- Charakteristika koloniálního růstu
- V kapalném médiu
- V pevném médiu
- Druhy forem bakteriálních kolonií
- Podle jeho obecné podoby
- Podle okrajů nebo hranic
- Podle jeho výšky
- Podle textury
- Reference
Koloniální bakteriální morfologie jsou ty popisná funkce, které pomáhají mikrobiologové určit a dokončit „profil“ z kultivovatelných bakterií. Je třeba vzít v úvahu, že mnoho typů bakterií v agarizovaném médiu lze snadno rozlišit podle charakteristik jejich buněčných agregátů ve formě kolonií.
Tento atribut bakteriálních kolonií je snadno viditelný na pevném kultivačním médiu, ať už byla "naočkována" nebo naočkována čistými kulturami (jediný izolovaný druh) nebo smíšenými kulturami (směsí neznámých druhů), v tomto případě mnohokrát jsou používá se jako znak pro taxonomickou identifikaci.
Různé koloniální morfologie Staphylococcus aureus (Zdroj: New HanseN via Wikimedia Commons)
Morfologie bakteriální kolonie je velmi variabilní, a to jak z makroskopického, tak mikroskopického hlediska, což je skutečnost, která je demonstrována z pozorování kolonií pomocí skenovací elektronové mikroskopie, kde lze ocenit úžasné detaily jejich ultrastruktury.
Protože bakterie i další mikroorganismy jsou schopné růst na pevných površích ve formě kolonií, znalost charakteristik tohoto typu růstu je velmi důležitá pro ty, kdo studují mikroby v jejich přirozeném prostředí a jejich vztahy s prostředím („ mikrobiální ekologové “).
Charakteristika koloniálního růstu
Většina druhů bakterií, které se pěstují v laboratoři a nacházejí se v přirozeném prostředí, mají schopnost růst v kapalných i pevných médiích.
V kapalném médiu
Růst v kapalných médiích je obvykle „sledován“ experimentálně měřením optické hustoty kultury v čase.
Tento proces spočívá v naočkování sterilního živného média příslušným bakteriálním druhem a sledování zvýšení „zákalu“ v čase, což je určeno jako zvýšení optické hustoty, které se měří elektronickým zařízením zvaným spektrofotometr..
Jakmile je zřejmé, že se hodnoty optické hustoty při dané vlnové délce již nezvyšují, výzkumník obvykle graficky zobrazuje hodnoty získané jako funkci času a získává to, co je známé jako bakteriální růstová křivka.
V takto získaných křivkách lze snadno ocenit pravidelné chování (protože se vyskytuje prakticky u všech analyzovaných druhů bakterií), protože jsou pozorovány čtyři přesně definované fáze:
- fáze „zpoždění“ nebo zpoždění.
- Logaritmická nebo exponenciální fáze (náhlého růstu).
- stacionární fáze (sada křivek).
- fáze smrti (pokles optické hustoty).
V pevném médiu
Bakteriální růst v pevném médiu je poněkud odlišný než v kapalném médiu, protože buňky nejsou dispergovány v pohybující se tekutině, ale spíše agregovány a vytvářejí dobře definované kolonie.
Normálně je růst pevného média rychlejší k extrémům kolonie nebo, jinými slovy, buňky, které se aktivněji dělí, jsou na periferii, zatímco buňky, které jsou v centrální oblasti, jsou „starší“, jsou neaktivní a podstoupí procesy autolýzy (smrt).
Někteří autoři připisují tyto růstové rozdíly v koloniích existenci gradientů kyslíku, živin a dokonce toxických produktů produkovaných bakteriemi uvnitř kolonií, přičemž uvádějí, že směrem k extrémům jsou vyšší koncentrace živin a kyslíku než směrem ke středu.
Vzhledem k tomu, že okraje kolonií jsou méně tlusté než centrální část, kyslík a výživný materiál se v těchto oblastech rozptylují snadněji než ve středu, kde naopak difúzní procesy jsou tak pomalé, že brání efektivní dělení buněk.
Je také důležité poznamenat, že definice daného morfologického vzorce v bakteriální kolonii je vysoce kontrolovaným procesem, a to nejen metabolicky, ale také ve vztahu k expresi genů, mezibuněčným komunikačním procesům atd.
