MORFOLÓGIA HRUBÉHO ČREVA: CHARAKTERISTIKY A TYPY - BIOLÓGIE - 2025

Koloniálna bakteriálne morfológie sú tie opisné funkcie, ktoré pomáhajú mikrobiológovia určiť a dokončiť "profil" z kultivovatelných baktérií. Je potrebné vziať do úvahy, že mnoho druhov baktérií v agarizovanom médiu možno ľahko rozlíšiť podľa charakteristík ich bunkových agregátov vo forme kolónií.

Tento atribút bakteriálnych kolónií je ľahko viditeľný na pevnom kultivačnom médiu, či už bolo naočkované alebo naočkované čistými kultúrami (jediný izolovaný druh) alebo zmiešanými kultúrami (zmes neznámych druhov), v takom prípade je to mnohokrát používa sa ako znak na taxonomickú identifikáciu.

Rôzne koloniálne morfológie Staphylococcus aureus (Zdroj: New HanseN prostredníctvom Wikimedia Commons)

Morfológia bakteriálnych kolónií je z makroskopického aj mikroskopického hľadiska veľmi variabilná, čo je dôkazom pozorovania kolónií pomocou skenovacej elektrónovej mikroskopie, kde je možné oceniť úžasné detaily ich ultraštruktúry.

Keďže baktérie aj iné mikroorganizmy sú schopné rásť na pevných povrchoch vo forme kolónií, znalosť charakteristík tohto typu rastu je veľmi dôležitá pre tých, ktorí študujú mikróby v ich prirodzenom prostredí a ich vzťahy s prostredím („ mikrobiálni ekológovia “).

Charakteristiky koloniálneho rastu

Väčšina bakteriálnych druhov pestovaných v laboratóriu a nachádzajúcich sa v prírodnom prostredí má schopnosť rásť v kvapalných aj pevných médiách.

V tekutom médiu

Rast v kvapalnom médiu sa zvyčajne sleduje experimentálne meraním optickej hustoty kultúry v priebehu času.

Tento proces spočíva v naočkovaní sterilného živného média bakteriálnymi druhmi, ktoré sú predmetom záujmu, a monitorovaní zvýšenia „zákalu“ v priebehu času, ktorý sa určuje ako zvýšenie optickej hustoty, ktoré sa meria pomocou elektronického zariadenia nazývaného spektrofotometer. ,

Akonáhle je zrejmé, že hodnoty optickej hustoty pri danej vlnovej dĺžke sa už ďalej nezvyšujú, výskumný pracovník zvyčajne grafizuje hodnoty získané ako funkcia času a získa to, čo je známe ako bakteriálna rastová krivka.

V takto získaných krivkách je bežné správanie ľahko rozpoznateľné (pretože sa vyskytuje prakticky u všetkých analyzovaných druhov baktérií), pretože sú pozorované štyri dobre definované fázy:

- „oneskorenie“ alebo fáza oneskorenia.

- Logaritmická alebo exponenciálna fáza (náhleho rastu).

- stacionárna fáza (množina krivky).

- fáza smrti (zníženie optickej hustoty).

V pevnom médiu

Bakteriálny rast v pevnom médiu je trochu iný ako v tekutom médiu, pretože bunky nie sú dispergované v pohybujúcej sa tekutine, ale skôr sa agregujú, aby vytvorili dobre definované kolónie.

Normálne je rast pevného média rýchlejší smerom k extrémom kolónie alebo, inými slovami, bunky, ktoré sa delia aktívnejšie, sú na periférii, zatiaľ čo bunky v centrálnej oblasti sú „staršie“, sú neaktívne a podstúpia procesy autolýzy (smrť).

Niektorí autori pripisujú tieto rozdiely v raste v kolóniách existencii gradientov kyslíka, živín a dokonca aj toxických produktov produkovaných baktériami vo vnútri kolónií, pričom tvrdia, že smerom k extrémom sú vyššie koncentrácie živín a kyslíka ako v kolóniách smerom do stredu.

Vzhľadom na to, že hranice kolónií sú menej hrubé ako stredná časť, kyslík a výživný materiál sa v týchto oblastiach rozptyľujú ľahšie ako v strede, kde naopak difúzne procesy sú také pomalé, že bránia efektívne delenie buniek.

