معلومة

8.2: مقدمة في التعرف البكتيري باستخدام اختبار Enterotube - علم الأحياء

8.2: مقدمة في التعرف البكتيري باستخدام اختبار Enterotube - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

نتائج التعلم

  • مراقبة وتفسير وتحديد البكتيريا باستخدام اختبار Enterotubes / Enteropluri

تحديد البكتيريا

يعد التعرف على الكائنات الحية الدقيقة جزءًا مهمًا مما يفعله العديد من علماء الأحياء الدقيقة. كما يمكنك أن تتخيل ، سيحتاج علماء الأحياء الدقيقة السريرية إلى تحديد العوامل الممرضة التي تسبب المرض لدى المرضى. يهتم عالم البيئة الميكروبية بما تساهم به الميكروبات في التغيير البيئي أو قد يرغبون في تحديد أنواع جديدة في هذا المجال. ربما كنت تعمل في معمل ولديك مادة ملوثة وتريد معرفة مصدرها وما هي. لقد تعلمنا بالفعل بعض الطرق لتحديد الميكروبات ، في الوحدة الأخيرة ، تعرفت على العديد من الاختبارات البيوكيميائية المتاحة لعلماء الأحياء الدقيقة التي تساعد في التعرف على البكتيريا. سنستمر في بعض هذه الاختبارات الكيميائية الحيوية ، مع التركيز على الاختبارات القادرة على الجمع بين عدة اختبارات كيميائية حيوية في اختبار واحد ، واستخدام الوسائط الانتقائية والتفاضلية لعزل وتحديد البكتيريا. ثم سننتقل إلى علم الوراثة البكتيرية وكيف يمكننا استخدام الطرق الجزيئية لتحديد البكتيريا.

Enteropluri / الأنابيب المعوية

يمكن استخدام عدد من التقنيات لتحديد أنواع وأنواع فرعية معينة من المعوية. الانتواع مهم لأنه يوفر بيانات تتعلق بأنماط القابلية للعوامل المضادة للميكروبات والتغيرات التي تحدث على مدى فترة من الزمن. كما أنه ضروري للدراسات الوبائية مثل تحديد عدوى المستشفيات وانتشارها.

في محاولة لتبسيط أنواع المعوية وتقليل كمية الوسائط المُعدَّة ومساحة الحضانة التي يحتاجها المختبر السريري ، وعددها قائم بذاته أنظمة متعددة الاختبارات تم تسويقها تجاريًا. تم دمج بعض هذه الأنظمة متعددة الاختبارات مع دليل مُعد بواسطة الكمبيوتر لتوفير التعريف بناءً على الإجمالي احتمال وقوع لكل تفاعل كيميائي حيوي. بهذه الطريقة ، يمكن إجراء عدد كبير من الاختبارات البيوكيميائية اقتصاديًا في فترة زمنية قصيرة ، ويمكن تفسير النتائج بدقة بسهولة وتأكيد نسبيين.

ال EnteroPluri-اختبار / إنتروتوب عبارة عن أنبوب بلاستيكي مجزأ قائم بذاته يحتوي على 12 أجارًا مختلفًا (مما يتيح أداء ما مجموعه 15 اختبارًا كيميائيًا حيويًا قياسيًا) وسلك تلقيح مغلق. بعد التلقيح والحضانة ، تسمح مجموعة التفاعلات الناتجة ، جنبًا إلى جنب مع نظام تشفير وتحديد الهوية بالكمبيوتر (CCIS) ، بتحديد الهوية بسهولة. التفاعلات الكيميائية الحيوية المختلفة من EnteroPluri-اختبار وتفسيرها الصحيح تناقش أدناه. على الرغم من أنه مصمم للتعرف على أفراد العائلة البكتيرية المعوية، فإنه في بعض الأحيان سيحدد أيضًا الأنماط الحيوية الشائعة لـ الزائفة وغيرها من العصيات غير المخمرة سالبة الجرام. لا تحدد الزائفة الزنجارية.

تحديد أعضاء إنتروباكترياسي مع ال إنتروبلوري-اختبار

المعويةاختبار يحتوي على 12 أجارًا مختلفًا يمكن استخدامها لإجراء 15 اختبارًا كيميائيًا حيويًا قياسيًا. تفسير نتائج EnteroPluri الخاص بك-اختبار يعتمد على مخطط ترميز مضمن في الاختبار.

الأنبوب المعوي عبارة عن أنبوب بلاستيكي مجزأ قائم بذاته يحتوي على اثني عشر وسيطًا مختلفًا يسمح بتحديد 15 تفاعلًا كيميائيًا حيويًا (الجلوكوز ، إنتاج الغاز من الجلوكوز ، ليسين ديكاربوكسيلاز ، أورنيثين ديكاربوكسيلاز ، كبريتيد الهيدروجين (H2S) ، إندول ، أدونيتول ، لاكتوز ، أرابينوز ، سوربيتول ، Voges-Proskauer (VP) ، دولسيتول ، فينيل ألانين ديميناز (PA) ، يوريا ، وسيترات). يسمح سلك التلقيح المغلق بتلقيح جميع الحجيرات في خطوة واحدة من مستعمرة واحدة أو بضع مستعمرات من الكائنات الحية الدقيقة غير المعروفة. يمكن أن تساعدك المجموعة الناتجة من تفاعلات الأنبوب المعوي ، جنبًا إلى جنب مع اختبارات التمثيل الغذائي الأخرى على تحديد الكائنات الحية غير المعروفة.

