Бактериялар қоректенуінің негізгі механизмдері
Бактерия капсуласына анықтама беріңіз
Бактериялық жасуша құрылысы.
Мөлшерінің кішкентайлығына қарамастан кез-келген жасуша сияқты бактериялық жасушаның барлық құрылым компоненттері бар: жасуша қабырғасы,цитопазмалық мембрана, әр түрлі қосындылары бар цитоплазма және нуклеоид.Аталғандар жасушаның басты құрылымдық компоненттері. Тіршілік етудің кейбір кезеңдерінде пайда болатын қосымша құрылымдық компоненттеріне -капсула,спора, талшықтар, кірпікшелер жатады.
Капсула- бұл негізгі химиялық компонентті полисахаридтен тұратын көп қабыршақты фибриллярлы құрылым. Бактерия денесіне оңай бөліне алады. Патогенді бактериялардың вируленттік белгісіне жатады, өйткені ол бактерияны фагоцитоздың әсерінен қорғайды. Кейбір бактериялар капсуланы тек ағзада құрайды, бұл қасиетін қоректік ортада өсіргенде жоғалтады. Ал капсулалы бактериялар деп аталатын топтағы микроорганизмдер қандай жағдайда болса да капсула түзу қабілеттілігін жоймайды. Капсуланың негізгі қызметі: микроорганизмдердің әр түрлі улы заттардың, фагоцитоздың әсерінен қорғау, жасуша қабатына микроорганизмдердің жабысуына көмектесу.
Бактерия талшықтарына анықтама беріңіз
Талшықтар-цитопалзмадағы базальді денешіктерден басталатын, бактериялық жасушадан бірнеше есе ұзын, табиғатты ақуызды жіпшелер. Олар микроорганизмге жылжымалық қасиет береді. Егер де бактерияның бір шетінде бір талшығы болса - оны монотрих, екі шетінде бір немесе бір неше талшығы болса - амфитрих, бір шетінде бір топ талшығы болса - лофотрих, ал барлық жағынан шығатын болса-перитрих деп атайды.
Талшықтар антиген болып табылатын, Н антиген ақуыз – флагеллинен (flagellum – талшық) тұрады. Флагеллин суббірліктері спираль тәріздес ширатылған.
Бактерия метаболизмі
Зат алмасу(метаболизм)– клетканың тіршілігін қамтамасыз ететін, организмде жүріп жататын барлық химиялық процестердің жиынтығы. Бұл организмнің тіршілік қабілетін сақтау және сыртқы ортамен қарым-қатынасын, организмге қоректік заттардың еніп, олармен ферменттер әсерінен ыдырауын, пайда болған жай заттардың клеткалар мен органдарға тасымалданып, олардың тотығуын, энергия бөлініп шығуын, клетка құрамындағы түзілістердің биосинтезделуін және қорытылған өнімдердің организмнен бөлініп шығуын қамтамасыз етеді.
Микроорганизмдердің физиологиялық және биохимиялық қасиеттері олардың систематикасында негіздеген. Ол микроорганизмді лабораториялық жағдайда өсіріп, олардың патогенділігін зерттеп, микроорганизмдерді бір- бірінен ажыратып, талдап, танып білу (идентифмкация, дифференцировка) үшін және вакциналарды, антибиотиктерді т.б. БАЗ жасап шығару үшін мағызы з
Катоболизм кезінде энергия түзіліп АТФ молекуласына жиналады, ал анаболизмде осы энергия микроб клеткалары құрайтын көптеген органикалық микромолекулаларды түзуге жұмсалады. Катоболизм мен анаболизм бір - бірімен аралық метаболиттер арқылы байланысқан, оны амфиболиттер деп атайды.
Анаболизм - жасуша компоненттерінің синтезін қамтамасыз ететін биохимиялық реакциялар, яғни конструктивті алмасу деп аталатын зат алмасуы. Бұл алмасуда екі топтоғы биосинтетикалық процестерді бөлуге болады: мономерлердің биосинтезі және полимерлердің биосинтезі.
Катоболизм - жасушаны энергиямен қамтамасыз ететін реакциялар. Ол көбінесе конструктивті алмасуға керек. Сол себептен катоболизм жасушаның энергиялық алмасуына да қатысады.
