensationsvätska, som bildas när kolonnen av lutande agar kyls. Efter 16-18 år sprider de sig till hela miljöns yta. Om vi tar material från toppen av agaren får vi en ren kultur av patogener.

5. Mikrobers känslighet för inverkan av kemikalier, antibiotika och andra antimikrobiella medel. Som ett resultat av särdragen hos bakteriers metabolism kan de ha olika känslighet för vissa kemiska faktorer. Det är känt att stafylokocker, aeroba baciller som bildar sporer, är resistenta mot verkan av 7,5-10% natriumklorid. Det är därför, för isoleringen av dessa patogener, används valbara näringsmedier (äggula-saltagar, vinkande saltagar), som innehåller just detta ämne. Andra bakterier växer praktiskt taget inte vid denna koncentration av natriumklorid.

6. Införande av vissa antibiotika (nystatin) används för att hämma tillväxten av svampar i material som är kraftigt förorenat med dem. Omvänt främjar tillsatsen av antibiotikumet penicillin till mediet tillväxten av bakteriefloran om svampar ska isoleras. Tillsatsen av furazolidon i vissa koncentrationer till näringsmediet skapar selektiva förhållanden för tillväxt av corynebakterier och mikrokocker.

7. Mikroorganismers förmåga att penetrera intakt hud. Vissa patogena bakterier (Yersinia pestis) som ett resultat av närvaron av ett stort antal aggressionsenzymer kan de penetrera intakt hud. För att göra detta rakas håret på kroppen av ett försöksdjur och testmaterialet, som innehåller patogenen och en stor mängd tredje parts mikroflora, gnids in i detta område. Efter en tid slaktas djuret och mikrober isoleras från blodet eller inre organ.

8. Känslighet hos försöksdjur för patogener av infektionssjukdomar. Vissa djur visar hög känslighet för olika mikroorganismer.

Till exempel med vilken administreringsmetod som helst Streptococcus pneumoniae vita möss utvecklar en generaliserad pneumokockinfektion. En liknande bild observeras när marsvin är infekterade med tuberkulospatogener. (Mycobacterium tuberculosis) .

I vardagen använder bakteriologer begrepp som t.ex anstränga och ren kultur mikroorganismer. Under stammen förstår mikrober av samma art, som är isolerade från olika källor, eller från samma källa, men vid olika tidpunkter. Renkultur av bakterier är mikroorganismer av samma art, ättlingar till en mikrobiell cell, som har vuxit på (i) ett näringsmedium.

Isolering av ren kultur aerob mikroorganismer består av ett antal steg.

Första dagen (1 stegs forskning) patologiskt material tas i en steril behållare (provrör, kolv, flaska). Det studeras - utseende, konsistens, färg, lukt och andra tecken, ett utstryk förbereds, målas och undersöks i mikroskop. I vissa fall (akut gonorré, pest) är det i detta skede möjligt att göra en preliminär diagnos och dessutom välja det medium som materialet ska sås på. Sedan utförs det med en bakteriologisk slinga (används oftast), med en spatel - enligt Drygalsky-metoden, med en bomullspinne. Muggarna stängs, vänds upp och ner, signeras med en speciell penna och placeras i en termostat vid optimal temperatur (37 ° C) i 18-48 timmar. Syftet med steget är att få fram isolerade kolonier av mikroorganismer.

Men ibland för att stapla upp materialet sås det på flytande näringsmedia.

På den andra dagen (Fas 2 av studien) på ytan av ett tätt näringsmedium bildar mikroorganismer en kontinuerlig, tät tillväxt eller isolerade kolonier. Kolonin- dessa är ansamlingar av bakterier som är synliga för blotta ögat på ytan eller i tjockleken av näringsmediet. Som regel bildas varje koloni av ättlingar till en mikrobiell cell (kloner), så deras sammansättning är ganska homogen. Funktioner av bakterietillväxt på näringsmedia är en manifestation av deras kulturella egenskaper.

Plattorna undersöks noggrant och undersöks med avseende på isolerade kolonier som har vuxit på ytan av agaren. Var uppmärksam på storleken, formen, färgen, arten av kanterna och ytan på kolonierna, deras konsistens och andra egenskaper. Vid behov, undersök kolonierna under ett förstoringsglas, låg- eller högförstoringsmikroskop. Koloniernas struktur undersöks i genomsläppt ljus vid låg förstoring av mikroskopet. De kan vara hyalina, granulära, filamentösa eller fibrösa, som kännetecknas av närvaron av sammanflätade trådar i koloniernas tjocklek.

Karakterisering av kolonier är en viktig del av arbetet för en bakteriolog och en laboratorieassistent, eftersom mikroorganismer av varje art har sina egna speciella kolonier.

På den tredje dagen (Sted 3 av studien) studera arten av tillväxten av en ren kultur av mikroorganismer och utföra dess identifiering.

Först ägnas uppmärksamhet åt egenskaperna hos tillväxten av mikroorganismer på mediet och ett utstryk görs, färgning av det med Gram-metoden, för att kontrollera kulturens renhet. Om bakterier av samma typ av morfologi, storlek och färgegenskaper (förmåga att färga) observeras under ett mikroskop, dras slutsatsen att kulturen är ren. I vissa fall, redan i utseende och egenskaper hos deras tillväxt, är det möjligt att dra en slutsats om typen av isolerade patogener. Att bestämma arten av bakterier genom deras morfologiska egenskaper kallas morfologisk identifiering. Att bestämma typen av patogener genom deras kulturella egenskaper kallas kulturell identifikation.

Dessa studier räcker dock inte för att dra en slutgiltig slutsats om typen av isolerade mikrober. Därför studerar de bakteriers biokemiska egenskaper. De är ganska varierande.

Identifiering av bakterier.

Att bestämma typen av patogen genom dess biokemiska egenskaper kallas biokemisk identifiering.

För att fastställa arttillhörigheten hos bakterier studeras ofta deras antigena struktur, det vill säga de identifieras av antigena egenskaper. Varje mikroorganism har i sin sammansättning olika antigena ämnen. I synnerhet innehåller representanter för Enterobacteriaceae-familjen (Yescherichia, Salmonella, Shigels) hölje O-antigen, flagella H-antigen och kapsel K-antigen. De är heterogena i sin kemiska sammansättning, därför finns de i många varianter. De kan bestämmas med användning av specifika agglutinerande sera. Denna definition av en bakterieart kallas serologisk identifiering.

Ibland utförs identifieringen av bakterier genom att infektera försöksdjur med en renkultur och observera de förändringar som patogener orsakar i kroppen (tuberkulos, botulism, stelkramp, salmonellos och liknande). En sådan metod kallas identifiering genom biologiska egenskaper. Som föremål används oftast marsvin, vita möss och råttor.

APPAR

(tabeller och diagram)

Bakteriers fysiologi

Schema 1. Bakteriers fysiologi.

fortplantning

odling på näringsmedia

Tabell 1. Allmän tabell över bakteriell fysiologi.

