EIN mikrobieller Stamm ist die Gruppe von Nachkommen eines einzelnen mikrobiellen Isolats, das in einem reinen Medium gezüchtet wird und normalerweise aus einer Reihe von Organismen besteht, die aus derselben ursprünglichen Kolonie stammen.
Ein Stamm repräsentiert auch eine Gruppe von Individuen einer Population einer mikrobiellen Spezies, die bestimmte phänotypische und / oder genotypische Merkmale aufweisen, die ihn geringfügig von anderen derselben Art unterscheiden, deren Unterschiede jedoch nicht ausreichen, um sie als unterschiedliche Arten zu kategorisieren..
Der Stamm ist die "Basis" für jede mikrobiologische Studie, da er Wissenschaftlern garantiert, dass die Parameter und Eigenschaften, die für eine Mikrobenart untersucht werden, nur für diese Art spezifisch sind. Darüber hinaus können sie in gewisser Weise die Reproduzierbarkeit der Untersuchungen sicherstellen..
Beispielsweise besteht für taxonomische Studien in der Mikrobiologie das erste Ziel darin, "den Stamm" des zu klassifizierenden Organismus zu erhalten, da auf diese Weise genau definiert werden kann, welche der taxonomischen Merkmale diese Untergruppe innerhalb von a unterscheiden Population einer Art einer anderen Mikrobenart.
Der Stamm ermöglicht es, eine Mikrobenart am Leben zu erhalten und zu isolieren in vitro für lange Zeiträume, dh fern von ihrer natürlichen Umgebung. Es können Stämme vieler Mikroorganismen verschiedener Arten erhalten werden, wie Bakterien, Pilze, Viren, Protozoen, Algen unter anderem..
Zur Aufrechterhaltung der Stämme müssen sie streng isoliert gehalten werden, wodurch vermieden wird, dass der Stamm mit Kontaminationsmitteln wie Pilzsporen oder externen Mikroorganismen in Kontakt kommt..
Artikelverzeichnis
Alle Stämme, unabhängig von der Art des Mikroorganismus (der Art), die sie darstellen, müssen einige grundlegende Parameter erfüllen, darunter:
- Sie müssen stabile genetische Linien sein oder eine hohe genetische Wiedergabetreue aufweisen
Es ist wichtig, dass alle Individuen, die im Kulturmedium bleiben, genetisch so nah wie möglich beieinander sind. Das heißt, sie stammen alle von derselben Person oder zumindest von derselben Bevölkerung.
- Sie müssen leicht zu pflegen oder zu wachsen sein
Personen, die zu einem Stamm gehören, müssen in einer Umgebung leicht zu pflegen sein in vitro. Mit anderen Worten, nicht alle Mikroben sind in der Lage, sich von ihrer natürlichen Umgebung zu isolieren. Wenn es schwierig ist, diese in externen Medien zu züchten, kann ihre Biologie leicht geändert werden, wobei sich die Umgebung, in der sie im Labor isoliert aufbewahrt werden, nur minimal ändert..
- Sie müssen unter optimalen Bedingungen schnell wachsen und sich entwickeln
Wenn sich isolierte Mikroben innerhalb des für diesen Zweck verwendeten Kulturmediums nicht schnell entwickeln, kann es schwierig sein, sie für Studien zu konservieren, da sie unter diesen Bedingungen Nährstoffe aus ihrer Umgebung verbrauchen, die Phase ändern oder ihr Überleben beeinträchtigen können..
- Sie müssen definierte Merkmale und Parameter aufweisen
Ein Stamm isolierter Mikroorganismen muss gemeinsame Merkmale aufweisen, die ihn identisch und spezifisch mit Personen identifizieren, die mit ihm identisch sind. Diese Eigenschaften müssen über die Zeit konstant sein.
- Einfach zu bedienen
Im Allgemeinen erfordern die in Routineuntersuchungen verwendeten Stämme keine übermäßig strengen oder komplizierten Werkzeuge oder Protokolle. Dies stellt sicher, dass sowohl Studenten als auch neue Forscher die Kontinuität des Studiums über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten können..
Es gibt verschiedene Methoden, um einen neu isolierten Stamm zu identifizieren. Gegenwärtig ist die genaueste, schnellste und einfachste Methode zur Bestimmung der Identität fast aller Arten die Analyse einiger Regionen der genetischen Sequenzen, aus denen das Genom des Individuums besteht..
Normalerweise werden diese Analysen durchgeführt, indem bestimmte DNA-Regionen mit der PCR-Technik (Polymerase Chain Reaction) amplifiziert werden. Diese Techniken variieren je nach Rand, Familie und Art des Mikroorganismus, dessen Identität gewünscht wird. Diese Regionen sind im Allgemeinen:
- Die kodierenden Regionen für ribosomale RNAs
- Die Gene, die für die Proteinuntereinheiten kodieren, die an der Atmung beteiligt sind (insbesondere wenn der Organismus aerob ist)
- Die genetische Region, die für Aktin-Mikrofilamente kodiert (Teil des Zytoskeletts)
- Einige genetische Regionen der Chloroplasten oder Proteinuntereinheiten, die an der Photosynthese beteiligt sind (für einige Algen und Cyanobakterien und für alle Pflanzen)
Sobald diese Genomfragmente erfolgreich amplifiziert wurden, werden sie sequenziert, um die Reihenfolge der Nukleotide zu bestimmen, aus denen diese Regionen des Genoms bestehen. Dies erfolgt durch NGS-Techniken. Sequenzierung der nächsten Generation) mit speziellen Geräten, die als Sequenzer bekannt sind.
