Sof madaniyatlar 20-asrda mikrobiologiyaning asosiy dogmasi hisoblanadi. Ushbu kontseptsiyaning mohiyatini tushunish uchun bakteriyalar juda kichik va morfologik jihatdan qiyin ekanligini esga olish kerak. Ammo ular biokimyoviy jarayonlarda farqlanadi va bu ularning asosiy tur xususiyatidir. Ammo oddiy muhitda biz bakteriyalarning bir turi bilan emas, balki butun biom - bir-biriga ta'sir qiluvchi jamoa bilan shug'ullanamiz va bitta mikroorganizmning rolini ajratib bo'lmaydi. Va bu erda bizga ma'lum bir turning sof madaniyati yoki shtammi kerak.
Mikrob ovchilari va agar-agar
Mikroblarning sof madaniyatini ajratib olishning ajoyib g'oyasi tibbiy mikrobiolog Geynrix Herman Robert Koxga (1843-1910) tegishli. Kuydirgi, vabo va sil kasalliklarining qo'zg'atuvchisini kashf etgan va munosib ravishda bakteriologiya va epidemiologiyaning asoschisi hisoblanadi.
U o'ziagar-agar polisaxaridiga asoslangan ozuqa muhitiga mikroblarning suyultirilgan kulturasi qo'llanilganda va bir hujayradan butunlay bir xil organizmlar koloniyasi o'sib chiqsa, sof kulturalar usulini ixtiro qildi. U oddiy ko'z bilan ko'rinadi va har bir turga xosdir.
Uning ixtirosi mikroorganizmlar mikrobiologiyasi va taksonomiyasining rivojlanishiga turtki berdi. Axir, har qanday mikrobni sof holda etishtirish va yuz million hujayrani birdek tekshirish mumkin edi.
Kochning yutuqlarini kamaytirmasdan
Ta'kidlash joizki, Kochning hamkorlari va shogirdlari ushbu ixtiroga hissa qo'shgan. Shunday qilib, agar-agardan foydalanish g'oyasi Koch yordamchisining rafiqasi Fanni Anjelina Xessega tegishli - V. Xesse.
Koxning yana bir yordamchisi, bakteriolog Yuliy Richard Petri (1852-1921) tekis shisha idishlarda bakteriyalar koloniyalarini o'stirishni taklif qildi. Bugungi kunda hatto maktab o'quvchilari ham Petri idishlari haqida bilishadi.
Mikrobiologiya dogmasi
Sof (ascenik) madaniyat - bir xil morfologik va biokimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan va bir hujayraning avlodi bo'lgan mikroorganizmlar to'plami (populyatsiya yoki shtammi).
Sof madaniyatni izolyatsiya qilish uch bosqichni amalga oshirishni o'z ichiga oladi:
- Mikroorganizmlar madaniyatini olish va toʻplash.
- Sof madaniyat izolyatsiyasi.
- Madaniyat tozaligini aniqlash va tekshirish.
Sof madaniyatni izolyatsiyalash usullari
Mikrobiologiyada aksenik kultura olish uchun quyidagi usullardan foydalaniladiorganizmlar:
- Mexanik usullar (Petri idishlariga spatula yoki halqa bilan ekish, agar suyultirish orqali ekish - plastinka yoyishlari, mikroorganizmlarning harakatchanligiga qarab ajratish usuli).
- Biologik - patogenga sezgir bo'lgan laboratoriya hayvonlari yuqadigan usul. Sichqonlar tanasidan bakteriyalarning sof madaniyati shu tarzda ajratiladi (masalan, pnevmokokklar va tulyaremiya tayoqchalari).
- Mikroorganizmlarning ma'lum omillarga tanlab chidamliligiga asoslangan usullar. Masalan, qizdirilganda spora hosil qiluvchi barcha bakteriyalar nobud bo'ladi, spora hosil qilmaydigan bakteriyalar esa sof kulturada qoladi. Kislota ta'sirida ularga sezgir bo'lgan bakteriyalar nobud bo'ladi, kislotaga chidamli bakteriyalar (masalan, sil tayoqchalari) tirik qoladi. Antibiotiklarning ta'siri muhitda unga sezgir bo'lmagan mikroorganizmlarning sof madaniyatini qoldiradi. Kislorodsiz muhit yaratish aeroblarni anaeroblardan ajratadi.
Bu nima uchun
Sof madaniyatlar amal qiladi:
- Ilmiy taksonomiyada mikroorganizmlarni tasniflashda (tizimdagi filogenetik oʻrnini aniqlashda).
- Organizmlarning irsiyat va oʻzgaruvchanligini oʻrganishda.
- Yuqumli diagnostika va patogenlarni aniqlashda.
- Ovqatning buzilishiga olib keladigan sof bakteriyalar kulturasini ajratib olishda.
- Vitaminlar, fermentlar, antibiotiklar, sarumlar va vaktsinalar ishlab chiqarishda.
