Kulturat e pastra janë dogma kryesore e mikrobiologjisë në shekullin e 20-të. Për të kuptuar thelbin e këtij koncepti, vlen të kujtojmë se bakteret janë shumë të vogla dhe morfologjikisht të vështira për t'u dalluar. Por ato ndryshojnë në proceset biokimike, dhe kjo është pikërisht tipari i tyre kryesor i specieve. Por në një mjedis normal, nuk kemi të bëjmë me një lloj bakteri, por me një biome të tërë - një komunitet që ndikon njëri-tjetrin dhe është e pamundur të veçohet roli i një mikroorganizmi. Dhe këtu kemi nevojë për një kulturë të pastër ose lloj të një specie të caktuar.
Gjuetarët e mikrobeve dhe agar-agar
Ideja brilante e izolimit të kulturave të pastra të mikrobeve i përket mikrobiologut mjekësor Heinrich Hermann Robert Koch (1843-1910). Ai që zbuloi agjentin shkaktar të antraksit, kolerës dhe tuberkulozit dhe me meritë konsiderohet themeluesi i bakteriologjisë dhe epidemiologjisë.
Ai është i vetmishpiku metodën e kulturave të pastra, kur një kulturë e holluar e mikrobeve aplikohet në një medium ushqyes të bazuar në polisaharidin agar-agar dhe një koloni organizmash plotësisht identikë rritet nga një qelizë. Është qartë e dukshme me sy të lirë dhe është specifike për çdo specie.
Shpikja e tij i dha shtysë zhvillimit të mikrobiologjisë dhe taksonomisë së mikroorganizmave. Në fund të fundit, ishte e mundur të kultivohej çdo mikrob në formën e tij të pastër dhe të ekzaminoheshin njëqind milionë qeliza si një.
Pa pakësuar arritjet e Koch
Vlen të përmendet se bashkëpunëtorët dhe studentët e Koch kontribuan në këtë shpikje. Pra, ideja e përdorimit të agar-agarit i përket Fanny Angelina Hesse, gruas së ndihmësit të Koch - W. Hesse.
Një tjetër asistent i Koch, bakteriologu Julius Richard Petri (1852-1921), sugjeroi rritjen e kolonive të baktereve në enë qelqi të sheshtë. Sot, edhe nxënësit e shkollës dinë për gatimet Petri.
Dogma e mikrobiologjisë
Kulturë e pastër (ascenike) - një grup (popullim ose lloj) mikroorganizmash që kanë veti morfologjike dhe biokimike identike dhe janë pasardhës të një qelize.
Izolimi i një kulture të pastër përfshin zbatimin e tre fazave:
- Marrja dhe grumbullimi i kulturës së mikroorganizmave.
- Izolimi i kulturës së pastër.
- Përcaktimi dhe verifikimi i pastërtisë së kulturës.
Metodat e izolimit të kulturës së pastër
Në mikrobiologji, metodat e mëposhtme përdoren për të marrë kulturën aksenikeorganizmat:
- Metodat mekanike (inokulimi në enët Petri me shpatull ose lak, inokulim me hollim agar - përhapje pjate, metoda e ndarjes bazuar në lëvizshmërinë e mikroorganizmave).
- Biologjike - një metodë në të cilën kafshët laboratorike të ndjeshme ndaj një patogjeni infektohen. Kështu izolohen kulturat e pastra të baktereve nga trupi i minjve (për shembull, pneumokokët dhe bacilet e tularemisë).
- Metodat e bazuara në rezistencën selektive të mikroorganizmave ndaj faktorëve të caktuar. Kur nxehen, për shembull, të gjitha bakteret që formojnë spore do të vdesin, ndërsa bakteret që nuk formojnë spore do të mbeten në kulturë të pastër. Kur ekspozohen ndaj acideve, bakteret që janë të ndjeshme ndaj tyre vdesin, ndërsa ato rezistente ndaj acideve (për shembull, bacilet e tuberkulozit) mbijetojnë. Ndikimi i antibiotikëve lë në mjedis një kulturë të pastër të mikroorganizmave që nuk janë të ndjeshëm ndaj tij. Krijimi i një mjedisi pa oksigjen do të ndajë aerobet nga anaerobet.
Çfarë është për
Zbatohen kulturat e pastra:
- Në taksonominë shkencore kur klasifikohen (përcaktimi i vendit filogjenetik në sistem) mikroorganizmat.
- Në studimin e trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë së organizmave.
- Në diagnostikimin infektiv dhe zbulimin e patogjenëve.
- Kur izoloni një kulturë të pastër bakteresh që çojnë në prishjen e ushqimit.