الصورة 1: تم عرض أربعة أنابيب معوية. أنبوب تحكم غير مُلقح و 3 أنابيب مُلقحة ببكتيريا مختلفة. حضانة 24 ساعة.

الصورة 2: غرف الأنبوب المعوي

تفسير نتائج غرفة الأنبوب المعوي:

أ. تخمر السكريات

من بين المنتجات الشائعة لتحلل الكربوهيدرات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة باستخدام مسارات التخمير الأحماض العضوية (الخليك ، اللبنيك ، إلخ) ، والكحولات ، والغازات (ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين). تعتمد أنواع المنتجات المتكونة ونسبة كل منها على نوع الكائنات الحية الدقيقة وكذلك الكربوهيدرات المعينة التي يتم تخميرها.

سيتم اختبار القدرة على تخمير مركبات السكر المختلفة عن طريق تلقيح أنبوب معوي واحد. الكربوهيدرات الخمسة المختبرة في أنبوب معوي واحد هي: الجلوكوز والأدونيتول واللاكتوز والأرابينوز والسوربيتول. يمكن اكتشاف تكوين الأحماض بسهولة عن طريق تضمين مؤشر الأس الهيدروجيني في وسط النمو الميكروبي. سيؤدي إنتاج الحمض إلى خفض درجة الحموضة في الوسط ، مما يؤدي إلى تغيير لون المؤشر ، أحمر الكريوزول ، من الأحمر (القلوي) إلى الأصفر (الحمضي).

المنتجات النهائية للتخمير البكتيري لـ الجلوكوز إما حمض ، أو حمض وغاز. إنتاج الغاز سيتم الإشارة إليها من خلال الفصل المحدد والكامل لغطاء الشمع عن سطح غرفة الجلوكوز. يتم تغطية وسط حجرة الجلوكوز بالشمع لتوفير ظروف لاهوائية تسمح باكتشاف تكوين الغاز. تخمير أدونيتول ، لاكتوز ، أرابينوز ، و السوربيتول سيؤدي أيضًا إلى تكوين منتجات نهائية حمضية يشير إليها تغير لون المؤشر الموجود في الوسط من الأحمر إلى الأصفر. يتم تفسير أي علامة صفراء على أنها رد فعل إيجابي ؛ يجب اعتبار اللون الأحمر سلبيًا. ستعطي بعض السلالات ردود فعل متغيرة قليلاً ، ارجع إلى الرسم البياني في الصفحة 84-85 للتفاصيل.

ب. يوريس

تستطيع العديد من البكتيريا استخدام اليوريا كمصدر للنيتروجين عن طريق تقسيمها إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون من خلال تفاعل التحلل المائي الذي يحفزه إنزيم اليورياز:

ا

ǁ اليورياز

نيو هامبشاير2 - C - NH2 + ح20 ------------------ ► 2NH3 + شركة2

اليوريا

تتفاعل الأمونيا في المحلول لتكوين كربونات الأمونيوم ، مما يؤدي إلى زيادة الرقم الهيدروجيني للوسط. يتم الكشف عن نشاط اليوريا عن طريق تلقيح وسط يحتوي على اليوريا ومؤشر الأس الهيدروجيني ، أحمر الفينول (أصفر / بيج / كهرماني فاتح عند درجة الحموضة الحمضية والأرجواني الأحمر عند درجة الحموضة القلوية). في البداية ، تكون حجرة وسائط اليوريا صفراء في الغالب. بعد فترة الحضانة ، يشير اللون الأحمر الأرجواني في جميع أنحاء الوسط إلى وجود مقسم سريع لليوريا ، أ اليورياز الإيجابي نتيجة. لا يوجد تغيير في اللون (يظل الأجار أصفر / بيج / كهرماني فاتح) هو أ اليورياز السلبي نتيجة. يتم تضمين اختبار اليورياز في أنبوب الأمعاء. ستعمل TA الخاصة بك على الكائنات الحية الضابطة أدناه:

الإشريكية القولونية لا يحتوي عادة على إنزيم اليورياز. بروتيوس فولغاريس هو جهاز تقسيم اليوريا السريع.

جيم- ليسين وأورنيثين نزع الكربوكسيل

اختبارات ديكاربوكسيلاز مفيدة في تمييز البكتيريا. يمكن للكائنات الحية الدقيقة التي تحتوي على إنزيم ديكاربوكسيلاز إزالة مجموعة الكربوكسيل من الأحماض الأمينية. يمكن لبعض البكتيريا نزع الكربوكسيل من الحمض الأميني ليسين باستخدام إنزيم اللايسين ديكاربوكسيلاز ، مما يؤدي إلى تكوين المنتج النهائي القلوي ، كادافيرين. يمكن لبعض البكتيريا نزع الكربوكسيل الأورنيثين (أحد منتجات التحلل المائي للأرجينين) باستخدام إنزيم ornithine decarboxylase (ODC) ، مما يؤدي إلى تكوين المنتج القلوي النهائي بوتريسين. يشار إلى وجود هذه المنتجات الثانوية لنزع الكربوكسيل ، كادافيرين وبوتريسين ، من خلال تغيير لون أرجواني البرومكريزول ، مؤشر الأس الهيدروجيني في وسط الأنبوب المعوي ، من الأصفر الباهت (الحمضي) إلى الأرجواني (القلوي). الوسط مغطى بالشمع لتوفير الظروف اللاهوائية. يجب تفسير أي درجة من اللون الأرجواني على أنها رد فعل إيجابي. يظل الوسط أصفر ، وهو رد فعل سلبي ، إذا لم يحدث نزع الكربوكسيل من ليسين أو أورنيثين. يتم تضمين هذه الاختبارات في أنبوب الأمعاء