Бактериялар қоректенуінің негізгі механизмдері
Қоректену түрлері және энергия алу әдістері бойынша бактериялардың жіктелуі.Бактерия метаболизмінің негізгі мақсаты өсу , дәлірек айтқанда жасушаның барлық құрылымдарының үйлесімді ұлғаюы болып табылады. Бактерия жасушасының негізі көміртегі атомынан тұратын органикалық қосылыстар (ақуыздар, көмірсулар, нуклеин қышқылдары) болғандықтан, жасуша өсу үшін үздіксіз көміртегі атомдарының түсіп тұруын қажет етеді. Сіңірілетін көміртегі алу көзіне байланысты бактерияларды төмендегі түрлерге бөледі:
Аутотрофтар (гректің autos- өзім, trophe- қоректену)-өз жасушаларын құруда көміртегін ауадағы СО2 - нен сіңіретіндер.
Гетеротрофтар(грекше heteros- басқа)-көміртегіні органикалық қосылыстардан пайдаланатындар. Жеңіл сіңірілетін көміртегі көздері гексозалар, көпатомды спирттер, аминқышқылдар болып табылады.
Энергия көзі ретінде күннің жарығын пайдаланатын организмдерді фототрофтардеп атайды. Ал тотығу-тотықсыздану реакцияларының нәтижесінде пайда болған энергияны пайдаланатын организмдерді хемотрофтардеп атайды.
Хемотрофтардың ішінде органикалық емес электрондарды(H2, NH2, H2S, Fe 2+ және т.б) пайдаланатындарды литотрофтар(гректің lithos-тас),ал органикалық қосылыстардың электрондарын пайдаланатындарды органоторфтардеп атайды.
Медициналық микробиология зерттейтін бактериялар гетерохемоорганотрофтарғажатады. Бұл топтың ерекшелігі, көміртегі көзі-энергия көзі болып табылатындығында.
Әр түрлі бактерияларда гететротрофтық дәрежесі біркелкі болмайды. Өлі органикалық заттармен қоректенетін және басқа организмдерге тәуелсіз микроорганизмдер-сапрофиттер (гректің sapros- шіріген, phitos-өсімдік) және қоректік заттарды макроорганизмнен алуға тәуелді гетеротрофты микроорганизмдер паразиттер (гректің parasitos- арамтамақ) деп бөлінеді.
Паразиттерді облигатты және факультативті түрлерге ажыратады. Облигатты паразиттер жасушадан тыс жерде мүлдем тіршілік ете алмайды. Оларға макроорганизм жасушасының ішінде ғана көбейе алатын Rickettsia, Coxiella, Ehrlichia, Chlamidia тұқымдастығының өкілдері жатады.
Факультативті паразиттер, сапрофиттер тәрізді иесінің жасушасынсыз қоректік орталарда in vitro, яғни дәлірек айтқанда организмнен тыс тіршілік етіп көбейе алады.
Бактерияларды in vitro жүйесінде дақылдандыру қоректік орталарда жүзеге асырылады. Жасанды қоректік орталар келесі талаптарға сай болуы тиіс:
1. Бактериялардың барлық тіршілік процестері суда өтетіндіктен кез-келген қоректік ортада жеткілікті мөлшерде су болуы қажет.
2. Гетеротрофтық бактерияларды дақылдандыру үшін ортада органикалық көміртегі көзі болуы керек. Бұл қызметті түрлі органикалық қосындылар атқарады: көмірсулар, аминқышқылдары, органикалық қышқылдар, майлар. Ең жоғарғы энергетика көзі глюкоза болып табылады, өйткені ол ыдырау барысында тікелей АТФ және биосинтетикалық жолдарға қажетті ингредиеннттерге бөлінеді. Бұл мақсатта ақуыздардың жартылай гидролизінің өнімі, поли-, олиго-, дипептидтерден тұратын пептон жиіпайдаланылады. Пептон және де бактериалдық ақуыздарды құруға қажетті аминқышқылдарын жеткізіп отырады.
3. Ақуыз, нуклеотидтер, АТФ, коферменттер синтездеу үшін бактерияға азот, күкірт, фосфат және басқа да минералдық заттар мен микроэлементтер қажет.
Азот көзі ретінде пептон болуы мүмкін, сонымен қатар көптеген бактериялар азот көзі ретінде аммоний тұздарын пайдалана алады.