Je tiež dôležité poznamenať, že definícia daného morfologického modelu v bakteriálnej kolónii je vysoko kontrolovaným procesom, a to nielen metabolicky, ale aj vo vzťahu k expresii génov, medzibunkovým komunikačným procesom atď.

Okrem toho morfológia kolónie závisí okrem iného od mnohých faktorov prostredia, ako sú napríklad zloženie prostredia, teplota, percento vlhkosti.

Druhy foriem bakteriálnych kolónií

Morfológiu bakteriálnej kolónie je možné analyzovať z makroskopického hľadiska (voľným okom) alebo mikroskopicky (pomocou pozorovacích prístrojov, ako sú mikroskopy).

Z makroskopického hľadiska sa môže morfológia bakteriálnych kolónií analyzovať podľa charakteristík všeobecného tvaru, výšky a okrajov alebo hrán.

Typy morfológie, ktorú môže bakteriálna kolónia prezentovať (Zdroj: Nebol poskytnutý žiadny strojovo čitateľný autor. Predpokladá sa Ewen (na základe žiadostí o autorské práva). Via Wikimedia Commons)

Ocenenie všeobecného tvaru a charakteristík okrajov alebo hrán sa dosiahne pozorovaním kolónií zdola nahor (keď sa pestujú v Petriho miske, za kontrolovaných podmienok); zatiaľ čo typ vyvýšenia sa odlišuje pri pohľade na kolóniu v profile alebo zo strany, pričom sa doska udržuje na úrovni očí.

Podľa svojej všeobecnej formy

V tomto prípade môžu byť bakteriálne kolónie:

- Špicaté: tie, ktoré rastú ako malé agregáty bodov blízko seba.

- Kruhové: sú to veľmi jednotné kolónie, úplne okrúhle.

- vláknité: kolónie, ktoré rastú ako vlákna, ktoré vyčnievajú z centrálnej oblasti alebo jadra.

- Nepravidelné: tie kolónie, ktoré nemajú definované tvary a sú skôr amorfné.

- Rhizoidy: ako už názov napovedá, tieto kolónie rastú podobne ako korene rastliny.

- Fusiform: tie kolónie, ktoré majú podlhovastý tvar, akoby to bola elipsa, ktorej okraje boli pozdĺžne roztiahnuté.

Podľa okrajov alebo hraníc

Kolónie môžu mať rôzne typy okrajov alebo okrajov, medzi ktoré patria:

- Celkom

- Kučeravé

- lobované

- Erodované

- Vláknité

- Kučeravé (tie, ktoré vyzerajú ako krúžky stromu).

Podľa výšky

Nakoniec, v závislosti od zvýšenia týchto agregátov bakteriálnych buniek na pevnom médiu, môžu byť kolónie:

- byt: osoby s malou alebo žiadnou nadmorskou výškou.

- Zvýšené: sú mierne premietané na povrch, ale robia to pravidelne, to znamená, že výška je rovnomerná po celom priemere kolónie.

- Konvexné: tie, ktoré sa v strede nachádzajú výraznejšie, ale ich okraje zostávajú skôr pripevnené k povrchu.

- Pulvinate: tie, ktoré sa podobajú „kupole“, ktorá vystupuje nápadne z povrchu.

- Umbonády: kolónie, ktoré majú vyvýšené okraje, ale vyznačujú sa „vyčnievaním“ väčšieho množstva buniek smerom do stredu a získaním tvaru podobného prsníku („mamiliform").

Podľa textúry

Okrem uvedených charakteristík môžu bakteriálne kolónie tiež predstavovať rôzne textúry, ktoré je možné vidieť voľným okom takým spôsobom, že kolónie boli definované.

- Mäkké a lesklé

- Hrubý

- vráskavá

- Suchý alebo prašný vzhľad.

Referencie

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., a Matsuyama, T. (2004). Tvorba kolónií v baktériách: experimenty a modelovanie. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Tvorba vzorcov kolónií populáciou bakteriálnych buniek. Physica A: Statistical Mechanics a jeho aplikácie, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H. a Harley, JP (2003). Mikrobiológie. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). Význam vzorcov bakteriálnych kolónií. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, a Trubatch, D. (1991). Sekvenčné udalosti v morfogenéze bakteriálnych kolónií. Physica D: nelineárny jav, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A. a Pereira, MO (2013). Zlepšenie identifikácie morfológie kolónií smerom k bakteriálnemu profilovaniu. Žurnál mikrobiologických metód, 95 (3), 327-335.