		Karakteristisk
		Processen att skaffa energi och ämnen.
		En uppsättning biokemiska processer, som ett resultat av vilka den energi som är nödvändig för den vitala aktiviteten hos mikrobiella celler frigörs.
		Samordnad reproduktion av alla cellulära komponenter och strukturer, vilket i slutändan leder till en ökning av cellmassan
	fortplantning	Öka antalet celler i en population
	Växer på näringsmedia.	Under laboratorieförhållanden odlas mikroorganismer på näringsmedier som ska vara sterila, transparenta, fuktiga, innehålla vissa näringsämnen (proteiner, kolhydrater, vitaminer, spårämnen etc.), ha en viss buffringsförmåga, ha ett lämpligt pH, redoxpotential.

Tabell 1.1 Grundämnenas kemiska sammansättning och fysiologiska funktioner.

sammansättning element		Egenskaper och roll i cellfysiologi.
	Huvudkomponenten i en bakteriecell, som står för cirka 80% av dess massa. Det är i ett fritt eller bundet tillstånd med cellens strukturella element. I sporer minskar mängden vatten till 18,20 %. Vatten är ett lösningsmedel för många ämnen och spelar också en mekanisk roll för att ge turgor. Under plasmolys - förlusten av vatten från cellen i en hypertonisk lösning - inträffar exfolieringen av protoplasman från cellmembranet. Avlägsnande av vatten från cellen, torkning avbryter metabolismens processer. De flesta mikroorganismer tål torkning bra. Med brist på vatten förökar sig inte mikroorganismer. Torkning i vakuum från ett fruset tillstånd (lyofilisering) stoppar reproduktionen och främjar långtidsbevarande av mikrobiella arter.
	40 - 80 % torrvikt. Bestäm de viktigaste biologiska egenskaperna hos bakterier och består vanligtvis av kombinationer av 20 aminosyror. Bakterier innehåller diaminopimelinsyra (DAP), som saknas i mänskliga och djurceller. Bakterier innehåller mer än 2000 olika proteiner som ingår i strukturella komponenter och som är involverade i metaboliska processer. De flesta proteiner har enzymatisk aktivitet. Proteiner i en bakteriecell bestämmer antigenicitet och immunogenicitet, virulens och bakteriearter.
sammansättning element	Egenskaper och roll i cellfysiologi.
Nukleinsyror	De utför funktioner som liknar nukleinsyrorna i eukaryota celler: en DNA-molekyl i form av en kromosom är ansvarig för ärftlighet, ribonukleinsyror (informationssyror eller matris, transport och ribosomala) är involverade i proteinbiosyntesen.
Kolhydrater	De representeras av enkla ämnen (mono- och disackarider) och komplexa föreningar. Polysackarider finns ofta i kapslar. Vissa intracellulära polysackarider (stärkelse, glykogen, etc.) är reservnäringsämnen.
	De är en del av det cytoplasmatiska membranet och dess derivat, liksom cellväggen hos bakterier, till exempel det yttre membranet, där det, förutom det biomolekylära lagret av lipider, finns LPS. Lipider kan fungera som reservnäringsämnen i cytoplasman. Bakteriella lipider representeras av fosfolipider, fettsyror och glycerider. Mycobacterium tuberculosis innehåller den största mängden lipider (upp till 40%).
Mineraler	Hittas i askan efter att celler bränts. Fosfor, kalium, natrium, svavel, järn, kalcium, magnesium, liksom spårämnen (zink, koppar, kobolt, barium, mangan, etc.) detekteras i stora mängder. De är involverade i regleringen av osmotiskt tryck, pH , redoxpotential , aktiverar enzymer, är en del av enzymer, vitaminer och strukturella komponenter i mikrobiella celler.

Tabell 1.2. Kvävebaser.

Tabell 1.2.1 Enzymer

	Karakteristisk
Definition	Specifika och effektiva proteinkatalysatorer som finns i alla levande celler.
	Enzymer minskar aktiveringsenergin, vilket säkerställer flödet av sådana kemiska reaktioner som utan dem endast skulle kunna ske vid hög temperatur, övertryck och under andra icke-fysiologiska förhållanden som är oacceptabla för en levande cell.
	Enzymer ökar reaktionshastigheten med cirka 10 storleksordningar, vilket minskar halveringstiden för alla reaktioner från 300 år till en sekund.
	Enzymer "känner igen" substratet genom det rumsliga arrangemanget av dess molekyl och fördelningen av laddningar i den. För bindning till substratet är en viss del av den enzymatiska proteinmolekylen ansvarig - dess katalytiska centrum. I detta fall bildas ett intermediärt enzym-substratkomplex, som sedan sönderdelas med bildandet av en reaktionsprodukt och ett fritt enzym.
Olika sorter	Regulatoriska (allosteriska) enzymer uppfattar olika metaboliska signaler och ändrar i enlighet med dem deras katalytiska aktivitet.	Effektorenzymer - enzymer som katalyserar vissa reaktioner (för detaljer, se tabell 1.2.2.)
funktionell aktivitet	Enzymers funktionella aktivitet och hastigheten för enzymatiska reaktioner beror på de förhållanden under vilka en given mikroorganism befinner sig och framför allt på mediets temperatur och dess pH. För många patogena mikroorganismer är den optimala temperaturen 37°C och pH 7,2-7,4.

ENZYMKLASSER:

mikroorganismer syntetiserar olika enzymer som tillhör alla sex kända klasser.

Tabell 1.2.2. Klasser av effektorenzymer

	Enzymklass	Katalyserar:
	Oxidoreduktas	Elektronöverföring
	Transferaser	Överföring av olika kemiska grupper
	Hydrolaser	Överföring av funktionella grupper till en vattenmolekyl
		Vidfästning av dubbelbindningsgrupper och omvända reaktioner
	Isomeraser	Överföring av grupper inom en molekyl för att bilda isomera former
		Bildandet av C-C, C-S, C-O, C-N bindningar på grund av kondensationsreaktioner associerade med nedbrytningen av adenosintrifosfat (ATP)

Tabell 1.2.3. Typer av enzymer genom bildning i en bakteriecell

	Karakteristisk	Anteckningar
Iducerbar (adaptiv) enzymer "substratinduktion"	Enzymer, vars koncentration i cellen ökar kraftigt som svar på uppkomsten av ett induktorsubstrat i miljön. Syntetiseras av en bakteriecell endast i närvaro av detta enzym i substratmediet
Undertryckbara enzymer	Syntesen av dessa enzymer undertrycks som ett resultat av överdriven ackumulering av produkten från reaktionen som katalyseras av detta enzym.	Ett exempel på enzymrepression är syntesen av tryptofan, som bildas av antranilsyra med deltagande av antranilatsyntetas.
Konstitutiva enzymer	Enzymer syntetiseras oavsett miljöförhållanden	Enzymer av glykolys
Multienzymkomplex	Intracellulära enzymer kombinerade strukturellt och funktionellt	Enzymer i andningskedjan placerade på det cytoplasmatiska membranet.