صورة 3 تفاعلات ليسين وأورنيثين نزع الكربوكسيل. التفاعل الأنزيمي المحفز بواسطة أورنيثين ديكاربوكسيلاز ، إنزيم فوسفات البيريدوكسال (PLP) المعتمد على إنزيم ODC يحفز نزع الكربوكسيل من الأورنيثين وينتج البوتريسين.

D. Voges-Proskauer

تقوم بكتيريا مختلفة بتحويل الدكستروز والجلوكوز إلى بيروفات باستخدام مسارات أيضية مختلفة. تنتج بعض هذه المسارات منتجات حمضية غير مستقرة تتحول بسرعة إلى مركبات محايدة. تستخدم بعض الكائنات الحية مسار بوتيلين جلايكول ، والذي ينتج منتجات نهائية محايدة ، بما في ذلك أسيتيل ميثيل كاربينول (أسيتوين) و 2،3-بيوتانيديول. يكتشف اختبار Voges-Proskauer (VP) الكائنات الحية التي تستخدم مسار البوتيلين جليكول وتنتج الأسيتوين أثناء استقلاب الجلوكوز. بعد تلقيح الأنبوب المعوي واحتضانه ، يتم الكشف عن إنتاج الأسيتوين باستخدام كاشف باريت (هيدروكسيد البوتاسيوم ، وألفا نافثول) في غرفة VP. يتأكسد منتج الأسيتوين في وجود KOH إلى ثنائي أسيتيل. ثم يتفاعل ثنائي الأسيتيل لينتج لونًا أحمر. يشار إلى وجود الأسيتوين ، وهو نتيجة إيجابية ، من خلال تطور لون أحمر خلال 20 دقيقة ، وسيظهر رد فعل سلبي عديم اللون أو كهرماني فاتح. سيتم استخدام كاشف باريت في غرفة نائب الرئيس بعد قراءة جميع النتائج للغرف الأخرى في الأمعاء.

E. استخدام السيترات

يكتشف هذا الاختبار الكائنات الحية القادرة على استخدام السترات ، في شكل ملح الصوديوم ، كمصدر وحيد للكربون. تنتج الكائنات الحية القادرة على استخدام السترات مستقلبات قلوية تغير لون المؤشر من الأخضر (الحمضي) إلى الأزرق الداكن (القلوي). يجب اعتبار أي درجة من اللون الأزرق إيجابية. لن تنتج كائنات دقيقة معينة دائمًا تغيير اللون الإيجابي "القوي" المثالي. يجب اعتبار الظلال الأخف من نفس اللون الأساسي إيجابية هنا. يتم اختبار استخدام السترات في الأنبوب المعوي.

كيفية تلقيح وتفسير الأنبوب المعوي

شاهد الفيديو 1: كيفية تلقيح Enterotube بعينة بكتيرية

شاهد الفيديو 1: كيفية تلقيح أنبوب معوي يتم إجراؤه في مختبرات الأحياء الدقيقة في ولاية نورث كارولاينا. (5:08) URL: https://youtu.be/3pmaDdZPLJg

شاهد الفيديو 2: كيفية تفسير نتائج Enterotube

شاهد الفيديو 2: كيفية تفسير نتائج Enterotube. فيديو للبروفيسور ب (5:23). عنوان URL: https://youtu.be/CwxvUq4lTZ4


تحديد الميكروبات

9.7 خاتمة

لقد أوجز هذا الفصل بعض تقنيات التعرف على الميكروبات التي تم إجراؤها. تم تقسيم التقنيات الموصوفة بين الطرق المظهرية والوراثية. من المهم أن نلاحظ أن المجموعات التي تم إنشاؤها بواسطة النظم الوراثية والتطور لا تتفق دائمًا وداخل كل مجموعة ، تؤدي الاختلافات المنهجية والمحتويات المختلفة لقواعد البيانات المختلفة في بعض الأحيان إلى تحليلات متضاربة.

من المهم أيضًا أن نفهم أن أي أنظمة مستخدمة لتحديد البكتيريا ، سواء كانت نمطية أو وراثية ، سيكون لها قيود ، لأنه لا توجد منهجية اختبار واحدة ستوفر نتائج دقيقة بنسبة 100٪.

فيما يتعلق بالاختيار بين الطرق ، سيعتمد هذا على التكاليف والموارد ، والوقت الذي يكون عالم الأحياء المجهرية على استعداد لانتظاره ومستوى التعريف المطلوب. يرى بعض علماء الأحياء الدقيقة أن الطريقة الوحيدة لتوصيف الكائن الدقيق بشكل صحيح هي من خلال "نهج متعدد الأطوار" وهو مزيج من طرق اختبار النمط الظاهري وطرق اختبار النمط الجيني. ومع ذلك ، فإن هذا يستغرق وقتًا طويلاً للغاية ومكلف للغاية بالنسبة للمختبرات القياسية. تختار معظم مختبرات الاختبار الروتينية مجموعات اختبار النمط الظاهري وتستخدم مرافق اختبار العقد القائمة حيث يلزم إجراء اختبار النمط الجيني.

