Stam (mikrobiella) egenskaper, identifiering, isolering

En Mikrobiell stam Det är uppsättningen ättlingar från en enda mikrobiell isolerad, som odlas i ett rent medium och vanligtvis består av en följd av organismer som härrör från samma initiala koloni.

En stam representerar också en uppsättning individer från en population av en mikrobiell art som delar vissa fenotypiska och/eller genotypiska egenskaper som något skiljer den från andra från samma art, men vars skillnader inte räcker för att kategorisera dem som olika arter.

Fotografi av en petrisk platta med fast odlingsmedium kompletterat med antibiotika där resistenta mikrober växer (Källa: Microrao/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Stammen är "basen" för varje mikrobiologisk studie, eftersom den garanterar forskare att parametrarna och egenskaperna som undersöks om en slags mikrob är specifika endast för den arten. Dessutom tillåter det dem att på ett sätt säkerställa reproducerbarheten av utredningar.

För taxonomiska studier i mikrobiologi är till exempel det första målet att få "belastningen" av organismen som önskas av en befolkning av en typ av någon annan typ av mikrob.

Stammen gör att du kan hålla en slags mikrob vid liv och isolerad In vitro Under långa perioder, det vill säga långt ifrån dess naturliga miljö. Du kan få stammar från många olika mikroorganismer, såsom bakterier, svampar, virus, protozoer, alger, bland andra.

För underhåll av stammarna måste dessa hållas i strikt isolering, vilket undviker stammen att ha kontakt med något förorenande medel såsom svampsporer eller något medel för externa mikroorganismer.

[TOC]

Stammarnas egenskaper

Alla stammar, oavsett typ av mikroorganism (arten) de representerar, måste uppfylla vissa grundparametrar, bland vilka är:

- De måste vara stabila genetiska linjer eller ha hög genetisk trohet

Det är viktigt att alla individer som förblir inom odlingsmediet är så nära som möjligt bland dem, genetiskt sett. Det vill säga att allt härstammar från samma individ eller åtminstone från samma befolkning.

Kan tjäna dig: Staphylococcus saprofyticus

- De måste vara enkla att underhålla eller odla

Individer som tillhör en stam bör vara lätt att hålla i en miljö In vitro. Med andra ord kan inte alla mikrober isolera sig från sin naturliga miljö. Om dessa är svåra att odla i externa medier kan deras biologi lätt förändras med minimala förändringar i miljön där de förblir isolerade i laboratoriet.

- De måste ha snabb tillväxt och utveckling under optimala förhållanden

Om isolerade mikrober inte utvecklas snabbt inom odlingsmediet som används för detta ändamål, kan dessa vara svåra att bevara för sin studie, eftersom de kan uttömma näringsämnena i sin omgivning, ändra fasen eller kompromissa med deras överlevnad under dessa förhållanden under dessa betingelser.

- De måste presentera definierade egenskaper och parametrar

En isolerad mikroorganismstam måste ha gemensamma egenskaper som relaterar den identiskt och specifikt till individer som är identiska med detta. Dessa egenskaper måste vara konstant över tiden.

- Lätt manipulation

I allmänhet kräver stammar som används i rutinmässiga undersökningar inte för rigorösa eller komplicerade verktyg eller protokoll. Detta säkerställer att både studenter och nya forskare kan upprätthålla kontinuiteten i studier över tid.

Id

Molekylär identifiering

Det finns olika metoder för att identifiera en nyisolerad stam. Men för närvarande är den mest exakta, snabba och enkla tekniken för att bestämma identiteten för nästan alla arter analysen av några få regioner i de genetiska sekvenserna som utgör individens genom.

Vanligtvis genomförs dessa analyser förstärkande specifika DNA -regioner med PCR -tekniken (polymeraskedjereaktion). Dessa tekniker varierar beroende på kanten, familjen och typen av mikroorganism från vilken du vill veta identiteten. I allmänhet är dessa regioner:

- De regioner som kodar för ribosomales är

- Generna som kodar för proteinsubenheterna som deltar i andning (särskilt om organismen är aerob)

- Den genetiska regionen som kodar för aktinmikrofilament (del av cytoskeletten)

- Vissa genetiska regioner av kloroplast eller proteinsubenheter som deltar i fotosyntesen (för vissa alger och cyanobakterier och för alla växter)

Kan tjäna dig: saprofyter

När dessa genomfragment har förstärkts framgångsrikt sekvenseras de för att veta ordningen på nukleotiderna som utgör dessa genomregioner. Detta görs genom NGS -tekniker (engelska Nästa generations sekvensering) Med specialiserade team kända som sequencers.