Tabell 1.2.4. Specifika enzymer

	Enzymer	Identifiering av bakterier
	Superoxiddismutas och katalas	Alla aerober eller fakultativa anaerober har superoxiddismutas och katalas - enzymer som skyddar cellen från giftiga produkter av syremetabolism. Nästan alla obligatoriska anaerober syntetiserar inte dessa enzymer. Endast en grupp av aeroba bakterier, mjölksyrabakterier, är katalasnegativa.
	Peroxidas	Mjölksyrabakterier ackumulerar peroxidas, ett enzym som katalyserar oxidationen av organiska föreningar under inverkan av H2O2 (det reduceras till vatten).
	Arginindihydrolas	En diagnostisk egenskap som skiljer saprofytiska Pseudomonas-arter från fytopatogena.
		Bland de fem huvudgrupperna i familjen Enterobacteriaceae är det bara två - Escherichiae och Erwiniae - som inte syntetiserar ureas.

Tabell 1.2.5. Användningen av bakteriella enzymer i industriell mikrobiologi.

	Enzymer	Ansökan
	Amylas, cellulas, proteas, lipas	För att förbättra matsmältningen används färdiga preparat av enzymer som underlättar hydrolysen av stärkelse, cellulosa, protein respektive lipider.
	Jäst invertas	Vid tillverkning av godis för att förhindra kristallisering av sackaros
	pektinas	Används för att klara fruktjuicer
	Clostridial kollagenas och streptokock streptokinas	Hydrolysera proteiner, främja läkning av sår och brännskador
	Lytiska enzymer av bakterier	Utsöndras i miljön, verkar på cellväggarna hos patogena mikroorganismer och fungerar som ett effektivt verktyg i kampen mot de senare, även om de har flera resistens mot antibiotika
	Ribonukleaser, deoxiribonukleaser, polymeraser, DNA-ligaser och andra enzymer som modifierar nukleinsyror på ett riktat sätt	Används som verktygslåda inom bioorganisk kemi, genteknik och genterapi

Tabell 1.2.6. Klassificering av enzymer genom lokalisering.

	Lokalisering
Endoenzymer	i cytoplasman i det cytoplasmatiska membranet I det periplasmatiska utrymmet	De fungerar bara inuti cellen. De katalyserar reaktionerna av biosyntes och energimetabolism.
Exoenzymer	Släpps ut i miljön.	De frigörs av cellen till miljön och katalyserar reaktionerna av hydrolys av komplexa organiska föreningar till enklare sådana, tillgängliga för assimilering av den mikrobiella cellen. Dessa inkluderar hydrolytiska enzymer, som spelar en extremt viktig roll i näring av mikroorganismer.

Tabell 1.2.7. Enzymer av patogena mikrober (enzymer av aggression)

Enzymer
Lecitovitellas Lecitinas	Bryter ner cellmembran	Inokulering av testmaterialet på näringsmediet JSA Resultat: molnigt område runt kolonier på LSA.
Hemolysin	Förstör röda blodkroppar	Inokulering av testmaterialet på ett blodagarnäringsmedium. Resultat: fullständigt område av hemolys runt kolonier på blodagar.
Koagulas-positiva kulturer	Får blodplasma att koagulera	Inokulering av testmaterialet på steril citratbehandlad blodplasma. Resultat: plasmakoagulering
Koagulasnegativa kulturer	Mannitolproduktion	Sådd på ett näringsmedium mannitol under anaeroba förhållanden. Resultat: Uppkomsten av färgade kolonier (i färgen på indikatorn)
Enzymer		Bildandet av vissa enzymer i laboratoriet
Hyaluronidas	Hydrolyserar hyaluronsyra - huvudkomponenten i bindväv	Sår testmaterialet på ett näringsmedium som innehåller hyaluronsyra. Resultat: i provrör som innehåller hyaluronidas sker ingen koagelbildning.
Neuraminidas	Det klyver sialinsyra (neuraminsyra) från olika glykoproteiner, glykolipider, polysackarider, vilket ökar permeabiliteten för olika vävnader.	Detektion: reaktion för bestämning av antikroppar mot neuraminidas (RINA) och andra (immundiffusion, immunoenzym och radioimmuna metoder).

Tabell 1.2.8. Klassificering av enzymer enligt biokemiska egenskaper.

Enzymer		Upptäckt
Sackarolytisk	Nedbrytning av sockerarter	Differentiella diagnostiska miljöer som Hiss-miljö, Olkenitsky-miljö, Endo-miljö, Levin-miljö, Ploskirev-miljö.
Proteolytisk	Proteinnedbrytning	Mikrober inokuleras genom injektion i en kolonn av gelatin, och efter 3-5 dagars inkubation vid rumstemperatur noteras karaktären av gelatinflytande. Proteolytisk aktivitet bestäms också av bildandet av proteinnedbrytningsprodukter: indol, vätesulfid, ammoniak. För deras bestämning inokuleras mikroorganismer i kött-peptonbuljong.
Enzymer identifierade av slutprodukter	Alkalibildning Syrabildning Svavelvätebildning Bildning av ammoniak m.m.	För att skilja vissa typer av bakterier från andra på grundval av deras enzymatiska aktivitet, differentialdiagnostiska miljöer

Schema 1.2.8. Enzymsammansättning.

ENZYMSAMMANSÄTTNING AV ALLA MIKROORGANISMER:

Bestäms av dess genom

Är en stabil funktion

Används ofta för identifiering

Bestämning av sackarolytiska, proteolytiska och andra egenskaper.

Tabell 1.3. Pigment

	Pigment	Syntes av en mikroorganism
	Fettlösliga karotenoidpigment i rött, orange eller gult	De bildar sarciner, mycobacterium tuberculosis, vissa actinomycetes. Dessa pigment skyddar dem från UV-strålar.
	Svarta eller bruna pigment - melaniner	Syntetiseras av obligatoriska anaerober Bacteroides niger och andra. Olösligt i vatten och till och med starka syror
	Ett ljusrött pyrrolpigment, prodigiosin	Bildad av några serationer
	Det vattenlösliga fenosinpigmentet är pyocyanin.	Producerad av Pseudomonas aeruginosa-bakterier (Pseudomonas aeruginosa). I det här fallet blir näringsmediet med neutralt eller alkaliskt pH blågrönt.

Tabell 1.4. Ljusande och aromproducerande mikroorganismer

		Skick och karaktäristik
	Glöd (luminescens)	Bakterier orsakar glöd av dessa substrat, såsom fiskfjäll, högre svampar, ruttnande träd, livsmedelsprodukter, på vars yta de förökar sig. De flesta lysande bakterier är halofila arter som kan föröka sig vid förhöjda saltkoncentrationer. De lever i haven och oceanerna och sällan i sötvatten. Alla lysande bakterier är aeroba. Glödmekanismen är förknippad med frigörandet av energi i processen för biologisk oxidation av substratet.
	arombildning	Vissa mikroorganismer producerar flyktiga aromatiska ämnen, såsom ättik-etyl och ättiksyra-amylestrar, som ger smak åt vin, öl, mjölksyra och andra livsmedelsprodukter, som ett resultat av vilket de används i deras produktion.