ما هو مهم ، عند الاختيار ، هو العودة إلى الأساسيات والنظر في: ما هو الغرض من التحديد؟ ما الذي يحتاج عالم الأحياء الدقيقة إلى معرفته؟ وماذا تخبر النتيجة عالم الأحياء المجهرية؟ يمكن أن تساعد هذه الأسئلة في اختيار وتنفيذ اختبار تحديد الميكروبات المناسب.


طرق تحديد المعلومات الحيوية للبروتينات الدهنية البكتيرية المشفرة في جينومات البكتيريا موجبة الجرام

البروتينات الدهنية البكتيرية هي مجموعة متنوعة ومهمة وظيفيًا من البروتينات التي يمكن أن تخضع لتحليلات المعلومات الحيوية بسبب ميزاتها الفريدة من الببتيد. استخدمنا هنا مجموعة بيانات من متواليات البروتينات الدهنية التي تم التحقق منها تجريبياً للبكتيريا إيجابية الجرام لتحسين نمط التعرف على البروتين الدهني الموصوف سابقًا (G + LPP). يمكن فحص الجينوم البكتيري المتسلسل بحثًا عن البروتينات الدهنية المفترضة باستخدام نمط G + LPP. يمكن بعد ذلك التحقق من صحة التسلسلات المحددة باستخدام أدوات عبر الإنترنت لتحديد تسلسل البروتين الدهني. لقد استخدمنا مجموعات بيانات تسلسل البروتين الخاصة بنا لتقييم ست أدوات عبر الإنترنت من أجل فعالية تحديد تسلسل البروتين الدهني. تُظهر تحليلاتنا أن LipoP (http://www.cbs.dtu.dk/services/LipoP/) يؤدي بشكل أفضل بشكل فردي ، لكن نهج الإجماع ، الذي يتضمن مخرجات من تنبئ بخصائص ببتيد الإشارة العامة ، هو الأكثر إفادة.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


الأرقام

تم سرد السلالات البكتيرية المستخدمة في هذا العمل في ملف إضافي 1. وتألفت اللوحة بأكملها من: 1) مجموعة من سلالات Bcc ممثلة لجميع الأنواع الثمانية عشر الموصوفة حتى الآن (بيترز وآخرون ، 2013 ، فاندامي وداويندت ، 2011) ومن أصل سريري أو بيئي 2) 3 كوبريافيدوس و 3 رالستونيا سلالات 3) مجموعة من السلالات البيئية التي تنتمي إلى أجناس بكتيرية مختلفة مقدمة من CRA-ABP و 4) سلالات سريرية مختلفة معزولة من مرضى التليف الكيسي


المواد والأساليب

يولد PAFC موجات فوق صوتية ناتجة عن امتصاص الضوء في الجسيمات تحت التدفق. 32 غالبًا ما يتم إنشاء هذه الموجات فوق الصوتية عن طريق تمدد المرونة الحرارية وتقلص جسم يمتص ضوء الليزر. 33 ، 34 في إعداد PAFC الخاص بنا ، يتم استخدام ليزر نانوثاني يعمل عند 532 نانومتر لإشعاع عينة تحت التدفق. يتم الكشف عن الموجات فوق الصوتية بواسطة محول كهرضغطية وتسجيلها على جهاز كمبيوتر. يعتمد إعداد الاستشعار الضوئي الصوتي لدينا بشكل مباشر على نظامنا المستخدم لاكتشاف خلايا الورم الميلانيني المنتشرة في الدم. 35 - 37

تمتلك البكتيريا امتصاصًا ضوئيًا منخفضًا بطول موجي يبلغ 532 نانومتر. لتوفير تباين بصري مع العاثية Det7 ، تم إرفاق صبغة Direct Red 81 ، وهي صبغة بروتينية متعددة الكبريتات مستقرة ضوئيًا قادرة على توليد موجات ضوئية صوتية بعد تشعيع الليزر. تم قياس أطياف الامتصاص للعاثيات المصبوغة وغير المصبوغة Det7 باستخدام Nanodrop 2300. تظل البكتيريا مصبوغة بشكل دائم بواسطة Direct Red 81 ، والتي تحتوي على مجموعتين من حمض السلفونيك مع قيم pKa في النطاق السلبي ، مما يسمح بتكوين جسور الملح مع مجموعات أساسية مثل ليسين و سلاسل جانبية أرجينين. هذه الجسور الملحية أكثر ثباتًا من بعض الروابط التساهمية عند قيم الأس الهيدروجيني المحايدة نسبيًا ، وبالتالي ، يتم كسر هذه الروابط فقط عند درجة حموضة مرتفعة في تركيزات عالية من الملح.

