КОЛОНИАЛНА БАКТЕРИАЛНА МОРФОЛОГИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

В колониална бактериална морфологията са тези описателни функции, които помагат на микробиолозите да се определи и да попълнят "профила" на един обработваеми бактериални видове. Трябва да се отбележи, че много видове бактерии в агаризирана среда могат лесно да бъдат разграничени по характеристиките на техните клетъчни агрегати под формата на колонии.

Този атрибут на бактериалните колонии е лесно видим на твърди културни среди, независимо дали са били "засети" или инокулирани с чисти култури (единичен изолиран вид) или със смесени култури (смес от неизвестни видове), като в този случай много пъти са използван като символ за таксономична идентификация.

Различни колониални морфологии на Staphylococcus aureus (Източник: New HanseN чрез Wikimedia Commons)

Морфологията на бактериална колония е силно променлива, както от макроскопска, така и от микроскопична гледна точка, факт, който се доказва от наблюдението на колониите чрез сканираща електронна микроскопия, където могат да се оценят невероятни подробности от тяхната ултраструктура.

Тъй като бактериите и другите микроорганизми са способни да растат на твърди повърхности под формата на колонии, познаването на характеристиките на този вид растеж е много важно за тези, които изучават микробите в естествената им среда и връзките им с околната среда (“ микробни еколози ”).

Характеристики на колониалния растеж

Повечето от видовете бактерии, които се отглеждат в лаборатория и се намират в естествена среда, имат способността да растат както в течни, така и в твърди среди.

В течна среда

Растежът в течни среди обикновено се "проследява" експериментално чрез измервания на оптичната плътност на културата във времето.

Този процес се състои в инокулиране на стерилна хранителна среда с бактериалните видове, които представляват интерес и наблюдение на увеличаването на „мътността“ във времето, което се определя като увеличение на оптичната плътност, което се измерва с електронно устройство, наречено спектрофотометър., След като е видно, че стойностите на оптичната плътност при дадена дължина на вълната не се увеличават допълнително, изследователят обикновено графира стойностите, получени като функция на времето, и получава това, което е известно като крива на растеж на бактериите.

В така получените криви редовното поведение е лесно различимо (тъй като се среща в практически всички анализирани видове бактерии), тъй като се наблюдават четири добре дефинирани фази:

- Фаза „изоставане“ или забавяне

- Логаритмична или експоненциална фаза (на внезапен растеж).

- неподвижна фаза (множеството на кривата).

- смъртна фаза (намаляване на оптичната плътност).

В твърда среда

Растежът на бактериите в твърда среда е малко по-различен, отколкото в течна среда, тъй като клетките не се разпръскват в движеща се течност, а се агрегират, за да образуват добре определени колонии.

Обикновено растежът на твърда среда е по-бърз към крайностите на колонията или с други думи, клетките, които се делят по-активно, са в периферията, докато тези, които са в централния регион, са по-„стари“, те са неактивни и те претърпяват процеси на автолиза (смърт).

Някои автори приписват тези различия в растежа в колониите за наличието на градиенти на кислород, хранителни вещества и дори токсични продукти, произвеждани от бактерии вътре в колониите, като заявяват, че в крайностите има по-високи концентрации на хранителни вещества и кислород, отколкото към центъра.

Като се има предвид, че границите на колониите са по-малко дебели от централната част, кислородът и хранителният материал се дифундират по-лесно в тези области, отколкото в центъра, където, напротив, дифузионните процеси са толкова бавни, че предотвратяват ефективно деление на клетките.

Важно е също така да се коментира, че определянето на даден морфологичен модел в бактериална колония е силно контролиран процес, не само метаболично, но и във връзка с генната експресия, междуклетъчните комуникационни процеси и др.

В допълнение, морфологията на една колония зависи от множество фактори на околната среда, като състава на околната среда, температурата, процента на влажност, наред с други.

Видове форми на бактериални колонии

Морфологията на бактериална колония може да се анализира от макроскопична гледна точка (с просто око) или микроскопична (с помощта на инструменти за наблюдение, като микроскопи).

От макроскопска гледна точка морфологията на бактериалните колонии може да бъде анализирана въз основа на характеристиките на общата форма, кота и ръбове или ръбове.

Видовете морфология, която бактериалната колония може да представи (Източник: Не е предоставен машинно четим автор. Предполага се Евен (въз основа на претенции за авторски права). Via Wikimedia Commons)

Оценката на общата форма и характеристиките на ръбовете или ръбовете се постига чрез разглеждане на колониите отдолу нагоре (когато те се отглеждат в чаша на Петри при контролирани условия); докато типът на котата се отличава с оглед на колонията в профил или отстрани, като се държи плочата на нивото на очите.

Според общата си форма

В този случай бактериалните колонии могат да бъдат:

- Посочени: тези, които растат като малки съвкупности от точки, близки една до друга.

- кръгови: те са много еднакви колонии, напълно кръгли.

- Нишковидни: колониите, които растат като нишки, които стърчат от централен регион или ядро.

- Нерегулярни: онези колонии, които нямат определени форми и които са по-скоро аморфни.

- Ризоиди: както подсказва името, тези колонии растат подобно на корените на растение.

- Fusiform: онези колонии, които имат удължена форма, сякаш е елипса, чиито ръбове са изпънати надлъжно.

Според границите или границите

Колониите могат да имат различни видове полета или граници, сред които са:

- Цели

- Къдрава

- Лобулирана

- Ерозирано

- Нишковидни

- Къдрава (тези, които приличат на пръстените на дърво).

Според възвишението му

И накрая, в зависимост от котата на тези бактериални клетъчни агрегати в твърда среда, колониите могат да бъдат:

- Плосък: тези с малка или никаква кота.

- Повишен: те изпъкват леко на повърхността, но го правят редовно, тоест котата е равномерна по целия диаметър на колонията.

- изпъкнали: тези, които се издигат по-забележимо в центъра, но чиито ръбове остават по-скоро прикрепени към повърхността.

- Pulvinate: онези, които приличат на "купол", който стърчи на видно място от повърхността.

- Umbonadas: онези колонии, които представят повдигнати ръбове, но се характеризират с „изпъкване“ на по-голяма маса от клетки към центъра, придобивайки форма, подобна на гърда („mamiliform“).

Според текстурата

В допълнение към споменатите характеристики, бактериалните колонии могат да имат и различни текстури, които могат да се видят с просто око, така че колониите да бъдат определени.

- Мек и лъскав

- Груб

- набръчкана

- Сух или прашен на външен вид.

Препратки

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., & Matsuyama, T. (2004). Образуване на колонии в бактерии: експерименти и моделиране. Биофилми, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Формиране на модели на колонии от бактериална клетъчна популация. Physica A: Статистическа механика и нейните приложения, 274 (1-2), 190-199.
3. Прескот, Х., и Харли, JP (2003). Микробиология. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). Значимостта на моделите на бактериални колонии. Биологични изследвания, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, & Trubatch, D. (1991). Последователни събития в морфогенезата на бактериалната колония. Physica D: Нелинейни феномени, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Подобрения в идентифицирането на морфологията на колонията по отношение на бактериалното профилиране. Списание за микробиологични методи, 95 (3), 327-335.