Ang mga dalisay na kultura ay ang pangunahing dogma ng microbiology sa ika-20 siglo. Upang maunawaan ang kakanyahan ng konsepto na ito, ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na ang bakterya ay napakaliit at morphologically mahirap makilala. Ngunit naiiba sila sa mga proseso ng biochemical, at ito mismo ang kanilang pangunahing tampok na species. Ngunit sa isang normal na kapaligiran, hindi tayo nakikitungo sa isang uri ng bakterya, ngunit sa isang buong biome - isang komunidad na nakakaimpluwensya sa isa't isa, at imposibleng iisa ang papel ng isang mikroorganismo. At dito kailangan natin ng purong kultura o strain ng isang partikular na species.
Microbe Hunters at agar-agar
Ang napakatalino na ideya ng pagbubukod ng mga purong kultura ng mga mikrobyo ay pag-aari ng medikal na microbiologist na si Heinrich Hermann Robert Koch (1843-1910). Ang nakatuklas ng causative agent ng anthrax, cholera at tuberculosis at nararapat na ituring na tagapagtatag ng bacteriology at epidemiology.
Siya ang isanaimbento ang paraan ng mga purong kultura, kapag ang isang diluted na kultura ng mga microbes ay inilapat sa isang nutrient medium batay sa agar-agar polysaccharide at isang kolonya ng ganap na magkaparehong mga organismo ay lumalaki mula sa isang cell. Ito ay malinaw na nakikita sa mata at partikular sa bawat species.
Ang kanyang imbensyon ay nagbigay ng lakas sa pagbuo ng microbiology at taxonomy ng mga microorganism. Pagkatapos ng lahat, posible na linangin ang anumang mikrobyo sa dalisay nitong anyo at suriin ang isang daang milyong selula bilang isa.
Na hindi binabawasan ang mga nagawa ni Koch
Nararapat tandaan na ang mga kasama at estudyante ni Koch ay nag-ambag sa imbensyon na ito. Kaya, ang ideya ng paggamit ng agar-agar ay pag-aari ni Fanny Angelina Hesse, ang asawa ng katulong ni Koch - W. Hesse.
Ang isa pang katulong ni Koch, ang bacteriologist na si Julius Richard Petri (1852-1921), ay nagmungkahi ng paglaki ng mga kolonya ng bacteria sa mga flat glass na pinggan. Ngayon, kahit ang mga mag-aaral ay alam na ang tungkol sa mga Petri dish.
Dogma of microbiology
Pure (ascenic) culture - isang set (populasyon o strain) ng mga microorganism na may magkaparehong morphological at biochemical na katangian at mga inapo ng isang cell.
Ang paghihiwalay ng isang purong kultura ay kinabibilangan ng pagpapatupad ng tatlong yugto:
- Pagkuha at pag-iipon ng kultura ng mga mikroorganismo.
- Paghihiwalay ng purong kultura.
- Pagpapasiya at pagpapatunay ng kadalisayan ng kultura.
Mga paraan ng paghihiwalay ng purong kultura
Sa microbiology, ang mga sumusunod na pamamaraan ay ginagamit upang makakuha ng axenic culturemga organismo:
- Mga mekanikal na pamamaraan (inoculation sa Petri dish na may spatula o loop, inoculation sa pamamagitan ng agar dilution - plate spreads, separation method batay sa microorganism motility).
- Biological - isang paraan kung saan ang mga hayop sa laboratoryo na madaling kapitan ng pathogen ay nahawaan. Ganito ang paghihiwalay ng mga purong kultura ng bakterya sa katawan ng mga daga (halimbawa, pneumococci at tularemia bacilli).
- Mga pamamaraan batay sa piling paglaban ng mga mikroorganismo sa ilang partikular na salik. Kapag pinainit, halimbawa, ang lahat ng bakterya na bumubuo ng spore ay mamamatay, habang ang mga hindi bumubuo ng spore na bakterya ay mananatili sa purong kultura. Kapag nalantad sa mga acid, ang mga bacteria na sensitibo sa mga ito ay namamatay, habang ang mga acid-resistant (halimbawa, tuberculosis bacilli) ay nabubuhay. Ang epekto ng mga antibiotic ay nag-iiwan sa daluyan ng isang purong kultura ng mga mikroorganismo na hindi sensitibo dito. Ang paggawa ng oxygen-free na kapaligiran ay maghihiwalay sa aerobes mula sa anaerobes.
Para saan ito
Nalalapat ang mga dalisay na kultura:
- Sa siyentipikong taxonomy kapag nag-uuri (pagtukoy sa phylogenetic na lugar sa system) mga mikroorganismo.
- Sa pag-aaral ng heredity at variability ng mga organismo.
- Sa mga nakakahawang diagnostic at pagtuklas ng mga pathogen.