De sekvenserade regionerna jämförs med sekvenserna för mikroorganismerna av den typen som redan rapporterats ovan, vilket är möjligt genom att till exempel använda databasen som deponeras på GenBank -webbplatsen (https: // wwwwww.Ncbi.Nlm.Nih.Gov/genbank/).

Morfologisk identifiering

I laboratorier som inte har molekylära biologiska verktyg för att analysera de genetiska egenskaperna används andra fenotypiska parametrar för att identifiera stammarna från många mikroorganismer. Återigen varierar de fenotypiska egenskaperna som studeras beroende på organismen, kanten, familjen och de arter som beaktas. Bland dessa parametrar studeras:

- Mikrobens morfologiska egenskaper i odlingsmediet. Egenskaper som: färg, form, struktur, tillväxttyp, bland andra aspekter observeras.

- Analys av metaboliska produkter med biokemiska verktyg. Produktionen av sekundära metaboliter, utsöndrade kemiska föreningar, bland andra, studeras.

- Proteinkarakterisering och kristallisering. Interna proteiner från mikroorganismer extraheras och studeras oberoende.

Det typiska i mikrobiologiska studier är att utföra karaktärisering av stammar med båda typerna av identifiering, det vill säga både genom morfologiska observationer och molekylanalys.

Spänningsisolering

Isolering av stammar innebär flera tekniker som också används för att separera en slags mikrob från en annan. Förmågan att isolera stammen av ett slags intresse är avgörande för att bestämma exakt de egenskaper som definierar den.

De flesta stammar Isoleringstekniker skapades under 1800 -talet av föräldrarna till Louis Pasteur och Robert Koch Microbiology. Båda kämpade obsessivt för att få rena cellkulturer (stammar) av de mikroorganismer som de studerade.

Källa: Sentebrinka/CC av (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/4.0) via Wikimedia Commons

För att få dessa cellkulturer undersökte de en stor mångfald av tekniker och verktyg, från användning av sterila pinnar till variationer i sammansättningen av kulturmediet där mikroberna de studerade förberedde sig för att växa.

Kan tjäna dig: Plasmodium malariae: egenskaper, morfologi, livscykel

Töjningsisoleringstekniker

För närvarande utvecklades och används alla tekniker av dessa forskare och några andra mer moderna i 6 olika typer, som är:

- Rayado, ränder eller repor: Använda ett fint och spetsigt instrument, platsen där mikroorganismen är belägen (speciell för växande grödor finns In vitro i fast medium). Med det extrema som en randig mikroorganism berördes, var ett sterilt fast medium rik på näringsämnen.

- Fördjupning eller fusion i mitten: Ett litet urval av mikrober tas (det kan vara som det som tas i föregående teknik) och placeras i tillväxtmediet i flytande tillstånd, Agar läggs till för att stelna och det förväntas svalna. Kolonierna kommer endast att observeras när mikroorganismen är mycket utvecklad.

- Serieutspädningar: Ett prov på den ursprungliga platsen från vilken arten utspäddes bildas i följd i ett sterilt medium fritt från andra mikroorganismer. Utspädningarna "sådd" i solida medier och kolonierna förväntas dyka upp.

- Exklusivt kulturmedia: De är kultur betyder att tillväxt av endast den typ av mikrober av intresse; det vill säga den har komponenter eller näringsämnen som bara tillåter tillväxten av den stam som du vill isolera.

- Manuell eller mekanisk separering: Ett litet prov av mikroben som önskas att isolera placeras och genom ett mikroskop en enskild individ från arten från resten av individerna runt den försöker separera.

Vissa av dessa tekniker är lättare att använda än andra. Forskare använder dem emellertid enligt de biologiska egenskaperna hos studiens arter.

Referenser

1. Av Kruif, s. (nitton nittiosex). Mikrobjägare. Houchton Mifflin Harcourt.
2. Dijkshoorn, l., Ursing, b. M., & Ursing, J. B. (2000). Stam, klon och arter: Kommentarer till tre grundläggande begrepp bakteriologi. Journal of Medical Microbiology, 49 (5), 397-401.
3. Marx, V. (2016). Mikrobiologi: Vägen till identifiering på stamnivå. Nature Methods, 13 (5), 401-404.
4. Willey, J. M., Sherwood, L., & Wouretton, c. J. (2009). Prescotts principer för mikrobiologi. Boston (MA): McGraw-Hill högre utbildning.
5. Williams, J. TILL. (Ed.). (2011). Strainteknik: Metoder och protokoll (Vol. 765, sid. 389-407). New York: Human Press.