Die sequenzierten Regionen werden mit den Sequenzen von Mikroorganismen dieses Typs verglichen, über die bereits zuvor berichtet wurde. Dies ist beispielsweise unter Verwendung der Datenbank möglich, die auf der GenBank-Website (https: // www. Ncbi.nlm.nih.gov/) hinterlegt ist. genbank /).
In Labors ohne molekularbiologische Instrumente zur Analyse genetischer Merkmale werden andere phänotypische Parameter verwendet, um die Stämme vieler Mikroorganismen zu identifizieren. Auch hier variieren die untersuchten phänotypischen Merkmale je nach Organismus, Stamm, Familie und Art. Unter diesen Parametern werden untersucht:
- Die morphologischen Eigenschaften der Mikrobe im Kulturmedium. Merkmale wie: Farbe, Form, Textur, Art des Wachstums, unter anderen Aspekten werden beobachtet..
- Analyse von Stoffwechselprodukten mit biochemischen Instrumenten. Untersucht wird unter anderem die Produktion von Sekundärmetaboliten, ausgeschiedenen chemischen Verbindungen..
- Charakterisierung und Kristallisation von Proteinen. Interne Proteine von Mikroorganismen werden unabhängig extrahiert und untersucht.
Das typische Ziel mikrobiologischer Studien ist die Charakterisierung der Stämme mit beiden Arten der Identifizierung, dh sowohl durch morphologische Beobachtungen als auch durch molekulare Analysen..
Die Isolierung von Stämmen umfasst verschiedene Techniken, die auch verwendet werden, um eine Mikrobenart von einer anderen zu trennen. Die Fähigkeit, den Stamm einer interessierenden Spezies zu isolieren, ist wesentlich, um ihre definierenden Eigenschaften genau zu bestimmen..
Die meisten Techniken zur Stammisolierung wurden im Laufe des 19. Jahrhunderts von den Vätern der Mikrobiologie Louis Pasteur und Robert Koch entwickelt. Beide waren besessen davon, reine Zellkulturen (Stämme) der von ihnen untersuchten Mikroorganismen zu erhalten.
Um diese Zellkulturen zu erhalten, untersuchten sie eine große Vielfalt von Techniken und Werkzeugen, von der Verwendung steriler Zahnstocher bis hin zu Variationen in der Zusammensetzung der Kulturmedien, in denen die von ihnen untersuchten Mikroben für das Wachstum vorbereitet wurden..
Gegenwärtig wurden alle von diesen Forschern entwickelten und verwendeten Techniken und einige modernere in 6 verschiedenen Typen zusammengefasst:
- Kratzer, Streifen oder Kratzer: Mit einem feinen und spitzen Instrument wird der Ort, an dem sich der Mikroorganismus befindet, berührt (insbesondere für gewachsene Kulturen in vitro in festem Medium). Mit dem Ende, mit dem der Mikroorganismus berührt wurde, wird ein steriles festes Medium, das reich an Nährstoffen ist, zerkratzt.
- Eintauchen oder Verschmelzen in der Mitte: Eine kleine Probe von Mikroben wird entnommen (es kann wie die im Stand der Technik entnommene sein) und in flüssigem Zustand in das Wachstumsmedium gegeben, Agar wird zur Verfestigung zugegeben und es wird erwartet, dass es abkühlt. Kolonien werden nur beobachtet, wenn der Mikroorganismus hoch entwickelt ist.
- Reihenverdünnungen: Eine Probe vom ursprünglichen Ort, an dem die Art gesammelt wurde, wird nacheinander in einem sterilen Medium verdünnt, das frei von anderen Mikroorganismen ist. Verdünnungen werden auf festen Medien "ausgesät" und es wird erwartet, dass Kolonien auftreten..
- Exklusive Kulturmedien: Sie sind Kulturmedien, die nur das Wachstum der interessierenden Mikroben ermöglichen. Das heißt, es enthält Komponenten oder Nährstoffe, mit denen nur das Wachstum des Stammes isoliert werden kann.
- Manuelle oder mechanische Trennung: Eine kleine Probe der zu isolierenden Mikrobe wird platziert und durch ein Mikroskop wird versucht, ein einzelnes Individuum der Spezies von den übrigen Individuen, die es umgeben, zu trennen.
Einige dieser Techniken sind einfacher anzuwenden als andere. Die Forscher verwenden sie jedoch entsprechend den biologischen Eigenschaften der untersuchten Spezies..
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