- Në prodhimin e vitaminave, enzimave, antibiotikëve, serumeve dhe vaksinave.
- Në industrinë ushqimore (prodhimi i bukës, verës,kvas dhe birrë (bakteret acetike dhe maja e kërpudhave njëqelizore), produktet e acidit laktik (laktobacilet dhe bakteret e acidit laktik)).
- Në bioteknologji dhe në studimin e viruseve.
Në natyrë, gjithçka është krejtësisht ndryshe
Në vitet '90 të shekullit të kaluar, gjithçka ndryshoi papritur në lidhje me kulturat e pastra. Doli se kur mikroorganizmat e dy shtameve të pastra kombinohen në një epruvetë, ata sillen krejt ndryshe nga sa bëjnë vetëm. Proceset biokimike të aktivitetit të tyre jetësor ndikojnë (shtypin ose stimulojnë) njëri-tjetrin. Kjo është pikërisht ajo që ndodh në biomet natyrore.
Përfundimi është i thjeshtë: vetitë e kulturës së pastër në laborator nuk mund të ekstrapolohen në biomet natyrore.
Revolucioni Gjenomik
Një tjetër goditje është dhënë nga identifikimi gjenomik i mikroorganizmave. Fillimisht, për analizën gjenomike të mikroorganizmave, gjenetistët molekularë zgjodhën një rajon të ARN ribozomale të përbashkët për të gjitha bakteret. Në përputhje me ndryshimet në sekuencën nukleotide në këtë acid nukleik, të gjitha bakteret u shpërndanë në bazë të marrëdhënies filogjenetike.
Atëherë doli se shtamet e kultivuara dhe ato baktere që ne studiuam përbëjnë rreth 5% të të gjitha baktereve që banojnë në planetin tonë. Dhe, ndryshe nga shtamet kulturore, ne nuk dimë asgjë rreth vetive dhe biokimisë së tyre.
Pasi kemi gjetur sekuencën përkatëse në gjenomën e një shtame natyrore, ne mund ta vendosim atë vetëm në pemën filogjenetike dhesupozojmë se në natyrë ka të njëjtat veti si sforcimi më i afërt i një linje të pastër.
Dhe çfarë është më pas?
Sekuenca e gjenomit bakterial nga një qelizë e vetme është ende në të ardhmen. Sot, ndërsa është e shtrenjtë dhe shumë e vështirë. Dhe kështu linjat e pastra mbeten "rezerva e artë" e mikrobiologjisë.
Megjithëse vështirësitë mbeten. Për shembull, kohët e fundit janë studiuar bakteret e "duhanpirësve të zinj" që ndodhen në fund të oqeanit. Mikroorganizmi u përshkrua dhe gjenomi i tij u rendit pa izoluar një kulturë të pastër.
Një situatë e ngjashme ekziston me bakteret që jetojnë në thellësi të minierave të arit. Doli se kjo është një linjë e pastër e mikroorganizmave - pasardhësit e një bakteri.
Megjithatë, këta organizma nuk rriten në mjedise ushqyese dhe deri më tani askush nuk ka pasur sukses në rritjen e një kolonie të një lloji të pastër.
Lajme bioteknologjike
Njerëzimi përballet me shumë pyetje në zhvillimin e kësaj dege të njohurive të aplikuara. Dhe jo vetëm biologjike, por edhe etike. Deri në çfarë mase një person mund të ndryshojë botën përreth tij dhe të mos e dëmtojë atë? Pyetja mbetet e hapur.
Por sot bioteknologjia po futet në jetën tonë. Pra, shtamet e baktereve që janë në gjendje të ushqehen me plastikë dhe ta dekompozojnë atë tashmë janë edukuar. Përderisa e bëjnë ngadalë. Por shkencëtarët po punojnë në gjenomin e tyre. Askush nuk është i befasuar që e gjithë insulina njerëzore "bëhet" nga bakteret E. coli të modifikuara gjenetikisht.
Një biosintezë artificialetashmë sot na furnizon me biogaz dhe biokarburantet në formën e karbohidrateve me molekulare të lartë me origjinë natyrore (mbeturinat e baktereve, kërpudhave protozoare që përpunojnë biomasën e mbetjeve tona në lëndë djegëse, energji, kimikate).
Toka e punueshme dhe uji i ëmbël janë sot komponenti më i rëndësishëm i burimeve të kufizuara natyrore. Bioteknologjitë e reja (bioremediation) ofrojnë mundësinë e përdorimit të mikroorganizmave për të rivendosur potencialin e tyre dhe për të hequr ndotësit.
Dhe kaq - e ardhmja është tashmë këtu.