- Oziq-ovqat sanoatida (non, vino ishlab chiqarish,kvas va pivo (sirka bakteriyalari va bir hujayrali zamburug'li xamirturush), sut kislotasi mahsulotlari (laktobakteriyalar va sut kislotasi bakteriyalari)).
- Biotexnologiya va viruslarni o'rganishda.
Tabiatda hamma narsa butunlay boshqacha
O'tgan asrning 90-yillarida sof madaniyatlarga nisbatan hamma narsa birdan o'zgardi. Ma'lum bo'lishicha, ikkita sof shtammning mikroorganizmlari bitta probirkada birlashganda, ular yolg'iz o'zlariga qaraganda butunlay boshqacha harakat qilishadi. Ularning hayotiy faoliyatining biokimyoviy jarayonlari bir-biriga ta'sir qiladi (bosadi yoki rag'batlantiradi). Tabiiy biomlarda aynan shunday bo'ladi.
Xulosa oddiy: laboratoriyada sof madaniyatning xususiyatlarini tabiiy biomlarga ekstrapolyatsiya qilib bo'lmaydi.
Genomik inqilob
Yana bir zarba mikroorganizmlarning genomik identifikatsiyasi bo'ldi. Dastlab, mikroorganizmlarning genomik tahlili uchun molekulyar genetiklar barcha bakteriyalar uchun umumiy bo'lgan ribosoma RNK mintaqasini tanladilar. Ushbu nuklein kislotadagi nukleotidlar ketma-ketligidagi farqlarga muvofiq, barcha bakteriyalar filogenetik munosabatlar asosida taqsimlangan.
O'shanda ma'lum bo'ldiki, ekilgan shtammlar va biz o'rgangan bakteriyalar sayyoramizda yashovchi barcha bakteriyalarning taxminan 5 foizini tashkil qiladi. Va, madaniy shtammlardan farqli o'laroq, biz ularning xususiyatlari va biokimyosi haqida hech narsa bilmaymiz.
Tabiiy shtammning genomidagi mos ketma-ketlikni topib, biz uni faqat filogenetik daraxtga joylashtirishimiz mumkin vatabiatda u sof chiziqning eng yaqin bog'liq shtammi bilan bir xil xususiyatlarga ega deb faraz qilaylik.
Va keyin nima?
Bir hujayradan bakterial genomning ketma-ketligi hali ham kelajakda. Bugungi kunda bu qimmat va juda qiyin bo'lsa-da. Shunday qilib, sof chiziqlar mikrobiologiyaning "oltin zaxirasi" bo'lib qolmoqda.
Qiyinchiliklar saqlanib qolsa-da. Misol uchun, yaqinda okean tubida joylashgan "qora chekuvchilar" bakteriyalari o'rganildi. Mikroorganizm tasvirlangan va uning genomi sof kultura ajratilmasdan ketma-ketlashtirilgan.
Oltin konlari chuqurligida yashovchi bakteriyalarda ham xuddi shunday holat mavjud. Ma'lum bo'lishicha, bu sof mikroorganizmlar qatori - bitta bakteriyaning avlodlari.
Ammo bu organizmlar ozuqaviy muhitda oʻsmaydi va hozircha hech kim sof shtammi koloniyasini oʻstira olmadi.
Biotexnologiya yangiliklari
Amaliy bilimlarning ushbu sohasini rivojlantirishda insoniyat koʻplab savollarga duch keladi. Va nafaqat biologik, balki axloqiy. Inson atrofidagi dunyoni qanchalik o'zgartirishi va unga zarar keltirmasligi mumkin? Savol ochiq qoladi.
Ammo bugun biotexnologiya hayotimizga kiritilmoqda. Shunday qilib, plastmassa bilan oziqlanishga va uni parchalashga qodir bo'lgan bakteriyalar shtammlari allaqachon etishtirilgan. Ular buni sekinlik bilan qilishguncha. Ammo olimlar ularning genomi ustida ishlamoqda. Insonning barcha insulinlari genetik jihatdan o‘zgartirilgan E. coli bakteriyalari tomonidan “yaratilishi” hech kimni ajablantirmaydi.
Sun'iy biosintezallaqachon bizni biogaz va tabiiy kelib chiqishi yuqori molekulyar uglevodlar ko'rinishidagi bioyoqilg'i bilan ta'minlaydi (bakteriyalarning chiqindi mahsulotlari, bizning chiqindilarimiz biomassasini yoqilg'i, energiya, kimyoviy moddalarga aylantiruvchi protozoa zamburug'lari).
Bugungi kunda ekin maydonlari va chuchuk suv cheklangan tabiiy resurslarning eng muhim tarkibiy qismi hisoblanadi. Yangi biotexnologiyalar (bioremediatsiya) mikroorganizmlarning potentsialini tiklash va ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun ulardan foydalanish imkoniyatini taklif etadi.
Va shunday - kelajak allaqachon shu yerda.