Tabell 2.1.1 Metabolism

	Definition
Ämnesomsättning	De biokemiska processerna som förekommer i cellen är förenade i ett ord - metabolism (grekisk metabol - transformation). Denna term är likvärdig med begreppet "metabolism och energi". Det finns två aspekter av metabolism: anabolism och katabolism.
	Anabolism - en uppsättning biokemiska reaktioner som utför syntesen av cellkomponenter, det vill säga den sidan av ämnesomsättningen, som kallas konstruktiv metabolism.	Katabolism är en uppsättning reaktioner som förser cellen med den energi som är nödvändig, särskilt för konstruktiva utbytesreaktioner. Därför definieras katabolism också som cellens energimetabolism.
amfibolism	Intermediär metabolism, som omvandlar lågmolekylära fragment av näringsämnen till en serie organiska syror och fosforestrar, kallas

Schema 2.1.1. Ämnesomsättning

ÄMNESOMSÄTTNING -

en kombination av två motsatta, men interagerande processer: katabolism och anabolism

Anabolism= assimilering = plastisk metabolism = konstruktiv metabolism

katabolism= dissimilation = energimetabolism = sönderfall = förse cellen med energi

Syntes (cellkomponenter)

Enzymatiska katabola reaktioner som resulterar i frigörande av energi, som ackumulerades i ATP-molekyler.

Biosyntes av monomerer:

aminosyror nukleotider fettsyramonosackarider

Biosyntes av polymerer:

proteiner nukleinsyror polysackarider lipider

Som ett resultat av enzymatiska anabola reaktioner spenderas energin som frigörs i katabolismprocessen på syntesen av makromolekyler av organiska föreningar, från vilka biopolymerer sedan monteras - komponenter i den mikrobiella cellen.

Energi spenderas på syntesen av cellkomponenter

Tabell 2.1.3. Metabolism och omvandling av cellenergi.

Ämnesomsättning	Karakteristisk	Anteckningar
	Metabolism ger en dynamisk balans inneboende i en levande organism som ett system, där syntes och förstörelse, reproduktion och död är ömsesidigt balanserade.	Metabolism är det viktigaste tecknet på liv
plastbyte Syntes av proteiner, fetter, kolhydrater.	Detta är en uppsättning reaktioner av biologisk syntes.	Från ämnen som kommer in i cellen utifrån bildas molekyler som liknar cellföreningar, det vill säga assimilering sker.
energiutbyte	Processen är motsatsen till syntes. Detta är en uppsättning klyvningsreaktioner.	När högmolekylära föreningar klyvs frigörs den energi som krävs för biosyntesreaktionen, det vill säga dissimilering sker. Under nedbrytningen av glukos frigörs energi i etapper med deltagande av ett antal enzymer.

Tabell 2.1.2. Skillnad i metabolism för identifiering.

Tabell 2.2 Anabolism (konstruktiv metabolism)

Schema 2.2.2. Biosyntes av aminosyror i prokaryoter.

Schema 2.2.1. Biosyntes av kolhydrater i mikroorganismer.

Figur 2.2.3. Lipidbiosyntes

Tabell 2.2.4. Stadier av energimetabolism - Katabolism.

Etapper	Karakteristisk	Notera
Förberedande	Molekyler av disackarider och polysackarider, proteiner bryts ner till små molekyler - glukos, glycerol och fettsyror, aminosyror. Stora molekyler av nukleinsyror till nukleotider.	I detta skede frigörs en liten mängd energi, som försvinner i form av värme.
Anoxisk eller ofullständig eller anaerob eller jäsning eller dissimilering.	Ämnen som bildas i detta skede med deltagande av enzymer genomgår ytterligare klyvning. Till exempel: glukos bryts ner i två molekyler mjölksyra och två molekyler ATP.	ATP och H 3 PO 4 är involverade i nedbrytningen av glukos. Vid den syrefria nedbrytningen av glukos i form av en kemisk bindning lagras 40 % av energin i ATP-molekylen, resten avleds i form av värme. I samtliga fall producerar nedbrytningen av en glukosmolekyl två ATP-molekyler.
Stadiet av aerob andning eller syreuppdelning.	När syre kommer in i cellen oxideras (bryts ner) de ämnen som bildades under föregående steg till slutprodukter CO 2 ochH 2 O.	Den totala ekvationen för aerob andning:

Schema 2.2.4. Jäsning.

Fermentativ metabolism - kännetecknas av bildandet av ATP genom fosforylering av substrat.

Först (oxidation) = splittring

Andra (återhämtning)

Inkluderar omvandling av glukos till pyrodruvsyra.

Inkluderar väteanvändning för återvinning av pyrodruvsyra.

Vägar för bildning av pyrodruvsyra från kolhydrater

Schema 2.2.5. Pyruvsyra.

Glykolytisk väg (Embden-Meyerhof-Parnassus-väg)

Entner-Doudoroff stig

Pentosfosfatväg

Tabell 2.2.5. Jäsning.

Typ av jäsning	Representanter	Slutprodukt	Anteckningar
mjölksyra		Bilda mjölksyra från pyruvat	I vissa fall (homoenzymatisk fermentering) bildas endast mjölksyra, i andra även biprodukter.
Myrsyra	Enterobacteriaceae	Myrsyra är en av slutprodukterna. (tillsammans med den - sida)	Vissa typer av enterobakterier bryter ner myrsyra till H 2 och CO 2 /
Smörsyra		Smörsyra och biprodukter	Vissa arter av klostridier bildar tillsammans med smörsyra och andra syror butanol, aceton etc. (då kallas det aceton-butylfermentering).
propionsyra	Propionobacterium	Bilda propionsyra från pyruvat	Många bakterier bildar etylalkohol vid fermentering av kolhydrater, tillsammans med andra produkter. Det är dock inte huvudprodukten.

Tabell 2.3.1. Proteinsyntetiseringssystem, jonbyte.

