KOLONIAL BAKTERIELL MORFOLOGI: EGENSKAPER OCH TYPER - BIOLOGI - 2025

Den koloniala bakteriemorfologin är de beskrivande egenskaperna som hjälper mikrobiologer att bestämma och fullborda "profilen" för en odlingsbar bakteriesort. Det måste beaktas att många typer av bakterier i ett agariserat medium lätt kan särskiljas genom egenskaperna hos deras cellulära aggregat i form av kolonier.

Detta attribut av bakteriekolonier är lätt synligt på fasta odlingsmedier, oavsett om de har "utsäts" eller ympats med rena kulturer (en enda isolerad art) eller med blandade kulturer (en blandning av okända arter), i vilket fall många gånger de är används som tecken för taxonomisk identifiering.

Olika koloniala morfologier av Staphylococcus aureus (Källa: New HanseN via Wikimedia Commons)

Morfologin hos en bakteriekoloni är mycket varierande, både från makroskopisk och mikroskopisk synvinkel, ett faktum som visas från observationen av kolonierna genom att skanna elektronmikroskopi, där fantastiska detaljer om deras ultrastruktur kan uppskattas.

Eftersom både bakterier och andra mikroorganismer kan växa på fasta ytor i form av kolonier, är kunskap om egenskaperna hos denna typ av tillväxt mycket viktig för dem som studerar mikrober i deras naturliga miljö och deras förhållanden till miljön (" mikrobiella ekologer ”).

Egenskaper för kolonial tillväxt

De flesta av de bakterier som odlas i ett laboratorium och finns i naturliga miljöer har förmågan att växa i både flytande och fasta medier.

I flytande medium

Tillväxt i flytande media "spåras" vanligtvis experimentellt genom mätningar av den optiska densiteten för kulturen över tid.

Denna process består av inokulering av ett sterilt näringsmedium med de bakterier som är av intresse och övervakning av ökningen i "turbiditet" över tid, vilket bestäms som en ökning av optisk densitet, som mäts med en elektronisk anordning som kallas en spektrofotometer. .

När det väl är tydligt att de optiska densitetsvärdena vid en given våglängd inte ökar längre, graferar forskaren vanligtvis värdena som erhålls som en funktion av tiden och erhåller vad som kallas en bakterietillväxtkurva.

I de sålunda erhållna kurvorna är det lätt att upptäcka ett regelbundet beteende (eftersom det förekommer i praktiskt taget alla bakterier som analyserats), eftersom fyra väldefinierade faser observeras:

- En "fördröjning" eller fördröjningsfas.

- En logaritmisk eller exponentiell fas (av plötslig tillväxt).

- en stationär fas (kurvuppsättningen).

- en dödsfas (minskning i optisk densitet).

I fast medium

Bakterietillväxt i ett fast medium är något annorlunda än i ett flytande medium, eftersom cellerna inte är spridda i en rörlig vätska utan snarare aggregeras för att bilda väldefinierade kolonier.

Normalt är tillväxten i fast medium snabbare mot ytterligheterna i kolonin, eller med andra ord cellerna som delar sig mer aktivt är i periferin, medan de som är i den centrala regionen är mer "gamla", de är inaktiva och de genomgår autolysprocesser (död).

Vissa författare tillskriver dessa tillväxtskillnader i kolonierna till förekomsten av gradienter av syre, näringsämnen och till och med giftiga produkter som produceras av bakterier inuti kolonierna, och säger att mot ytterligheterna finns det högre koncentrationer av näringsämnen och syre än mot mitten.

Med tanke på att gränserna för kolonierna är mindre tjocka än den centrala delen, diffunderar syre och näringsmaterial lättare i dessa områden än i mitten, där tvärtom diffusionsprocesserna är så långsamma att de förhindrar effektiv celldelning.

Det är också viktigt att kommentera att definitionen av ett givet morfologiskt mönster i en bakteriekoloni är en mycket kontrollerad process, inte bara metaboliskt, utan också i relation till genuttryck, intercellulära kommunikationsprocesser, etc.

Dessutom beror morfologin i en koloni på många miljöfaktorer såsom miljöns sammansättning, temperatur, fuktprocent, bland andra.

Typer av former av bakteriekolonier

Morfologin hos en bakteriekoloni kan analyseras från ett makroskopiskt perspektiv (med blotta ögat) eller mikroskopisk (med hjälp av observationsinstrument som mikroskop).

Ur makroskopisk synvinkel kan bakteriekoloniernas morfologi analyseras baserat på egenskaperna hos den allmänna formen, höjden och marginalerna eller kanterna.

De typer av morfologi som en bakteriekoloni kan presentera (Källa: Ingen maskinläsbar författare tillhandahållen. Ewen antog (baserat på upphovsrättsanspråk). Via Wikimedia Commons)

Uppskattningen av den allmänna formen och egenskaperna hos marginalerna eller kanterna uppnås genom att titta på kolonierna från botten och upp (när dessa odlas i en petriskål, under kontrollerade förhållanden); medan höjdstypen skiljer sig genom att titta på kolonin i profil eller från sidan och hålla plattan i ögonhöjd.

Enligt dess allmänna form

I detta fall kan bakteriekolonierna vara:

- Pekad: de som växer som små sammanlagda punkter nära varandra.

- Cirkulär: de är väldigt enhetliga kolonier, helt runda.

- Filamentösa: kolonierna som växer som filament som skjuter ut från en central region eller kärna.

- Oregelbundet: de kolonier som inte har definierade former och som är ganska amorfa.

- Rhizoider: som namnet antyder växer dessa kolonier på samma sätt som en växts rötter.

- Fusiform: de kolonier som har en långsträckt form, som om det var en ellips vars kanter har sträckts i längdriktningen.

Beroende på marginaler eller gränser

Kolonier kan ha olika typer av marginaler eller gränser, bland vilka är:

- Hela

- Lockig

- Lobulerad

- Eroded

- Glödande

- Lockigt (de som ser ut som ringarna på ett träd).

Enligt dess höjd

Slutligen, beroende på höjningen av dessa bakteriecellaggregat på ett fast medium, kan kolonierna vara:

- Platta: de med liten eller ingen höjd.

- Förhöjd: de projicerar något på ytan, men de gör det på ett regelbundet sätt, det vill säga höjden är enhetlig i hela koloninens diameter.

- Konvex: de som stiger mer märkbart i mitten, men vars marginaler förblir ganska fästa vid ytan.

- Pulvinat: de som liknar en "kupol" som sticker ut framträdande från ytan.

- Umbonadas: de kolonierna som uppvisar upphöjda kanter men kännetecknas av att "projicera" en större massa celler mot mitten och får en form som liknar ett bröst ("mamiliform").

Enligt struktur

Förutom de nämnda egenskaperna, kan bakteriekolonierna också presentera olika strukturer som kan uppskattas med blotta ögat, på ett sådant sätt att kolonierna har definierats.

- Mjukt och glansigt

- Grov

- rynkig

- Torrt eller dammigt utseende.

referenser

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., & Matsuyama, T. (2004). Kolonibildning i bakterier: experiment och modellering. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T., … & Mimura, M. (1999). Bildande av kolonimönster av en bakteriecellpopulation. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H., & Harley, JP (2003). Mikrobiologi. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). Betydelsen av bakteriekolonimönster. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, & Trubatch, D. (1991). Sekventiella händelser i bakteriekolonimorfogenes. Physica D: Icke-linjär fenomen, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Förbättringar av identifiering av kolonimorfologi mot bakteriell profilering. Journal of mikrobiologiska metoder, 95 (3), 327-335.