قياس التدفق الخلوي الضوئي

تم استخدام ليزر Nd: YAG (Litron Nano ، Bozeman ، Montana) إلى جانب فتحة عددية 1000 ميكرون ، 0.39 ، الألياف الضوئية (Thorlabs ، نيوتن ، نيو جيرسي) لإنتاج ضوء ليزر 532 نانومتر مع نبضات 5-ns. تم الحفاظ على طاقة شعاع الليزر المقترنة عبر الألياف الضوئية وقياسها من 1.9 إلى 2.1 مللي جول لمعظم تجارب الكشف. تمت زيادة طاقة الليزر إلى 4 ميغا جول لتجربة الكشف عن خلية واحدة. تم توجيه ضوء الليزر إلى أنبوب كوارتز (كوارتز 10 كيو زد ، تشارلز سافر ، ناتيك ، ماساتشوستس) بجدران بسمك 10 ميكرومتر تمر عبر غرفة تدفق مطبوعة ثلاثية الأبعاد. تسمح الجدران السميكة 10 ميكرومتر بانتشار الموجات فوق الصوتية ، فضلاً عن توفير مسار شفاف بصريًا لتدفق العينة من خلاله. تم وضع الألياف الضوئية على بعد 5 مم من أنبوب الكوارتز لإنشاء حجم كشف يبلغ 0.04 ميكرولتر. كان شكل شعاع الليزر غاوسيًا وتم حساب الانسياب ليكون 0.014 مللي جول / سم 2.

تم تركيب محول 2.25 ميجا هرتز يركز على أنبوب عينة الكوارتز في قاعدة غرفة التدفق المطبوعة ثلاثية الأبعاد (الشكل 2). تم ملء الحجم الداخلي للغرفة بجيل صوتي Sonotech LithoClear (شركة NeXT Medical Products Company ، برانشبرج ، نيو جيرسي) لتوفير وسيط لانتشار الموجات الصوتية. تم استخدام مضخات الحقن لإنشاء تدفق متناوب للعينة والزيت المعدني يساوي معدل تدفق 60 / دقيقة. أدى إدخال العينة والزيت المعدني غير القابل للامتزاج إلى تدفق مرحلتين. 37 تم استخدام التدفق على مرحلتين للسماح بجمع العينات في المستقبل لمزيد من التحليل مع التخلص من إمكانية تعليق العينات أو تأخيرها داخل الأنبوب. تم تضخيم الإشارات بزيادة قدرها 50 باستخدام مضخم Tegam 4040B (Tegam ، Inc. ، جنيف ، أوهايو) وإرسالها إلى كمبيوتر مكتبي يقوم بتشغيل برنامج LabView مخصص. يعمل هذا الكمبيوتر أيضًا للتحكم في النظام وجمع البيانات. كان إعداد غرفة التدفق هذا بمثابة جهاز الإثارة وجمع الموجات الصوتية.


الخلية البكتيرية

تتكون جميع الكائنات الحية على الأرض من نوعين أساسيين من الخلايا: الخلايا حقيقية النواة ، حيث يتم وضع المادة الوراثية داخل غشاء نووي ، أو الخلايا بدائية النواة ، حيث لا يتم فصل المادة الوراثية عن باقي الخلية . تقليديا ، كانت تسمى جميع الخلايا بدائية النواة بكتيريا وتم تصنيفها في مملكة بدائية النواة Monera. ومع ذلك ، فإن تصنيفهم على أنهم مونيرا ، وهو ما يعادل تصنيف الممالك الأخرى - بلانتاي ، والحيوان ، والفطريات ، والبروتيستا - قلل من التنوع الجيني والأيضي الرائع الذي تظهره الخلايا بدائية النواة بالنسبة للخلايا حقيقية النواة. في أواخر سبعينيات القرن الماضي ، ابتكر عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي كارل ووز تغييرًا كبيرًا في التصنيف من خلال وضع جميع الكائنات الحية في ثلاثة مجالات - Eukarya ، والبكتيريا (تسمى أصلاً Eubacteria) ، و Archaea (تسمى أصلاً Archaebacteria) - لتعكس الخطوط الثلاثة القديمة للتطور. ثم تم تقسيم الكائنات بدائية النواة التي كانت تُعرف سابقًا باسم البكتيريا إلى اثنين من هذه المجالات ، البكتيريا والعتائق. تتشابه البكتيريا والعتائق بشكل سطحي ، على سبيل المثال ، ليس لديهم عضيات داخل الخلايا ، ولديهم حمض نووي دائري. ومع ذلك ، فهي متميزة بشكل أساسي ، ويستند فصلها إلى الدليل الجيني لسلالاتها التطورية القديمة والمنفصلة ، بالإضافة إلى الاختلافات الأساسية في الكيمياء وعلم وظائف الأعضاء. يختلف أعضاء هذين المجالين بدائية النواة عن بعضهما البعض كما هو الحال في الخلايا حقيقية النواة.

تختلف الخلايا بدائية النواة (أي البكتيريا والعتائق) اختلافًا جوهريًا عن الخلايا حقيقية النواة التي تشكل أشكالًا أخرى من الحياة. يتم تعريف الخلايا بدائية النواة من خلال تصميم أبسط بكثير مما هو موجود في الخلايا حقيقية النواة. التبسيط الأكثر وضوحا هو عدم وجود عضيات داخل الخلايا ، والتي هي سمات مميزة للخلايا حقيقية النواة. العضيات عبارة عن هياكل منفصلة محاطة بالغشاء موجودة في السيتوبلازم وتشمل النواة ، حيث يتم الاحتفاظ بالمعلومات الجينية ونسخها والتعبير عنها في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، حيث يتم تحويل الطاقة الكيميائية أو الضوئية إلى طاقة أيضية في الليزوزوم ، حيث يتم تناول البروتينات يتم توفير العناصر الغذائية المهضومة وغيرها من العناصر الغذائية وكذلك الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي ، حيث يتم تجميع البروتينات التي يتم تصنيعها وإطلاقها من الخلية وتعديلها وتصديرها. تتم جميع الأنشطة التي تؤديها العضيات أيضًا في البكتيريا ، لكن لا يتم تنفيذها بواسطة هياكل متخصصة. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تكون الخلايا بدائية النواة أصغر بكثير من الخلايا حقيقية النواة. يسمح الحجم الصغير والتصميم البسيط والقدرات الأيضية الواسعة للبكتيريا بالنمو والانقسام بسرعة كبيرة والعيش والازدهار في أي بيئة تقريبًا.