	Elementnamn	Karakteristisk
	Ribosomala underenheter 30S och 50S	I fallet med bakteriella ribosomer innehåller 70S-subenheten 50S rRNA (~3000 nukleotider lång) och 30S-subenheten innehåller 16S rRNA (~1500 nukleotider lång); en stor ribosomal subenhet, förutom en "lång" rRNA, innehåller också en eller två "korta" rRNA (5S rRNA av bakteriella ribosomala subenheter 50S eller 5S och 5.8S rRNA av eukaryota stora ribosomala subenheter). (för detaljer se Fig. 2.3.1.)
	Messenger RNA (mRNA)
	En komplett uppsättning av tjugo aminoacyl-tRNA som kräver lämpliga aminosyror, aminoacyl-tRNA-syntetaser, tRNA och ATP för att bildas	Det är en aminosyra laddad med energi och associerad med tRNA, redo för leverans till ribosomen och inkorporering i polypeptiden som syntetiseras på den.
	Överför RNA (tRNA)	Ribonukleinsyra, vars funktion är att transportera aminosyror till platsen för proteinsyntesen.
	Proteininitieringsfaktorer	(i prokaryoter - IF-1, IF-2, IF-3) De har fått sitt namn eftersom de är involverade i organisationen av det aktiva komplexet (708-komplexet) av 30S och 50S subenheter, mRNA och initiator aminoacyl-tRNA ( i prokaryoter - formylmetionyl -tRNA), som "startar" (initierar) ribosomernas arbete - översättningen av mRNA.
	Proteinförlängningsfaktorer	(i prokaryoter - EF-Tu, EF-Ts, EF-G) Delta i förlängningen (förlängningen) av den syntetiserade polypeptidkedjan (peptidyl). Proteinterminering eller frisättningsfaktorer (eng. - frisättningsfaktorer - RF) tillhandahåller kodonspecifik separation av polypeptiden från ribosomen och slutet av proteinsyntesen.
	Elementnamn	Karakteristisk
	Proteintermineringsfaktorer	(för prokaryoter - RF-1, RF-2, RF-3)
	Vissa andra proteinfaktorer (associationer, dissociationer av subenheter, frisättningar, etc.).	Proteintranslationsfaktorer nödvändiga för systemets funktion
	Guanosintrifosfat (GTP)	För implementering av översättning är deltagande av GTP nödvändigt. Behovet av det proteinsyntetiserande systemet för GTP är mycket specifikt: det kan inte ersättas av något av de andra trifosfaterna. Cellen spenderar mer energi på proteinbiosyntes än på syntes av någon annan biopolymer. Bildandet av varje ny peptidbindning kräver klyvning av fyra högenergibindningar (ATP och GTP): två för att ladda tRNA-molekylen med en aminosyra, och två till under förlängning - en under aa-tRNA-bindning och den andra under translokation .
	Oorganiska katjoner i en viss koncentration.	För att hålla systemets pH inom fysiologiska gränser. Ammoniumjoner används av vissa bakterier för att syntetisera aminosyror, kaliumjoner används för att binda tRNA till ribosomer. Joner av järn, magnesium fungerar som en kofaktor i ett antal enzymatiska processer

Figur 2.3.1. Schematisk representation av strukturerna för prokaryota och eukaryota ribosomer.

Tabell 2.3.2. Funktioner av jonbyte i bakterier.

Egenhet	Kännetecknad av:
högt osmotiskt tryck	På grund av den betydande intracellulära koncentrationen av kaliumjoner i bakterier upprätthålls ett högt osmotiskt tryck.
järnintag	För ett antal patogena och opportunistiska bakterier (Escherichia, Shigella, etc.) är konsumtionen av järn i värdorganismen svår på grund av dess olöslighet vid neutrala och svagt alkaliska pH-värden.	Sideroforer - speciella ämnen som genom att binda järn gör det lösligt och transporterbart.
Assimilering	Bakterier assimilerar aktivt SO2/- och P034+-anjoner från mediet för att syntetisera föreningar som innehåller dessa element (svavelinnehållande aminosyror, fosfolipider, etc.).
	För tillväxt och reproduktion av bakterier behövs mineralföreningar - joner NH4 +, K +, Mg2 +, etc. (för mer detaljer, se tabell 2.3.1.)

Tabell 2.3.3. Jonbytare

	Namn på mineralföreningar	Fungera
	NH4+ (ammoniumjoner)	Används av vissa bakterier för att syntetisera aminosyror
	K+ (kaliumjoner)	Används för att binda tRNA till ribosomer Upprätthåll högt osmotiskt tryck
	Fe 2+ (järnjoner)	Fungerar som kofaktorer i ett antal enzymatiska processer De är en del av cytokromer och andra hemoproteiner
	Mg 2+ (magnesiumjoner)
	SO 4 2 - (sulfatanjon)	Nödvändigt för syntesen av föreningar som innehåller dessa element (svavelhaltiga aminosyror, fosfolipider, etc.)
	PO 4 3- (fosfatanjon)

Schema 2.4.1. energi metabolism.

För att syntetisera behöver bakterier...

Näringsämnen

Tabell 2.4.1. Energimetabolism (biologisk oxidation).

Bearbeta

Nödvändig:

Syntes av strukturella komponenter i en mikrobiell cell och underhåll av vitala processer

Tillräcklig mängd energi.

Detta behov tillgodoses genom biologisk oxidation, vilket resulterar i syntesen av ATP-molekyler.

Energi (ATP)

Järnbakterier får den energi som frigörs under den direkta oxidationen av järn (Fe2+ till Fe3+), som används för att fixera CO2, svavelmetaboliserande bakterier förser sig med energi på grund av oxidation av svavelhaltiga föreningar. Men den stora majoriteten av prokaryoter får energi genom dehydrering.

Energi tas också emot i andningsprocessen (för en detaljerad tabell, se motsvarande avsnitt).

Schema 2.4. Biologisk oxidation i prokaryoter.

Nedbrytning av polymerer till monomerer

Kolhydrater

glycerin och fettsyror

aminosyror

monosackarider

Klyvning under anoxiska förhållanden

Bildning av mellanprodukter

Oxidation under syreförhållanden till slutprodukter

Tabell 2.4.2. energi metabolism.

	begrepp	Karakteristisk
	Essensen av energimetabolism	Tillför energi till celler som är nödvändiga för livets manifestation.
		ATP-molekylen syntetiseras som ett resultat av överföringen av en elektron från dess primära donator till den slutliga acceptorn.
		Andning är biologisk oxidation (splittring). Beroende på vad som är den slutliga elektronacceptorn finns det andetag: Aerob - under aerob andning fungerar molekylärt syre O 2 som den slutliga elektronacceptorn. Anaeroba - oorganiska föreningar fungerar som den slutliga elektronacceptorn: NO 3 -, SO 3 -, SO 4 2-
	Energimobilisering	Energi mobiliseras i oxidations- och reduktionsreaktioner.
	Reaktion Oxidation	Ett ämnes förmåga att donera elektroner (för att oxideras)
	Återhämtningsreaktion	Ett ämnes förmåga att ta emot elektroner.
	Redox potential	Ett ämnes förmåga att donera (oxidera) eller ta emot (återvinna) elektroner. (kvantitativt uttryck)

Schema 2.5. Syntes.

kolhydrater

Tabell 2.5.1. Syntes

Biosyntes	Av vad	Anteckningar
biosyntes av kolhydrater	Autotrofer syntetiserar glukos från CO2. Heterotrofer syntetiserar glukos från kolhaltiga föreningar.	Calvin-cykel (se diagram 2.2.1.)
Biosyntes av aminosyror	De flesta prokaryoter kan syntetisera alla aminosyror från: Pyruvat α-ketoglutorat fumorera	Energikällan är ATP. Pyruvat bildas i den glykolytiska cykeln. Auxotrofa mikroorganismer - konsumeras färdiga i värdorganismen.
Lipidbiosyntes	Lipider syntetiseras från enklare föreningar - produkter av protein- och kolhydratmetabolism.	Acetylbärande proteiner spelar en viktig roll. Auxotrofa mikroorganismer - konsumeras färdiga i värdorganismen eller från näringsmedia.