- Kapag nagbukod ng purong kultura ng bacteria na humahantong sa pagkasira ng pagkain.
- Sa paggawa ng mga bitamina, enzyme, antibiotic, serum at bakuna.
- Sa industriya ng pagkain (paggawa ng tinapay, alak,kvass at beer (acetic bacteria at unicellular fungi yeast), mga produktong lactic acid (lactobacilli at lactic acid bacteria)).
- Sa biotechnology at sa pag-aaral ng mga virus.
Sa kalikasan, lahat ay ganap na naiiba
Noong 90s ng huling siglo, biglang nagbago ang lahat patungkol sa mga purong kultura. Ito ay lumabas na kapag ang mga mikroorganismo ng dalawang purong strain ay pinagsama sa isang test tube, sila ay kumikilos nang iba kaysa sa kanilang ginagawa nang nag-iisa. Ang mga biochemical na proseso ng kanilang mahahalagang aktibidad ay nakakaimpluwensya (sugpuin o pasiglahin) ang isa't isa. Ganito mismo ang nangyayari sa mga natural na biome.
Ang konklusyon ay simple: ang mga katangian ng purong kultura sa laboratoryo ay hindi maaaring i-extrapolated sa natural biomes.
Genomic Revolution
Isa pang dagok ang ginawa ng genomic identification ng mga microorganism. Sa una, para sa genomic analysis ng mga microorganism, ang molecular geneticist ay pumili ng isang rehiyon ng ribosomal RNA na karaniwan sa lahat ng bacteria. Alinsunod sa mga pagkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide sa nucleic acid na ito, ang lahat ng bakterya ay ipinamahagi batay sa phylogenetic na relasyon.
Iyon ay lumabas na ang mga kulturang strain at ang mga bacteria na pinag-aralan natin ay bumubuo ng halos 5% ng lahat ng bacteria na naninirahan sa ating planeta. At, hindi tulad ng mga kultural na strain, wala tayong alam tungkol sa kanilang mga katangian at biochemistry.
Kapag nahanap na ang kaukulang sequence sa genome ng isang natural na strain, mailalagay lang natin ito sa phylogenetic tree atipagpalagay na sa kalikasan ito ay may parehong mga katangian tulad ng pinakamalapit na nauugnay na strain ng isang purong linya.
At ano ang susunod?
Ang pagkakasunud-sunod ng bacterial genome mula sa isang cell ay nasa hinaharap pa rin. Ngayon, habang ito ay mahal at napakahirap. Kaya't ang mga purong linya ay nananatiling "gintong reserba" ng microbiology.
Kahit nananatili ang kahirapan. Halimbawa, ang bakterya ng "mga itim na naninigarilyo" na matatagpuan sa ilalim ng karagatan ay pinag-aralan kamakailan. Inilarawan ang microorganism at ang genome nito ay pinagsunod-sunod nang hindi naghihiwalay ng purong kultura.
Isang katulad na sitwasyon ang umiiral sa bacteria na naninirahan sa kalaliman ng mga minahan ng ginto. Ito pala ay isang purong linya ng mga mikroorganismo - ang mga inapo ng isang bacterium.
Gayunpaman, ang mga organismong ito ay hindi tumutubo sa nutrient media, at hanggang ngayon ay wala pang nagtagumpay sa pagpapalaki ng isang kolonya ng purong strain.
Biotechnology News
Ang sangkatauhan ay nahaharap sa maraming katanungan sa pagbuo ng sangay na ito ng inilapat na kaalaman. At hindi lamang biyolohikal, kundi pati na rin ang etikal. Hanggang saan mababago ng isang tao ang mundo sa paligid niya at hindi ito makapinsala? Nananatiling bukas ang tanong.
Ngunit ngayon ang biotechnology ay ipinakilala sa ating buhay. Kaya, ang mga strain ng bacteria na nakakakain sa plastic at nabubulok ay na-breed na. Basta dahan-dahan lang. Ngunit ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa kanilang genome. Walang nagtataka na ang lahat ng insulin ng tao ay "ginawa" ng genetically modified E. coli bacteria.
Isang artipisyal na biosynthesisna ngayon ay nagbibigay sa atin ng biogas at biofuels sa anyo ng mga high-molecular carbohydrates na natural na pinanggalingan (ang mga basurang produkto ng bacteria, protozoan fungi na nagpoproseso ng biomass ng ating basura upang maging gasolina, enerhiya, mga kemikal).
Ang Arable na lupa at sariwang tubig ang pinakamahalagang bahagi ngayon ng limitadong likas na yaman. Ang mga bagong biotechnologies (bioremediation) ay nag-aalok ng posibilidad ng paggamit ng mga microorganism upang maibalik ang kanilang potensyal at alisin ang mga pollutant.
At ayun na nga - narito na ang hinaharap.