تختلف الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة من نواحٍ عديدة أخرى ، بما في ذلك تكوين الدهون ، وهيكل الإنزيمات الأيضية الرئيسية ، والاستجابات للمضادات الحيوية والسموم ، وآلية التعبير عن المعلومات الجينية. تحتوي الكائنات حقيقية النواة على العديد من الكروموسومات الخطية مع جينات أكبر بكثير مما يجب أن تكون عليه لتشفير تخليق البروتينات. يتم التخلص من أجزاء كبيرة من نسخة الحمض النووي الريبي (RNA) للمعلومات الجينية (حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، أو DNA) ، ويتم تعديل الحمض النووي الريبي المرسال المتبقي (mRNA) بشكل كبير قبل ترجمته إلى بروتين. في المقابل ، تمتلك البكتيريا كروموسومًا دائريًا واحدًا يحتوي على جميع معلوماتها الجينية ، و mRNAs هي نسخ طبق الأصل من جيناتها ولا يتم تعديلها.


استنتاج

نوضح هنا تجريبيًا أن أحجام الجينوم المتكافئ والتنوع الوظيفي يتم التنبؤ بها من خلال معدل تدفق الجينات إلى السكان المتعايشين وبينهم عبر الانتقال الأفقي وإعادة التركيب المتماثل. على الرغم من أننا قمنا فقط بالتحقيق في ثلاثة ارتباطات متطورة بشكل مستقل ، إلا أننا نرى أن هذا النظام يعمل بمثابة صورة مصغرة للجمعيات البحرية بشكل عام ، حيث تعرض العديد من الجمعيات الأخرى بيولوجيا مماثلة (ه.ز. ، داخل الخلايا ، ذاتية التغذية ، تفريخ البث ، إلخ. [36]) وجميعها تحكمها نفس المبادئ الجينية للسكان. بشكل مثير للدهشة ، وجدنا أن تدفق الجينات المتعايش بين المضيفين مستمر في واحدة من أكثر الارتباطات البحرية حميمية ، وهي الحويصلات المنقولة عموديًا. تشير هذه النتائج إلى أن هناك مجموعة من حالات تدهور الجينوم الوسيط المحتملة التي يمكن الحفاظ عليها على مدى ملايين السنين مع إعادة التركيب الكافي. لذلك ، فإن تطور الجينوم المتكافل بعد تقييد العائل ليس عملية أحادية الاتجاه لا مفر منها تنتهي بحالة تشبه العضية كما يتم تقديمها بشكل شائع [2،5،6]. تثبت هذه النتائج صحة النظرية القديمة ولكن غير المختبرة وتشير إلى أن تنوع التعايش الذي وجد أنه يظهر معدلات وسيطة للانتقال الأفقي وتدهور الجينوم غير الكامل قد يخضع لعمليات مماثلة على مستوى السكان.


استنتاج

مرض الذبول البكتيري في C. الحد الأقصى في قوانغدونغ ، الصين ، بسبب R. solanacearum. تم عزل جميع السلالات الـ 24 من C. الحد الأقصى في هذه الدراسة تنتمي إلى النمط العرقي الأول ، والعرق 1 والحيوي 3 أو 4. هذه العزلات متجمعة في متتاليات 17 و 45 و 56. تم التعرف على Sequevar 45 في الصين لأول مرة في هذه الدراسة ، والتتابع 56 هو تتابع جديد لم يتم وصفه سابقا. هذه الدراسة هي أول تقرير لتحديد R. solanacearum عدوى السباق 1 في C. الحد الأقصى. اثنين C. moschata كانت الأصناف Xiangyu1 و Xiangmi مقاومة أو مقاومة بدرجة معتدلة R. solanacearum سلالة RS378. توفر نتائجنا معلومات قيمة لمواصلة تطوير استراتيجيات التحكم في C. الحد الأقصى مرض الذبول.


استنتاج

تستلزم الطبيعة المتعددة الميكروبات للـ BV استخدام الاختبارات التشخيصية التي تستند إلى معايير مركبة. يكمن جزء من التحدي في تحديد معايير المجموعة التي تكون حساسة ومحددة بدرجة كافية كمعايير تشخيصية لـ BV ، ويتمثل التحدي الآخر في تطوير اختبارات تشخيصية فعالة من حيث التكلفة ، والتي يمكن استخدامها بشكل مفضل في مركز الرعاية. على الرغم من وجود تفاعل معقد بين درجة الحموضة المهبلية وتركيز الأنواع البكتيرية المختلفة ، فمن الواضح أن الرقم الهيدروجيني المهبلي ، أعلى من 4.5 على وجه التحديد ، يحسن أداء الاختبارات التشخيصية عندما يقترن بمكونات أخرى في CVF.