Tabell 2.5.2. De viktigaste stadierna av proteinbiosyntes.

Etapper

Karakteristisk

Anteckningar

Transkription

Processen för RNA-syntes på gener.

Detta är processen att skriva om information från DNA - gen till mRNA - gen.

Det utförs med hjälp av DNA-beroende RNA-polymeras.

Överföringen av information om proteinets struktur till ribosomerna sker med hjälp av mRNA.

Broadcast (sändning)

Processen för proteinbiosyntes.

Processen att dechiffrera den genetiska koden i mRNA och dess implementering i form av en polypeptidkedja.

Eftersom varje kodon innehåller tre nukleotider kan samma genetiska text läsas på tre olika sätt (med början från den första, andra och tredje nukleotiden), det vill säga i tre olika läsramar.

Notera till tabellen: Den primära strukturen för varje protein är sekvensen av aminosyror i det.

Schema 2.5.2. Kedjor av elektroner överförs från den primära vätedonatorn (elektroner) till dess slutliga acceptor O 2 .

organiskt material

(primär elektrondonator)

Flavoprotein (-0,20)

Kinon (-0,07)

Cytokrom (+0,01)

Cytokrom C(+0,22)

Cytokrom A(+0,34)

slutlig mottagare

Tabell 3.1. Klassificering av organismer efter näringstyper.

Organogent element	Mattyper	Karakteristisk
Kol (C)	Autotrofer	De syntetiserar själva alla kolhaltiga komponenter i cellen från CO 2.
	Heterotrofer	De kan inte tillfredsställa sina behov på bekostnad av CO 2, de använder färdiga organiska föreningar.
	Saprofyter	Matkälla - döda organiska substrat.
		Näringskällan är levande vävnader från djur och växter.
	Prototrofer	Tillfredsställa deras behov med atmosfäriskt och mineraliskt kväve
	Auxotrofer	De behöver färdiga organiska kväveföreningar.
Väte (H)	Huvudkällan är H 2 O
Syre (O)	Huvudkällan är H 2 O

Tabell 3.1.2. Energiomvandling

Tabell 3.1.3. Sätt att mata kol

Energikälla	Elektrondonator	Sätt att mata kol
Solljusenergi	oorganiska föreningar	Fotolithoheterotrofer
Solljusenergi	organiska föreningar	Fotoorganoheterotrofer
Redoxreaktioner	oorganiska föreningar	Kemolitoheterotrofer
Redoxreaktioner	organiska föreningar	Kemoorganoheterotrofer

Tabell 3.2. Kraftmekanismer:

Mekanism	Villkor	koncentrationsgrad	Energikostnader	Substratspecificitet
passiv diffusion	Koncentrationen av näringsämnen i miljön överstiger koncentrationen i cellen.	Längs koncentrationsgradienten
Underlättad diffusion	Permeasproteiner är inblandade.	Längs koncentrationsgradienten
aktiv transport	Permeasproteiner är inblandade.
Translokation av kemiska grupper	I överföringsprocessen sker kemisk modifiering av näringsämnen.	Mot koncentrationsgradienten

Tabell 3.3. transport av näringsämnen från bakteriecellen.

	namn	Karakteristisk
	Fosfotransferasreaktion	Uppstår när en överförd molekyl fosforyleras.
	Translationell sekretion	I det här fallet måste syntetiserade molekyler ha en specifik ledande sekvens av aminosyror för att fästa vid membranet och bilda en kanal genom vilken proteinmolekyler kan fly ut i miljön. Således lämnar stelkrampstoxiner, difteri och andra molekyler cellerna från motsvarande bakterier.
	Membran spirande	Molekyler som bildas i cellen är omgivna av en membranvesikel, som spetsas in i miljön.

Tabell 4. Höjd.

	begrepp	Begreppsdefinition.
		Irreversibel ökning av mängden levande materia, oftast på grund av celldelning. Om i flercelliga organismer vanligtvis en ökning i kroppsstorlek observeras, ökar antalet celler i flercelliga organismer. Men även hos bakterier bör en ökning av antalet celler och en ökning av cellmassa särskiljas.
	Faktorer som påverkar tillväxten av bakterier in vitro.	Kulturmedia: Mycobacterium leprae kan inte in vitro Temperatur (växer inom intervallet): Mesofila bakterier (20-40 o C) Termofila bakterier (50-60 o C) Psykrofil (0-10 o C)
	Bedömning av bakterietillväxt	Kvantifiering av tillväxten utförs vanligtvis i flytande media, där de växande bakterierna bildar en homogen suspension. Ökningen av antalet celler bestäms genom att bestämma koncentrationen av bakterier i 1 ml, eller ökningen av cellmassa bestäms i viktenheter per volymenhet.

tillväxtfaktorer

Aminosyror

vitaminer

Kvävehaltiga baser

Tabell 4.1. tillväxtfaktorer

	tillväxtfaktorer	Karakteristisk	Fungera
Aminosyror			Många mikroorganismer, särskilt bakterier, behöver vissa aminosyror (en eller flera) eftersom de inte kan syntetisera dem på egen hand. Sådana mikroorganismer kallas auxotrofa för de aminosyror eller andra föreningar som de inte kan syntetisera.
Purinbaser och deras derivat		Nukleotider:	De är bakteriella tillväxtfaktorer. Vissa typer av mykoplasma kräver nukleotider. Krävs för konstruktion av nukleinsyror.
Pyrimidinbaser och deras derivat		Nukleotider
tillväxtfaktorer		Karakteristisk	Fungera
		Neutrala lipider	De är en del av membranlipider
		Fosfolipider	De är en del av membranlipider
		Fettsyra	De är komponenter i fosfolipider
		Glykolipider	Mykoplasma utgör en del av det cytoplasmatiska membranet
			Mykoplasma utgör en del av det cytoplasmatiska membranet
vitaminer (främst grupp B)		Tiamin (B1)	Staphylococcus aureus, pneumococcus, brucella
		Nikotinsyra (B3)	Alla typer av stavformade bakterier
		Folsyra (B9)	Bifidobakterier och propionsyra
		Pantotensyra (B5)	Vissa typer av streptokocker, stelkrampsbaciller
		Biotin (B7)	Jäst och kvävefixerande bakterier Rhizobium
		Hemer är komponenter i cytokromer	Hemophilus-bakterier, Mycobacterium tuberculosis

Tabell 5. Andning.

	namn	Karakteristisk
		Biologisk oxidation (enzymatiska reaktioner)
	Bas	Andning är baserad på redoxreaktioner som följer med bildandet av ATP - en universell ackumulator av kemisk energi.
	Processer	Under andning sker följande processer: Oxidation är donatorer av väte eller elektroner. Återvinning är tillsats av väte eller elektroner till en acceptor.
	Aerob andning	Den slutliga acceptorn för väte eller elektroner är molekylärt syre.
	Anaerob andning	En acceptor av väte eller elektroner är en oorganisk förening - NO 3 -, SO 4 2-, SO 3 2-.
	Jäsning	Acceptorn för väte eller elektroner är organiska föreningar.