Kromě toho závisí morfologie kolonie na mnoha okolních faktorech, jako je složení prostředí, teplota, procento vlhkosti.
Druhy forem bakteriálních kolonií
Morfologii bakteriální kolonie lze analyzovat z makroskopického hlediska (pouhým okem) nebo mikroskopicky (pomocí pozorovacích přístrojů, jako jsou mikroskopy).
Z makroskopického hlediska lze morfologii bakteriálních kolonií analyzovat na základě charakteristik obecného tvaru, výšky a okrajů nebo hran.
Typy morfologie, které bakteriální kolonie může představovat (Zdroj: Nebyl poskytnut žádný strojově čitelný autor. Ewen převzala (na základě nároků na autorská práva). Via Wikimedia Commons)
Ocenění obecného tvaru a charakteristik okrajů nebo okrajů je dosaženo sledováním kolonií zdola nahoru (pokud jsou pěstovány v Petriho misce, za kontrolovaných podmínek); zatímco typ vyvýšení je rozlišován pohledem na kolonii v profilu nebo ze strany, držet talíř v úrovni očí.
Podle jeho obecné podoby
V tomto případě mohou být bakteriální kolonie:
- špičatý: ty, které rostou jako malé souhrny bodů blízko sebe.
- Kruhové: jsou to velmi jednotné kolonie, zcela kulaté.
- vláknité: kolonie, které rostou jako vlákna vyčnívající z centrální oblasti nebo jádra.
- Nepravidelné: kolonie, které nemají definované tvary a jsou spíše amorfní.
- Rhizoidy: jak název napovídá, tyto kolonie rostou podobně jako kořeny rostliny.
- Fusiform: ty kolonie, které mají podlouhlý tvar, jako by to byla elipsa, jejíž okraje byly podélně protaženy.
Podle okrajů nebo hranic
Kolonie mohou mít různé typy okrajů nebo hranic, mezi nimiž jsou:
- Celý
- Kudrnaté
- loboval
- Erodováno
- Vláknité
- Kudrnaté (ty, které vypadají jako prsteny stromu).
Podle jeho výšky
Nakonec, v závislosti na zvýšení těchto agregátů bakteriálních buněk na pevném médiu, mohou být kolonie:
- Byt: ti s malou nebo žádnou nadmořskou výškou.
- Zvýšené: vyčnívají mírně na povrch, ale dělají to pravidelně, to znamená, že výška je stejnoměrná po celém průměru kolonie.
- Konvexní: ty, které se ve středu zřetelněji zvedají, ale jejichž okraje zůstávají spíše připevněné k povrchu.
- Pulvinate: ti, kteří se podobají „kupole“, která vystupuje nápadně z povrchu.
- Umbonády: ty kolonie, které představují vyvýšené hrany, ale vyznačují se „promítáním“ většího počtu buněk směrem do středu a získáním tvaru podobného prsu („mamiliform“).
Podle textury
Kromě uvedených charakteristik mohou bakteriální kolonie také představovat různé textury, které lze ocenit pouhým okem, takže kolonie byly definovány
- Měkké a lesklé
- Hrubý
- vrásčitá
- Suchý nebo zaprášený vzhled.
Reference
- Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., a Matsuyama, T. (2004). Tvorba kolonií v bakteriích: experimenty a modelování. Biofilms, 1 (4), 305-317.
- Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Tvorba koloniálních vzorců bakteriální buněčnou populací. Physica A: Statistical Mechanics a jeho aplikace, 274 (1-2), 190-199.
- Prescott, H. a Harley, JP (2003). Mikrobiologie. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
- Shapiro, JA (1995). Význam vzorců bakteriálních kolonií. Bioessays, 17 (7), 597-607.
- Shapiro, JA, a Trubatch, D. (1991). Sekvenční jevy v morfogenezi bakteriálních kolonií. Physica D: nelineární jevy, 49 (1-2), 214-223.
- Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A. a Pereira, MO (2013). Zlepšení identifikace morfologie kolonií směrem k bakteriálnímu profilování. Žurnál mikrobiologických metod, 95 (3), 327-335.