لطالما ابتلي الاكتشاف الفعال والدقيق لخلل التنسج المهبلي بعوامل مثل الاختلاف في مستويات المؤشرات الحيوية عبر المجموعات السكانية (مثل الأنواع البكتيرية) وتغيرات نوع العينة (Kyongo et al. ، 2015 Masson et al. ، 2018). سلطت العديد من الدراسات التي تمت مناقشتها في هذه المراجعة الضوء على إمكانات معايير الجمع المختلفة مع المؤشرات الحيوية التي تتجاوز المستوى الجيني لتحسين تشخيصات التهاب المهبل البكتيري. إذا كان الغرض من التشخيص هو العلاج ، فيجب طرح السؤال عما إذا كان هناك توازن مثالي بين VMB وجميع المكونات المرتبطة به. بمعنى ، هل يُترجم تركيز البكتيريا إلى مستويات مقابلة من المستقلبات والبروتينات وعلامات الالتهاب؟ ومع ذلك ، فإن الانخفاض المستمر في التكاليف التشغيلية للتكنولوجيات عالية الإنتاجية يوفر الفرصة لدراسة الوسط المهبلي باستخدام نهج بيولوجيا الأنظمة على نطاق واسع لرسم خرائط وربط المؤشرات الحيوية المحتملة. لا تقترح هذه المراجعة بالضرورة استبدال أدوات التشخيص المتاحة حاليًا لـ BV ولكنها تسلط الضوء على قيود هذه الأدوات وتدعو إلى توسيع مجال تشخيص BV من خلال استكشاف مجموعة واسعة من فرص التشخيص التي تمت مناقشتها هنا.

ومع ذلك ، في العديد من الأماكن محدودة الموارد ، لا تكون اختبارات POC لـ BV إما غير متوفرة أو أنها ببساطة باهظة الثمن للاستخدام التشخيصي الروتيني ويجب على ممارسي الرعاية الصحية الاعتماد على إدارة متلازمة الإفرازات المهبلية. لذلك من الضروري أن يتضمن تطوير وتقييم الاختبارات التشخيصية الجديدة كلاً من تحليل التكلفة والفوائد الصحية في بيئات مختلفة ، لا سيما عندما تكون الأجهزة باهظة الثمن مطلوبة. يجب أن توجه ملامح المخاطر للمجموعات السكانية المختلفة للعقابيل الضائرة لعدوى التهاب المهبل البكتيري ، مثل زيادة خطر الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية ونتائج الحمل السيئة ، اختيار الاختبار التشخيصي. في مثل هذه الفئات السكانية المعرضة للخطر ، يتعين علينا طرح السؤال & # x02014 ما هي تكلفة التكلفة؟


التصنيف: الكائنات الحية الدقيقة

مقدمة:
يحدث التحول البكتيري عندما تأخذ خلية بكتيرية الحمض النووي الغريب وتدمجه في الحمض النووي الخاص بها. يحدث هذا التحول عادة داخل البلازميدات ، وهي جزيئات DNA دائرية صغيرة منفصلة عن كروموسومها. يمكن أن يكون هناك من 10 إلى 200 نسخة من نفس البلازميد داخل الخلية. قد تتكاثر هذه البلازميدات عندما يتكاثر الكروموسوم ، أو قد تتكاثر بشكل مستقل. يحتوي كل بلازميد من 1،000 إلى 200000 زوج قاعدي. تحمل بعض البلازميدات ، التي تسمى R plasmids ، الجين الخاص بمقاومة المضادات الحيوية مثل الأمبيسلين ، الذي يستخدم في هذا المختبر.

تعمل البلازميدات في التحول بطريقتين مختلفتين. يمكنهم نقل الجينات التي تحدث بشكل طبيعي داخلها ، أو يمكن أن تعمل كناقلات لإدخال الحمض النووي الغريب. يمكن استخدام إنزيمات التقييد لقطع الحمض النووي الغريب وإدخاله في نواقل البلازميد. البكتيريا المستخدمة في هذا المختبر هي الإشريكية القولونية (E. coli). كانت مثالية لهذه الدراسة التحويلية لأنه يمكن زراعتها بسهولة في مرق لوريا أو على أجار ، ولها جينوم صغير نسبيًا يبلغ حوالي خمسة ملايين زوج أساسي.

التحول ليس الطريقة الوحيدة لنقل الحمض النووي داخل البكتيريا. الاقتران هو نقل الحمض النووي الذي يحدث بين خليتين بكتيريتين. يتم تشكيل جسر بين الخليتين ويتم تداول المعلومات الجينية. في التنبيغ ، يتم استخدام الفيروس لنقل الحمض النووي الغريب إلى خلية بكتيرية.

فرضية:
سوف تكون الإشريكية القولونية المحولة مع الجين المقاوم للأمبيسيلين قادرة على النمو في ألواح الأمبيسلين ، لكن الإشريكية القولونية غير المتحولة لن تكون قادرة على النمو.

المواد:
كانت المواد اللازمة لهذا المختبر عبارة عن أنبوبين معقمين للاختبار ، و 500 ميكرولتر من الجليد البارد 0.05 متر كلوريد الكالسيوم ، وثقافات بكتيريا الإشريكية القولونية ، وحلقة تلقيح معقمة ، ومصاصة معقمة ، و 10 ميكرولتر من محلول pAMP ، وجهاز توقيت ، وثلج ، وحمام مائي ، 500 ميكرولتر من مرق لوريا ، قضيب منتشر ، 4 لوحات: 2 أمبيسلين + و 2 أمبيسلين & # 8211 ، وحاضنة.