Tabell 5.1. Klassificering efter typ av andning.

bakterie	Karakteristisk	Anteckningar
Strikt anaerober	Energiutbyte sker utan deltagande av fritt syre. Syntesen av ATP under konsumtion av glukos under anaeroba förhållanden (glykolys) sker på grund av fosforyleringen av substratet. Syre för anaerober fungerar inte som den slutliga elektronacceptorn. Dessutom har molekylärt syre en giftig effekt på dem.	strikta anaerober saknar enzymet katalas, därför har ackumulering i närvaro av syre en bakteriedödande effekt på dem; Strikta anaerober saknar system för att reglera redoxpotentialen (redoxpotentialen).
Strikt aerober	Kan ta emot energi endast genom att andas och behöver därför nödvändigtvis molekylärt syre. Organismer som får energi och bildar ATP med hjälp av endast oxidativ fosforylering av substratet, där endast molekylärt syre kan fungera som oxidationsmedel. Tillväxten av de flesta aeroba bakterier stannar vid en syrekoncentration på 40-50 % eller mer.	Strikta aerober inkluderar till exempel representanter för släktet Pseudomonas
bakterie	Karakteristisk	Anteckningar
Fakultativa anaerober	Växer i närvaro eller frånvaro av molekylärt syre Aeroba organismer innehåller oftast tre cytokromer, fakultativa anaerober - en eller två, obligatoriska anaerober innehåller inte cytokromer.	Fakultativa anaerober inkluderar enterobakterier och många jästsvampar som kan byta från andning i närvaro av 0 2 till fermentering i frånvaro av 0 2 .
mikroaerofiler	En mikroorganism som, till skillnad från strikta anaerober, kräver närvaro av syre i atmosfären eller näringsmedium för sin tillväxt, men i lägre koncentrationer jämfört med syrehalten i vanlig luft eller i normala vävnader hos värdorganismen (till skillnad från aerober, som kräver normala syre för tillväxt) syrehalt i atmosfären eller näringsmedium). Många mikroaerofiler är också kapnofiler, vilket innebär att de kräver en ökad koncentration av koldioxid.	I laboratoriet odlas sådana organismer lätt i en "ljusburk". En "ljusburk" är en behållare i vilken ett brinnande ljus förs in innan det försluts med ett lufttätt lock. Ljusets låga kommer att brinna tills den släcks på grund av syrebrist, vilket resulterar i en koldioxidrik, syrefattig atmosfär i burken.

Tabell 6. Egenskaper för reproduktion.

Schema 6. Generationstidens beroende av olika faktorer.

Generationslängd

Typ av bakterier

befolkning

Temperatur

Näringsmediets sammansättning

Tabell 6.1. faser av bakteriell reproduktion.

	Fas	Karakteristisk
	Inledande stationär fas	Det varar 1-2 timmar. Under denna fas ökar inte antalet bakterieceller.
	Lagfas (reproduktionsfördröjningsfas)	Det kännetecknas av början av intensiv celltillväxt, men takten för deras delning förblir låg.
	Loggfas (logaritmisk)	Skiljer sig i den maximala hastigheten för cellreproduktion och en exponentiell ökning av antalet bakteriepopulationer
	Fas av negativ acceleration	Det kännetecknas av mindre aktivitet hos bakterieceller och förlängning av generationsperioden. Detta sker som ett resultat av utarmningen av näringsmediet, ackumuleringen av metaboliska produkter i det och syrebrist.
	Stationär fas	Den kännetecknas av en balans mellan antalet döda, nybildade och vilande celler.
	Undergångsfas	Det sker med konstant hastighet och ersätts av UP-VSH-faser med en minskning av celldödshastigheten.

Schema 7. Krav på näringsmedia.

Krav

Viskositet

Fuktighet

Sterilitet

Näring

Genomskinlighet

isotonicitet

Tabell 7. Reproduktion av bakterier på näringsmedia.

Näringsmedium	Karakteristisk
Tät kulturmedia	På täta näringsmedier bildar bakterier kolonier - kluster av celler.
	S- sorts(len - slät och glänsande) Rund, med slät kant, slät, konvex.	R- sorts(grov - grov, ojämlik) Oregelbunden form med taggiga kanter, grov, indragen.
Flytande kulturmedier	Bottentillväxt (sediment) Yttillväxt (film) Diffus tillväxt (jämn grumlighet)

Tabell 7.1. Klassificering av näringsmedia.

Klassificering	Typer	Exempel
Sammansättning		MPA - kött-pepton agar MPB - kött-peptonbuljong PV - peptonvatten
Sammansättning		blodagar JSA - äggula-saltagar Hiss media
Enligt överenskommelse	Main
	valfri	alkalisk agar Alkaliskt peptonvatten
	Differentiell - diagnostisk	Ploskireva
	Särskild	Wilson-Blair Kitta-Tarozzi Tioglykolbuljong Mjölk enligt Tukaev
Genom konsekvens		blodagar alkalisk agar

	halvflytande	Halvflytande agar
Ursprung	naturlig
	Halvsyntetisk
	Syntetisk	Simmonson

Tabell 7.2. Principer för ren cellkulturisolering.

Mekanisk princip

biologisk princip

1. Fraktionerade spädningar av L. Pasteur

2. Plattspädningar av R. Koch

3. Ytgrödor av Drigalsky

4. Ytslag

Ta hänsyn till:

a - typ av andning (Fortner-metoden);

b - rörlighet (Shukevich-metoden);

c - syrabeständighet;

d - sporbildning;

e - temperaturoptimum;

e - selektiv känslighet hos försöksdjur för bakterier

Tabell 7.2.1. Stadier av ren cellkulturisolering.

	Skede	Karakteristisk
	1 stegs forskning	Ta patologiskt material. Det studeras - utseende, konsistens, färg, lukt och andra tecken, ett utstryk förbereds, målas och undersöks i mikroskop.
	Steg 2 forskning	På ytan av ett tätt näringsmedium bildar mikroorganismer en kontinuerlig, tät tillväxt eller isolerade kolonier. Kolonin- dessa är ansamlingar av bakterier som är synliga för blotta ögat på ytan eller i tjockleken av näringsmediet. Som regel bildas varje koloni av ättlingar till en mikrobiell cell (kloner), så deras sammansättning är ganska homogen. Funktioner av bakterietillväxt på näringsmedia är en manifestation av deras kulturella egenskaper.
	3 stegs forskning	Naturen för tillväxten av en ren kultur av mikroorganismer studeras och dess identifiering utförs.