Күкірт пен фосфорды бактериялар бейорганикалық тұздар ретінде пайдалануы мүмкін: сульфаттар және фосфаттар күйінде.
Ферменттердің дұрыс жұмыс жасауы үшін бактерияларға Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+ иондары қажет, оларды қоректік орталарға фосфат тұздары ретінде қосып отырады.
4. Көптеген микроорганизмдердің өсіп-өнуінде орта pH маңызды орын алады. Ортаның pH-ын белгілі бір деңгейде ұстап отыру, бактериялардың өздерінің тіршілік өнімдерінің нәтижесінде пайда болған улардан өліп қалмауы үшін қажет. Осы мақсатта қоректік ортаны фосфаттық буфер көмегімен буферлеп қояды. Зат алмасудың нәтижесінде шамадан тыс қышқыл бөлінген жағдайда қоректік ортаға кальций карбонатын қосады.
5.Ортаның белгіленген осмостық қысымы болуы керек. Бактериялардың көпшілігі изотониялық орталарда өседі, ал ортаның изотониялық болуы NaCl-дін 0,87%-дық концентрацияда қосу арқылы жеткізіледі. Кейбір бактериялар тұз концентрациясы 1%-дан төмен орталарда өсе алмайды. Бұндай бактерияларды галофильді бактериялар деп атайды.
Қажет болған жағдайда қоректік орталарға өсу фаторларын, кейбір бактериялардың өсуін басатын ингибиторлар, ферменттер әсерін күшейтетін субстраттар мен индикаторлар қосылады.
6. Қоркетік орталар стерильді болуы тиіс.
Консистенциясына байланысты қоректік орталар сұйық, жартылай сұйық және тығыз болып келеді. Орта тығыздығы агар-агар қосу арқылы жасалады.
Агар-агар – балдырлардан алынатын полисахарид. Ол 1000С температурада балқып, 45-500С – та қатады. Жартылай сұйық орта жасау үшін 0,5%, және тығыз орталар үшін 1,5-2% концентрацияда агар қосылады. Құрамы және қолданылу мақсатына қарай орталарды қарапайым, күрделі, элективті, минималды, дифференциалдық-диагностикалық және аралас қосарланған орталар деп бөледі.
Құрамына қарай орталар қарапайым және күрделі деп бөлінеді. Қарапайым орталарға пептонды су, қоректік сорпа және ет-пептонды агар жатады. Осы қарапайым орталардың негізінде күрделі орталар жасалынады, мысалы қантты және сарысулы сорпа, қанды агар.
Ортаны қолданылу мақсатына қарай элективті, байыту, дифференциалдық-диагностикалық деп бөледі.
Элективті деп белгілі бір түрге жататын микроорганизм ғана жақсы өсетін ортаны атайды. Мысалы pH 9 болатын сілтілі орта тырысқақ вибрионын бөліп алуға пайдаланылады. Басқа бактериялар, атап айтқанда ішек таяқшасы, сілтілік жоғары болғандықтан өспейді.
Байыту орталары – бұл белгілі бір бактерияның өсуіне жоғары мүмкіндіктер жасап, басқа бактериялардың өсуін басатын орталар (1- сурет). Мысалы, натридің селениті қосылған орта Salmonella тұқымдастығына жататын бактериялардың өсуін күшейтіп, ішек таяқшасының өсуін басып отырады.
Дифференциалдық-диагностикалық орталар бактериялардың ферментативтік белсенділігін зерттеуде қолданылады. Бұл орталардың құрамына фермент әсер ететін субстрат қосылған жай қоректік орта және субстратқа фермент әсерін тигізгенде түсін өзгертетін индикатор кіреді. Бұндай ортаның мысалы ретінде Гисс ортасын келтіруге болады. Осы ортада бактерия жасушасы ферменттерінің қантты ыдыратуын зерттейді.
Аралас (қосарланған) орталар, бірлескен флораның өсуін басатын элективті орта мен микроб бөлетін ферменттің белсенділігін анықтайтын дифференциалдық-диагностикалық орталар біріктіріліп жасалады. Бұндай орталардың мысалы ретінде патогенді ішек таяқшаларын бөліп алуда қолданылатын Плоскирев ортасы мен висмут-сульфитті агарды келтіруге болады. Берілген екі орта да ішек таяқшасының өсуін басады.