أساليب:
تم وضع علامة على أنبوب معقم & # 8220 + & # 8221 والآخر & # 8220 - & # 8220. تم استخدام ماصة مجهرية معقمة لنقل 250 ميكرولتر من الجليد البارد 0.05M CaCl إلى كل أنبوب. تم نقل مستعمرة كبيرة من الإشريكية القولونية بحلقة تلقيح لكل أنبوب. تم بعد ذلك خلط المعلق عن طريق الرسم المتكرر وإفراغ ماصة مجهرية معقمة. تمت إضافة 10 ميكرولتر من محلول pAMP إلى المعلق الخلوي في الأنبوب الذي يحمل علامة "+" وخلطه عن طريق النقر على الأنبوب. تم وضع كلا الأنبوبين على الجليد على الفور لمدة 15 دقيقة ثم نقعهما في حمام مائي 42 درجة مئوية لمدة 90 ثانية. ثم أعيدت الأنابيب إلى الجليد لمدة دقيقتين إضافيتين.

بعد الصدمة الحرارية ، تمت إضافة 250 ميكرولتر من مرق لوريا إلى كل أنبوب. تم خلط الأنابيب عن طريق النقر. تم تسمية لوحين من الأمبيسلين + أجار LB / AMP + و LB / AMP-. تم تسمية لوحين من الأمبيسلين أجار LB + و LB-. تم وضع 100 ميكرولتر من تعليق الخلية في أنبوب & # 8220 + & # 8221 على لوحات LB + و LB / AMP +. تمت إضافة 100 ميكرولتر من تعليق الخلية في الأنبوب "-" إلى لوحات LB- و LB / AMP. تم دهنها بقضيب ممتد تم تعقيمه بتمريره فوق اللهب بعد كل استخدام. تم السماح للألواح بالجلوس لعدة دقائق ثم تم تحضينها طوال الليل مقلوبة عند 37 درجة مئوية.

أسئلة:
1. قارن وقارن عدد المستعمرات على كل زوج من الألواح التالية. ماذا تخبرك كل زوج من النتائج عن التجربة؟
LB + و LB- كلا الصفيحتين بهما عشب من البكتيريا. هذا يثبت أن البكتيريا قادرة على النمو على الأجار وأنه لا يوجد شيء يمنع النمو بجانب الأمبيسلين.

لم يشهد LB / AMP- و LB / AMP + LB / AMP- نموًا ، لكن LB / AMP + كان له نمو طفيف. هذا يدل على أن البكتيريا قد تحولت وطوّرت مقاومة للأمبيسيلين.

حقق LB / AMP + و LB + نموًا أقل من LB / AMP + من LB +. هذا يدل على أن التحول لم يكن فعالًا تمامًا ولم يحول سوى بعض الخلايا البكتيرية الأكثر كفاءة.

2. مجموع كتلة pAMP المستخدمة = 0.05 ميكروغرام

الحجم الإجمالي لتعليق الخلية = 510 ميكرولتر

ينتشر جزء من تعليق الخلية على اللوحات = 0.196

كتلة pAMP في تعليق الخلية = 0.0098

عدد المستعمرات لكل ميكروغرام من البلازميد = 0.0294

3. ما هي العوامل التي قد تؤثر على كفاءة التحويل؟ اشرح تأثير كل ما ذكرته.
يمكن أن تتأثر كفاءة التحول بحجم المستعمرة المضافة إلى الحل. في مستعمرة أكبر ، ستزداد الكفاءة لأنه سيكون هناك المزيد من الخلايا المستقبلة. عامل آخر هو كمية pAMP المضافة. كلما تمت إضافة pAMP ، زادت الكفاءة. يمكن أن تؤثر كمية مرق لوريا المضافة أيضًا على الكفاءة. إذا تم زيادة كمية مرق لوريا ، ستنخفض الكفاءة.

تحليل الأخطاء:
يحتوي هذا المعمل على عدة خطوات ، كل منها يعطي احتمالية حدوث خطأ. يجب أن تكون جميع القياسات دقيقة ودقيقة ، وكان توقيت الصدمة الحرارية أيضًا إجراءً معقدًا للغاية. قد يكون الخطأ في هذا المختبر ناتجًا عن تركيز CaCl2 نظرًا لحقيقة أن معظمه تم تجميده.

المناقشة والاستنتاج:
طورت البكتيريا المعالجة بمحلول pAMP مقاومة للأمبيسيلين وتمكنت من النمو على صفيحة الأمبيسلين +. أولئك الذين لم يعالجوا مع pAMP لم يتمكنوا من النمو على هذا الوسط. كانت اللوحات التي لا تحتوي على الأمبيسلين بمثابة عنصر تحكم لإظهار كيف ستبدو البكتيريا في الظروف الطبيعية. لا يكون التحول فعالًا أبدًا ، فالخلايا التي تتمتع بالكفاءة الكافية هي فقط القادرة على امتصاص الحمض النووي الغريب. لذلك ، أظهرت لوحات الأمبيسلين نموًا أقل من لوحة التحكم.


شاهد الفيديو: الجراثيم و أفضل طرق مكافحتها (كانون الثاني 2023).