Tabell 7.3. Identifiering av bakterier.

	namn	Karakteristisk
	Biokemisk identifiering	Bestämning av typen av patogen genom dess biokemiska egenskaper
	Serologisk identifiering	För att fastställa arten av bakterier studeras ofta deras antigena struktur, det vill säga de identifieras av antigena egenskaper.
	Identifiering genom biologiska egenskaper	Ibland utförs identifieringen av bakterier genom att infektera försöksdjur med en renkultur och observera de förändringar som patogener orsakar i kroppen.
	Kulturell identifikation	Definitioner av typen av patogener enligt deras kulturella egenskaper
	Morfologisk identifiering	Bestämning av typen av bakterier genom deras morfologiska egenskaper

Vilken av processerna är inte relaterad till bakteriers fysiologi?

fortplantning

Vilka ämnen utgör 40-80 % av torrmassan i en bakteriecell?

Kolhydrater

Nukleinsyror

Vilka klasser av enzymer syntetiseras av mikroorganismer?

oxidoreduktaser

Alla klasser

Transferaser

Enzymer vars koncentration i cellen ökar kraftigt som svar på uppkomsten av ett induktorsubstrat i miljön?

Ljusbar

konstitutionell

Förtryckligt

Multienzymkomplex

Patogenicitetsenzym som utsöndras av Staphylococcus aureus?

Neuraminidas

Hyaluronidas

Lecitinas

fibrinolysin

Vilken funktion har proteolytiska enzymer?

Proteinnedbrytning

Fettnedbrytning

Nedbrytning av kolhydrater

Alkalibildning

Fermentering av enterobakterier?

mjölksyra

Myrsyra

propionsyra

Smörsyra

Vilka mineralföreningar används för att binda tRNA till ribosomer?

Biologisk oxidation är...?

fortplantning
celldöd

Vilka ämnen själva syntetiserar alla kolhaltiga komponenter i cellen från CO 2 .

Prototrofer

Heterotrofer

Autotrofer

Saprofyter

Näringsmedier är olika:

Sammansättning

Genom konsekvens

Enligt överenskommelse

För allt ovanstående

Reproduktionsfasen, som kännetecknas av en balans mellan antalet döda, nybildade och vilande celler?

Fas av negativ acceleration
Stationär fas

Generationstiden beror på?

ålder

Populationer

Alla ovanstående

För att fastställa arttillhörigheten hos bakterier studeras ofta deras antigena struktur, det vill säga de identifieras, vilken?

biologisk

Morfologiska

Serologiska

Biokemisk

Drygalskis ytsåddmetod kallas för...?

Mekaniska principer för ren kulturisolering

Biologiska principer för att isolera en ren kultur

Bibliografi

1. Borisov L. B. Medicinsk mikrobiologi, virologi, immunologi: en lärobok för honung. universitet. - M .: LLC "Medical Information Agency", 2005.

2. Pozdeev O. K. Medicinsk mikrobiologi: en lärobok för honung. universitet. – M.: GEOTAR-MED, 2005.

3. Korotyaev A. I., Babichev S. A. Medicinsk mikrobiologi, immunologi och virologi / lärobok för honung. universitet. - St. Petersburg: SpecLit, 2000.

4. Vorobyov A. A., Bykov A. S., Pashkov E. P., Rybakova A. M. Mikrobiologi: lärobok. – M.: Medicin, 2003.

5. Medicinsk mikrobiologi, virologi och immunologi: lärobok / red. V. V. Zvereva, M. N. Boychenko. – M.: GEOTar-Media, 2014.

6. Handledning till praktiska övningar i medicinsk mikrobiologi, virologi och immunologi / red. V. V. Tets. – M.: Medicin, 2002.

Inledning 6

Sammansättningen av bakterier i termer av deras fysiologi. 7

Metabolism 14

Näring (näringstransport) 25

Andning 31

Reproduktion 34

Mikrobiella samhällen 37

BILAGOR 49

Referenser 105

Biokemiska egenskaper mestadels typiskt för släktet Salmonella. Utmärkande egenskaper är: frånvaron av gasbildning under jäsningen av S. Typhi, oförmågan hos S. Paratyphi A att producera vätesulfid och dekarboxylatlysin.

Epidemiologi.Tyfoidfeber och paratyfus är antroponoser, d.v.s. bara orsaka sjukdom hos människor. Infektionskällan är en sjuk eller bakteriobärare, som frisätter patogenen i den yttre miljön med avföring, urin, saliv. Orsaken till dessa infektioner, liksom andra salmonella, är stabila i den yttre miljön, kvarstår i mark och vatten. S. Typhi kan bli icke-odlingsbar. Livsmedelsprodukter (mjölk, gräddfil, keso, köttfärs, gelé) är en gynnsam miljö för deras reproduktion. Överföringen av patogenen utförs av vatten, som för närvarande spelar en betydande roll, såväl som genom mat- och kontaktvägar. Den smittsamma dosen är cirka 1000 celler. Människors naturliga mottaglighet för dessa infektioner är hög.

Patogenes och klinisk bild. Väl i tunntarmen invaderar de orsakande medlen av tyfoid och paratyfus slemhinnan under

effektorproteiner TTSS-1, som bildar det primära fokuset för infektion i Peyers plåster. Det bör noteras att det osmotiska trycket i submucosa är lägre än i tarmens lumen. Detta bidrar till den intensiva syntesen av Vi-antigenet, vilket ökar den antifagocytiska aktiviteten hos patogenen och undertrycker frisättningen av pro-inflammatoriska vävnadsmediatorer av cellerna i submucosa. Konsekvensen av detta är frånvaron av utvecklingen av inflammatorisk diarré i de inledande stadierna av infektionen och den intensiva multiplikationen av mikrober i makrofager, vilket leder till inflammation i Peyers plåster och utveckling av lymfadenit, vilket resulterar i en kränkning av barriärfunktionen hos de mesenteriska lymfkörtlarna och penetrationen av Salmonella i blodet, vilket resulterar i utvecklingen av bakteriemi. Detta sammanfaller med slutet av inkubationsperioden, som varar 10-14 dagar. Under bakteriemi, som åtföljer hela feberperioden, bärs de orsakande agenserna av tyfoid och paratyfus genom hela kroppen med blodflödet och sätter sig i retikuloendotelelementen i parenkymala organ: levern, mjälten, lungorna och även i benmärgen, där de förökar sig i makrofager. Från leverns Kupffer-celler kommer Salmonella genom gallgångarna, in i vilka de diffunderar, in i gallblåsan, där de också förökar sig. Salmonella ackumuleras i gallblåsan och orsakar inflammation och återinfektion av tunntarmen med gallflöde. Återinförandet av Salmonella i Peyers plåster leder till utveckling av hyperergisk inflammation hos dem beroende på typen av Arthus-fenomen, deras nekros och sårbildning, vilket kan leda till tarmblödning och perforering av tarmväggen. Förmågan hos tyfus- och paratyfoidpatogener att bestå och föröka sig i fagocytiska celler med funktionell insufficiens av de senare leder till bildandet av en bakteriobärare. Salmonella kan också sitta kvar i gallblåsan under lång tid, utsöndras i avföringen under lång tid och förorena miljön. I slutet av den andra veckan av sjukdomen börjar patogenen utsöndras från kroppen med urin, svett och modersmjölk. Diarré börjar i slutet av den andra eller början av den tredje veckan av sjukdomen, från den tiden sås patogenerna från avföringen.